k19 OFICINA ESPANOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPANA

k11 Numero de publicacion: 1 043 353k21 Numero de solicitud: U 009901700k51 Int. Cl.6: B23K 37/04

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k12 SOLICITUD DE MODELO DE UTILIDAD U

k22 Fecha de presentacion: 29.06.1999 k71 Solicitante/s: Juan Jose Lopez ChavesC/ Caldas de Reyes, 9 - 5◦ izda.36209 Vigo, Pontevedra, ES

k43 Fecha de publicacion de la solicitud: 01.12.1999 k72 Inventor/es: Lopez Chaves, Juan Jose

k74 Agente: Ungrıa Lopez, Javier

k54 Tıtulo: Centrador autoaislado para soldadura por resistencia.

Venta de fascıculos: Oficina Espanola de Patentes y Marcas. C/Panama, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION

Centrador autoaislado para soldadura por re-sistencia.Objeto de la invencion

La presente invencion, segun lo expresa elenunciado de esta memoria descriptiva, consisteen un centrador autoaislado para soldadura porresistencia, el cual comporta notables caracterıs-ticas relevantes y ventajosas en relacion con losque actualmente existen con el mismo fin y quepueden considerarse de su tipo.

La mision del centrador es mantener coaxial-mente dispuestas dos piezas que han de establecercontacto para su soldadura.

Aunque existen multiples aplicaciones, estaespecialmente disenado para la soldadura de unatuerca a una chapa dotada naturalmente con elcorrespondiente orificio que ha de quedar dis-puesto coaxial al de la tuerca, sirviendo el con-junto una vez soldado como una pieza compuestapara un uso posterior.

La mision del centrador que nos ocupa, con-siste en lograr la perfecta coincidencia coaxial delorificio de la pieza con el orificio roscado propiode la tuerca, de modo que no haya el mas mınimodesplazamiento lateral entre ambos elementos enel momento de la soldadura, pues invalidarıa lapieza resultante para su uso posterior.

Como es sabido, la soldadura por resistenciaconsiste en provocar la fusion de dos elementosmetalicos a unir, en sus puntos de contacto, me-diante la aplicacion de presion y el paso de lacorriente electrica de alta intensidad, durante uninstante muy breve de tiempo, de modo que laelevada temperatura producida instantaneamentepor efecto Joule, origine la fusion en los puntos decontacto.

Para ello, es necesario aplicar la corriente me-diante dos electrodos enfrentados, uno en con-tacto con cada elemento de la pieza final. Lafuncion del centrador consiste en mantener los doscomponentes de la pieza en su posicion idonea,estando electricamente aislado de la pieza paraevitar su propia fusion.Antecedentes de la invencion

Actualmente, los centradores son unas piezascilındricas macizas, generalmente de acero inoxi-dable, con unos resaltes anulares en un extremopara colocar entre ellos una junta torica, puesqueda montado a modo de embolo en un soporte ocabezal fijo de la maquina. En el extremo opuestoal que lleva la junta torica y que esta destinadoa quedar en el exterior del soporte o cabezal fijo,posee una punta roma para facilitar la entrada yposicionado de las piezas a soldar.

El centrador juega axialmente en una piezaextraible de forma tubular, provista de una va-lona de retencion en el cabezal, de modo que so-bre dicha pieza extraible apoya uno de los doscomponentes a soldar, generalmente la chapa. Lasuperficie interior de esta pieza tubular extraibleesta recubierta de una fina capa de aislante paraevitar el contacto electrico con el centrador.

El fondo del orificio del cabezal esta provistode una entrada de aire a baja presion, que em-puja hacia arriba al centrador que actua a modode embolo, haciendolo sobresalir ligeramente para

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facilitar la colocacion de la chapa y la tuerca, eneste caso de especial aplicacion.

El soporte o cabezal fijo con la pieza tubularextraible, determina el electrodo inferior. El elec-trodo superior movil esta situado verticalmentesobre el electrodo fijo y es el que en el momentode la soldadura se hace descender, oprimiendo latuerca contra la chapa, a la vez que empuja lapunta del centrador que se retrae comprimiendoel aire contenido en la camara formada en el fondodel orificio, de modo que permite un perfectocontacto entre la punta plana del electrodo y latuerca o pieza a soldar.

Tambien de forma conocida, para facilitar lasoldadura entre la tuerca y la chapa, la primeraposee unos salientes o protuberancias en la carade contacto con la chapa, fundiendose al pasode la corriente y por la presion ejercida por elelectrodo superior, actuando estos salientes comopuntos de cebado en los que se obtiene una densi-dad de corriente muy elevada y un calentamientomuy intenso, uniendose ambas piezas fısica yatomicamente.

