ES2205353T3 - Tapon con junta termoexpandible y metodo de fabricarlo. - Google Patents

Abstract

UN TAPON OBTURADOR (10) PARA CERRAR UNA ABERTURA EN UN PANEL INCLUYE UNA TAPA DE CIERRE (12), UN CONJUNTO DE OREJETAS DE RETENCION DEL TAPON OBTURADOR (32, 34, 36, 38), QUE SE PROLONGAN DESDE UNA CARA DE ABAJO (16) DEL TAPON, Y UN CONJUNTO DE ELEMENTOS GUIA (60, 62, 64, 66), QUE SE PROLONGAN DESDE LA CARA DE ABAJO DEL TAPON. LOS ELEMENTOS GUIA (60-66) DISPUESTOS EN LA CARA DE ABAJO DEL TAPON OBTURADOR, DEFINEN UNA PRIMERA SUPERFICIE DE INTRODUCCION ORIENTADA AXIALMENTE. LAS OREJETAS DE RETENCION (32-38) DISPUESTAS EN LA CARA DE ABAJO DEL TAPON OBTURADOR, DEFINEN UNA SEGUNDA SUPERFICIE DE INTRODUCCION ORIENTADA AXIALMENTE. LA PRIMERA Y LA SEGUNDA SUPERFICIES DE INTRODUCCION COOPERAN, HACIENDO QUE SEA FACIL DE INSTALAR EL TAPON OBTURADOR. UN ANILLO PLASTICO TERMODILATANTE DE OBTURACION (30), ADAPTADO PARA ABLANDARSE Y EXPANDIRSE UNA VEZ CALENTADO A UNA TEMPERATURA DE APROXIMADAMENTE 250°F, ESTA DISPUESTO EN LA CARA DE ABAJO DEL TAPON OBTURADOR. EL ANILLO OBTURADOR SE EXPANDE Y SE ABLANDA EN UN HORNO, PERMITIENDO AL TAPON OBTURADOR LLEGAR A UNIRSE FIRMEMENTE CON UNA SUPERFICIE QUE DEFINE UNA ABERTURA. UN PROCEDIMIENTO PREFERIDO PARA FABRICAR EL TAPON OBTURADOR, INCLUYE CONTROLAR DE CERCA LA TEMPERATURA DE LOS ELEMENTOS DE MATRIZ (102, 104) EN UN APARATO DE MOLDEO POR INYECCION DE DOBLE ACCION (100), DENTRO DE UN RANGO DE 135°F180°F, PARA INYECTAR EL MATERIAL DEL ANILLO OBTURADOR EN UN ESTADO QUE PUEDE FLUIR. LA PRIMERA ETAPA EN EL PROCEDIMIENTO DE MOLDEO DE DOBLE ACCION INYECTA NAILON EN UNA PRIMERA CAVIDAD, CONFORMANDO LA TAPA DE CIERRE. LA SEGUNDA ETAPA INYECTA EL MATERIAL TERMODILATANTE SENSIBLE AL CALOR EN UNA SEGUNDA CAVIDAD, CONFORMANDO EL ANILLO DE OBTURACION SOBRE LA TAPA DE CIERRE.

Description

Tapón con junta termoexpandible y método de fabricarlo.

Antecedentes del invento

Este invento se refiere a la técnica de los dispositivos de cierre y a métodos para fabricar dispositivos de cierre de acuerdo con el preámbulo de la Reivindicación 1 y, más en particular, a tales dispositivos, y a su fabricación, usados para cubrir y obturar orificios o aberturas formadas en placas delgadas, en hojas rígidas de metal, o en otros materiales.

El invento es aplicable en particular al tipo de tapones de cierre usados para cubrir orificios en paneles de carrocerías de vehículos de motor, y se describirá con referencia a eso en particular. Es de apreciar, sin embargo, que el invento tiene un más amplio campo de aplicaciones, y que puede emplearse ventajosamente para otros usos en una diversidad de diferentes ambientes, siempre que sea necesario para cubrir y obturar un orificio en un panel de soporte.