El uso de este tipo de centrador convencional,presenta varios inconvenientes:

- La pieza tubular del electrodo fijo, ademasde tener un elevado coste de fabricacion por lacapa interior de aislante, se deteriora en muy pocotiempo debido precisamente a la fungibilidad delaislante, de modo que al ir desgastandose este porla intensa temperatura de la soldadura, aunquepor un tiempo breve, y el roce con el centrador,no solo pierde su aislamiento sino que provoca eldesvıo incontrolado del centrador, impidiendo sucorrecto funcionamiento.

- Consecuentemente con lo anterior, es precisocambiar cada poco tiempo dicha pieza tubular ex-traible, encareciendo enormemente los costes defabricacion y obligando a detener la produccioncada cierto tiempo.Descripcion de la invencion

En lıneas generales, el centrador autoaisladopara soldadura por resistencia, que constituyeel objeto de la invencion, consigue solventar losproblemas de la tecnica actual, pues su estu-diado diseno y la incorporacion de su propio aisla-miento, hace innecesario utilizar piezas tubularescon aislamiento interior, de tal forma que se pue-den usar piezas tubulares totalmente metalicas ysin aislamiento, mucho mas baratas, resistentes yduraderas.

Para ello, el centrador autoaislado que se pre-coniza, esta compuesto por tres partes que enca-jan entre sı ajustadamente, formando un cuerpocompacto.

El cuerpo exterior tiene forma cilındrica huecay esta abierto por uno de sus extremos, formandoun vaso o recipiente para alojar el casquillo ais-lante que tambien tiene forma cilındrica hueca yque esta rematado por una virola o brida queapoya sobre el borde del cuerpo exterior. A suvez, el cuerpo aislante recibe en su interior laprolongacion de la tercera pieza componente delcentrador, materializada por una punta cilındricamaciza y que encaja perfectamente en dicho huecointerior del casquillo aislante. Las tres piezas for-man un conjunto solido e inseparable, de maneraque el cuerpo exterior esta aislado electricamente

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de la punta de centrado interna.El cuerpo exterior presenta en su extremo li-

bre el ensanchamiento con la ranura anular deubicacion de la junta torica de estanqueidad paraque el centrador adquiera la posicion de emergen-cia debido al aire a presion, sirviendo a la vez esteensanchamiento de tope para evitar la expulsiondel centrador debido al empuje del aire.

Por su parte, la pieza interior o punta cilın-drica maciza, lleva una valona paracentral en laproximidad de la punta roma, con funciones deapoyo y tope respecto a la valona del casquilloaislante, comprimiendolo.

Para facilitar la comprension de las caracterıs-ticas de la invencion y formando parte integrantede esta memoria descriptiva, se acompanan unashojas de planos en cuyas figuras, con caracter ilus-trativo y no limitativo se ha representado lo si-guiente:Breve descripcion de los dibujos

Figura 1.- Es una vista en perspectiva explo-sionada, del centrador autoaislado para soldadurapor resistencia, objeto de la invencion.

Figura 2.- Es una vista en alzado longitudi-nal, con un cuadrante seccionado, del centradorautoaislado armado.

Figura 3.- Es una vista en alzado del mismocentrador autoaislado acoplado al cabezal de lamaquina de soldadura, pudiendose ver tambienel electrodo superior movil.Descripcion de la forma de realizacion pre-ferida

Haciendo referencia a la numeracion adoptadaen las figuras, podemos ver como el centrador au-toaislado para soldadura por resistencia, que lainvencion propone, esta compuesto por los treselementos que encajan entre sı ajustadamente,materializados por el cuerpo exterior 1, el cuerpointermedio aislante 2 y la punta cilındrica maciza3. En la figura 2 vemos la posicion de montajeajustado de estos tres componentes 1, 2 y 3.

El cuerpo exterior 1 tiene un ensanchamientoinferior con una ranura anular 4 de ubicacion dela junta torica 5 de asiento hermetico contra lapared de la camara 6 conformada en el cabezal 7de la maquina de soldadura, como veremos masadelante en relacion con la figura 3.

En el vaciado axial del cuerpo exterior 1 ajustahermeticamente, entrando a presion, el casquilloaislante 2 provisto de la valona extrema 8 de tope,con la que contacta tambien la valona paracentral9 de la punta cilındrica 3.

Las piezas componentes metalicas 1 y 3 que-dan perfectamente aisladas por el casquillo inter-medio 2.

Como se ve en la figura 2, la valona paracen-tral 9 de la pieza cilındrica interior 3 es de undiametro ligeramente inferior al del la valona 8 delaislante 2 y principalmente menor que el diametroexterior de la parte superior 10 del cuerpo exterior1, de tal manera que durante el desplazamientoguiado en el interior del cabezal, no establecen

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contacto electrico ambas piezas con el casquillode guıa 11 (ver figura 3).