En la fabricación de vehículos de motor, se usan dispositivos de cierre para cerrar permanentemente diversos orificios de acceso o aberturas en los paneles de la carrocería que hayan servido ya para su finalidad prevista y que hayan dejado de ser necesarios, o bien para efectuar alguna otra función útil, tal como la de reducir el diámetro efectivo de un orificio a un nuevo tamaño deseado, o bien para proporcionar una superficie de montaje adecuada para otro componente. Tales orificios pueden ser necesarios inicialmente por muchas razones, por ejemplo, como orificios para la descarga de pintura, o bien como orificios de acceso para acomodar componentes para el montaje del vehículo. Se requiere, típicamente, que esas aberturas de descarga o de acceso sean cubiertas y selladas herméticamente después de que hayan servido para su función útil, a fin de evitar que a través de la abertura en el panel entren en el vehículo humedad, suciedad de la carretera, ruido, humos del escape, y similares.

Los dispositivos de cierre usuales que proporcionan un sellado hermético han incluido hasta el presente una parte de cuerpo principal unida a un aro de obturación separado, hecho de un material diferente al que constituye el cuerpo del dispositivo de cierre. La parte de cuerpo principal de los dispositivos de cierre usuales se forma típicamente de un material metálico duradero, o bien de un material plástico o sintético elástico para asegurar la integridad mecánica del dispositivo de cierre. Los aros de obturación, sin embargo, suelen estar formados de materiales blandos, tal como de compuestos cauchutados extruidos, o bien de materiales susceptibles de sellado por calor. Durante la fabricación de tales dispositivos de cierre usuales, se invierte mucho tiempo y esfuerzo para primero extruir y cortar en troquel los aros de obturación y para montar luego los aros de obturación por separado sobre el cuerpo de los dispositivos de cierre, tal como mediante una conexión mecánica, o bien usando adhesivos o similares. Frecuentemente, se fijan los aros de obturación a los cuerpos de los tapones a mano. Tales disposición y práctica son desventajosas, debido a la inversión adicional, en coste y en mano de obra, que se requiere.

En el pasado se han usado técnicas de moldeo en dos descargas, para moldear diversos componentes de dos materiales diferentes. Como ejemplo, se puede usar el moldeo en dos descargas para formar partes que tengan dos colores diferentes, o bien para formar partes que tengan dos regiones de durezas diferentes, de acuerdo con los documentos FR-A-2 731 984, US-A-5 658 509, y EP-A-0 482 272. Sin embargo, las técnicas de moldeo en dos descargas no han sido hasta el presente satisfactorias para producir partes formadas de un plástico rígido junto con un material termoexpansible, debido principalmente a una incapacidad para controlar la temperatura de las estampas de moldear.

Se ha considerado por lo tanto deseable desarrollar un dispositivo y un conjunto de cierre nuevos y mejorados, y un método para fabricarlos que supere las antes indicadas deficiencias, y otras, y que al mismo tiempo proporcionen resultados de un mejor y más efectivo funcionamiento.

Breve sumario del invento

De acuerdo con el presente invento, se proporciona un conjunto de cierre para uso para cubrir y obturar una abertura formada en un panel de soporte. El conjunto incluye una delgada tapa de cubierta que tiene una parte superior plana y una cara inferior provista de una pluralidad de elementos de guía elásticos espaciados entre sí circunferencialmente y que se extienden axialmente, y una pluralidad correspondiente de patas de retención espaciadas entre sí circunferencialmente y que se extienden axialmente. Los elementos de guía y las patas de retención cooperan para formar un hombro de localización en la cara inferior, de modo que el conjunto de cierre pueda ser bloqueado por encajamiento rápido en su posición en un orificio. El conjunto de cierre está provisto de un aro de plástico anular termoexpansible, sensible al calor, que va soportado sobre una pared circular correspondiente formada en la cara inferior de la tapa de cubierta. Cuando el conjunto de cierre está en posición en una abertura y es sometido a la acción del calor en el margen de 85ºC a 180ºC, el aro de plástico anular termoexpansible experimenta una transformación en la que el aro se expande para ocupar un espacio que es, aproximadamente, de 1,5 veces su tamaño original. El aro de plástico anular que se expande fluye en todas direcciones entre la cara inferior de la tapa de cubierta y el panel de la carrocería del vehículo, para formar una obturación de tipo hermético entre el tapón y el panel.

De acuerdo con otro aspecto del invento, se fabrica un conjunto de cierre que es de la construcción antes descrita usando un proceso de moldeo por inyección en dos descargas, de acuerdo con la parte de caracterización de la Reivindicación 1. Durante la primera descarga, se forma la tapa de cubierta junto con los elementos de guía y las patas de retención, inyectando para ello un material de nilón elástico en la cavidad de molde. Durante un segundo período, se enfría la cavidad de molde y se adapta para recibir el material secundario que forme el aro de obturación anular. Durante un tercer período, se inyecta en el molde el material termoexpansible secundario, para formar el aro de obturación anular en la tapa de cubierta. Después del tercer período se expulsa de la máquina de moldear por inyección el conjunto de cierre unitario.

La principal ventaja del presente invento está en el método mejorado para montar un conjunto de cierre unitario formado de compuestos no similares.

Otra ventaja del presente invento está en el método mejorado para hacer funcionar una máquina de

\hbox{moldear}

por inyección de dos descargas, para construir un conjunto de cierre unitario formado de compuestos no similares.

Todavía otra ventaja del presente invento está en una estampa de moldear de cobre berílico (aleación de cobre y berilio con una proporción de menos del 3% de berilio) mejorada para uso en una máquina para moldear por inyección con dos descargas para construir un conjunto de cierre unitario formado de compuestos no similares.

Todavía otra ventaja del presente invento está en que proporciona un conjunto de cierre mejorado, para cubrir y obturar una abertura en un panel, fabricado por el proceso de moldeo en dos descargas del tipo indicado en general en lo que antecede.

Otra ventaja del invento radica en la provisión de tal conjunto que puede servir como una guarda de protección y cerrar con seguridad una abertura en un panel.

Todavía otras ventajas y beneficios que proporciona el invento resultarán evidentes para quienes sean expertos en la técnica, tras la lectura y la comprensión de la descripción detallada que sigue.

Breve descripción de los dibujos

El invento puede tomar forma física en ciertas partes y disposiciones de partes, y en ciertos pasos y disposiciones de pasos, cuyas realizaciones preferidas se describirán en detalle en esta Memoria Descriptiva, y que se han ilustrado en los dibujos que se acompañan, los cuales forman parte de la misma, y en los que:

La Figura 1 es una vista en planta por debajo de un conjunto de cierre formado de acuerdo con el presente invento;

La Figura 2 es una vista en alzado lateral del conjunto de cierre ilustrado en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista del conjunto de cierre en corte dado a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 1;

La Figura 4 es una vista del conjunto de cierre en corte dado a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 1;

La Figura 5 es una vista del conjunto de cierre en corte dado a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 2;

La Figura 6a es una ilustración esquemática de un sistema de moldeo por inyección de dos descargas, hecho funcionar de acuerdo con el presente invento;

La Figura 6b es una ilustración de la estampa de moldear en dos descargas, inferior, de la Figura 6a, en una vista esquemática por arriba en corte dado a lo largo de la línea 6b-6b; y

La Figura 7 es un diagrama de temporización que ilustra un método de fabricación de un dispositivo de tapón de cierre de acuerdo con el presente invento.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Con referencia ahora a los dibujos, en los que las representaciones tienen únicamente la finalidad de ilustrar las realizaciones preferidas del invento, y no tiene la finalidad de limitar el mismo, en las Figuras 1-5 se ha representado el nuevo tapón de cierre 10 de que se trata, que está adaptado para ser fijado de un modo seguro a un panel de la carrocería de un automóvil en relación de obturación con una abertura formada en el panel. Aunque la realización preferida ilustrada es de la máxima utilidad en relación con los paneles de las carrocerías de los automóviles, es de apreciar que el invento tiene aplicación en cualquier caso en que se aseguren componentes tales como ganchos, cerrojos, placas o similares, a una superficie o a otras partes en una estufa, o bien usando cualquier otro proceso por calor.