Haciendo ahora especial referencia a la fi-gura 3, el cabezal 7 de la maquina de soldaduraelectrica, constituye el electrodo fijo, y en el quedamontado el centrador objeto de la invencion, re-ferenciado en general con el numero 12. En laposicion mostrada en esta figura 3 a la que esta-mos haciendo referencia, el centrador 12 ocupa laposicion mas elevada o de maxima emergencia dela punta centradora 3, por la accion neumaticadebido a la presion del aire que inunda la camara6, por la hermeticidad de la torica 5. La partesuperior 10 de menor diametro del cuerpo exte-rior 1 del centrador 12, desliza en el casquillo 11que es metalico macizo y no precisa tener unacapa aislante como los centradores convenciona-les, gracias a lo cual se alcanzan la prerrogativasde la presente invencion, al ser el centrador elelemento autoaislado debido a su estructuracioninterna. Esta posicion de emergencia del centra-dor esta limitada por el tope que efectua la parteinferior de mayor diametro del cuerpo exterior 1,referenciada con el numero 13, al contactar conla base del casquillo de guıa 11 inmovilizado conayuda de la tuerca moleteada 14.

La referencia 15 designa una de las piezas asoldar, concretamente una chapa en forma de “U”provista del correspondiente orificio ajustado aldiametro 10 del centrador 12. La tuerca 16 de-termina la otra pieza a soldar a la chapa 15 y suorificio axial se corresponde con el diametro dela porcion superior 17 de la punta cilındrica 3 decentrado. Se facilita la operacion de introducciono posicionado de ambos elementos a soldar 15 y16, por la conicidad del extremo de la punta decentrado 3 propiamente dicho.

Una vez que se situa la chapa 15 de forma quela misma establece asiento con la guıa 11, se hacellegar la tuerca 16 que establece apoyo en la va-lona 9 de la punta centradora 3, como se ve en lafigura 3. El aire que inunda la camara 6 del ca-bezal mantiene esta posicion de emergencia comohemos indicado anteriormente, en la que la tuerca16 queda separada de la chapa 15. En el momentoen que se hace descender al electrodo superior omovil 18, al apoyar sobre la tuerca 16 se vencela presion neumatica que asiste al centrador 12,haciendo que este descienda y en el momento enque establecen contacto las piezas a soldar tienenlugar el paso de la corriente electrica y la solda-dura por las protuberancias 19 de la cara inferiorde la tuerca 16. Cuando se hunde el centrador12 en el momento de la soldadura, no hace con-tacto fısico, ni por tanto electrico, la valona 9 dela punta cilındrica 3 con la guıa o casquillo tubu-lar macizo 11, ya que el diametro es ligeramenteinferior, como habıamos dicho anteriormente (verla figura 2).

La referencia 20 designa la tuberıa de aire quellega al racor conectable a la base 21 del cabezal7 de la maquina.

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REIVINDICACIONES

1. Centrador autoaislado para soldadura porresistencia, situando coaxialmente dos piezas (15,16) para su soldadura, tal como una tuerca (16)y una chapa (15) provista de un orificio, siendodel tipo de los que presentan forma cilındrica es-calonada ajustada a los diametros de las piezasa soldar (15, 16), siendo desplazable axialmenteen un soporte o cabezal fijo (7) que constituyeel electrodo inferior de la maquina de soldadura,estando impulsado hacia la posicion de maximaemergencia por el aire a baja presion entrantea la camara inferior del cabezal y tener la basedel centrador (12) un ensanchamiento con unajunta torica (5), actuando a modo de embolo,efectuandose la soldadura de las dos piezas (15,16) dispuestas en centrador (12), al bajar y ha-cer presionar el electrodo movil superior (18),caracterizado porque esta compuesto por trespiezas (1, 2, 3) que encajan entre sı ajustada-mente formando un cuerpo compacto (12), defi-

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nidas por: un cuerpo exterior (1) cilındrico huecoy metalico; a modo de vaso, en el que se aloja otrocuerpo cilındrico (2) aislante y hueco, rematadoeste ultimo en una valona (8) de tope y aisla-miento para la tercera pieza constituida por unapunta cilındrica (3) metalica y maciza que quedaaislada del cuerpo exterior (1).

2. Centrador autoaislado para soldadura porresistencia, segun reivindicacion 1, caracteri-zado porque la punta cilındrica maciza (3) tienesu extremo rematado de forma conica y posee unavalona paracentral (9) de apoyo sobre la pieza ais-lante intermedia (2).

3. Centrador autoaislado para soldadura porresistencia, segun reivindicaciones anteriores, ca-racterizado porque la valona (9) de la puntacilındrica (3), tiene un diametro ligeramente in-ferior al diametro de la parte superior (10) delcuerpo exterior (1) para no establecer contactoelectrico con un casquillo metalico (11) solidariode cabezal (7), en el que se guıa el cuerpo exterior(1).

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