El tapón de cierre 10 está constituido por una delgada tapa de cubierta 12 formada preferiblemente de nilón o de cualquier otro material plástico o sintético rígido moldeable. La tapa de cubierta 12 define una superficie 14 primera o exterior, y una superficie 16 segunda o interior, estando dispuestas las superficies primera y segunda en relación de opuestas entre sí. Como puede verse mejor en las Figuras 1 y 5, la tapa de cubierta 12 tiene una conformación periférica en general circular, aunque se comprenderá que se pueden usar también satisfactoriamente otras conformaciones, para dar acomodo a una aplicación o necesidad particular. A este respecto, de acuerdo con la realización preferida, la tapa de cubierta 12 incluye una pluralidad de protuberancias 18 espaciadas entre sí dispuestas alrededor de la periferia exterior de la tapa de cubierta. Como se ha ilustrado, las protuberancias 18 están formadas entre indentaciones semicirculares dispuestas en la tapa de cubierta. Las protuberancias 18 están conformadas y previstas como se ha ilustrado, para hacer que sea más fácil de manipular el tapón de cierre durante la inserción en las diversas aberturas.

Una pared de soporte 20 está formada integralmente a lo largo de la periferia exterior 22 de la tapa de cubierta, para que penda de la segunda superficie 16 a lo largo de un patrón circular continuo. La pared de soporte 20 define una superficie cilíndrica exterior 24 adaptada para aplicarse a fricción a una superficie interior cilíndrica 26 de tamaño correspondiente, formada en un aro de plástico anular 30 termoexpansible. El aro de plástico anular termoexpansible 30 está hecho de un material con base de elastómero moldeable por inyección, expansible por calor. Aunque hay muchos materiales termoplásticos esponjables o expansibles por calor que pueden ser moldeados por inyección con una forma de aro, o bien ser extruidos y más tarde cortados con troquel en aros, los inventores han comprobado que los plásticos L-2300 y L-4161, de la firma L&L Products, Inc., y el plástico RV-7125 de la firma Ruvin, Inc., son particularmente adecuados para moldeo por inyección en dos descargas, de acuerdo con los pasos del nuevo método de fabricación del presente invento.

Continuando con referencia a las Figuras 1-5, se han previsto cuatro aletas de retención 32, 34, 36, 38 en la superficie interior 16 de la tapa de cubierta 12. Como se ha ilustrado, las aletas de retención están preferiblemente espaciadas circunferencialmente con uniformidad alrededor de la periferia 22 del tapón de cierre. Las aletas de retención están construidas de idéntica forma a como lo están en la realización preferida, de modo que la descripción que sigue de la aleta de retención 32 es igualmente aplicable a las restantes aletas, a no ser que se indique específicamente otra cosa. Como se ha ilustrado mejor en las Figuras 3 y 4, la aleta de retención 32 está constituida por dos pequeñas barras o columnas elásticas 40, 42 que se extienden axialmente desde la superficie interior 16 de la tapa de cubierta 12. Entre los miembros de columna elásticos 40, 42 hay dispuesto un elemento de descanso 44, de la manera que se ha ilustrado. El elemento de descanso 44 forma un gancho con un área de conexión 46 orientada con un ángulo predeterminado con relación a los miembros de columna elásticos 40, 42. En el elemento de descanso 44 hay dispuesta un área de parada 48 a una distancia predeterminada de la superficie interior 16 de la tapa de cubierta 12.

De acuerdo con el presente invento, el elemento de descanso 44 está adaptado para penetrar a través de los bordes de una abertura y aplicarse a ellos. Es evidente, de la Figura 2, que el área de parada 48 dispuesta en los miembros de columna elásticos 40, 42 está rodeada por un área abierta continua o canal de travesía 50. De acuerdo con esta disposición, el área de parada 48 puede penetrar o ser desviada radialmente hacia dentro por compresión elástica hasta un plano definido por los miembros de columna elásticos 40, 42, y más allá. De esta manera, la pluralidad de aletas de retención 32-38 pueden ser aplastadas radialmente hasta un diámetro A, con objeto de que ajusten dentro de una abertura que tenga un diámetro A.

Siguiendo con referencia a las Figuras 1-5, pero con referencia en particular a la Figura 2, el área de parada 48 se extiende desde el área de conexión 46 en una distancia predeterminada, paralela a los miembros de columna elásticos adyacentes 40, 42. El área de conexión 46 de la aleta de retención 32 está dispuesta con un ángulo agudo, preferiblemente comprendido entre 30-35 grados, con relación al eje geométrico longitudinal L-L del tapón de cierre, definiendo un chaflán 52. El conjunto de chaflanes definidos en cada una de las aletas de retención 32-38 define colectivamente una superficie tronco cónica orientada axialmente a lo largo del eje geométrico longitudinal L-L del tapón de obturación. La superficie tronco cónica que con ello se define proporciona una primera estructura para guiar la entrada que hace que sea más fácil de instalar el tapón de cierre, en particular en las instalaciones ciegas, tales como las que son corrientes en las líneas de montaje de carrocerías de automóviles.

Continuando todavía con referencia a las Figuras 1-5, se han previsto cuatro elementos de guía 60, 62, 64, 66, en la segunda superficie 16 de la tapa de cubierta 12. Los elementos de guía 60-66 se extienden axialmente desde la segunda superficie 16, y están espaciados circunferencialmente con uniformidad alrededor de la periferia 22 de la tapa de cubierta 12. Los elementos de guía 60-66 dividen la superficie interior 16 de la tapa de cubierta en cuatro partes iguales. Cada uno de los elementos de guía 60-66 está construido de idéntica manera, de modo que la descripción que sigue del elemento de guía 60 es igualmente aplicable a los restantes elementos de guía, a menos que se indique otra cosa específicamente. El elemento de guía 60 se extiende axialmente más allá de las aletas de retención 32-38, en una distancia predeterminada, como se ha ilustrado mejor en las Figuras 2 y 3. El elemento de guía 60 es de configuración sustancialmente plana, e incluye un borde de morro plano 68 y un borde de guía en ángulo 70. El conjunto de bordes de guía 70 dispuestos en el conjunto de elementos de guía 60-66, definen colectivamente una superficie tronco cónica orientada axialmente a lo largo del eje geométrico longitudinal L-L del tapón de cierre, proporcionando una superficie de guía de entrada secundaria. La superficie de guía de entrada secundaria se extiende axialmente más allá del final de la primera superficie de guía de entrada, definida por las aletas de retención, como se ha ilustrado, haciendo que el tapón de cierre sea extremadamente fácil de instalar.

Como se ha ilustrado en las Figuras, la superficie tronco cónica definida por los elementos de guía 60-66 coopera con la superficie tronco cónica definida por las aletas de retención 32-38, para proporcionar superficies de guía de entrada primera y segunda cooperantes en la tapa de cubierta. Aunque la realización preferida ilustra las respectivas superficies tronco cónicas como coincidentes axialmente y el ángulo de guía de entrada, definido por los elementos de guía 60-66 mayor que el ángulo de guía de entrada definido por las aletas de retención 32-38, se han contemplado también otras configuraciones, dentro del alcance del presente invento, incluyendo la de que el primer ángulo de guía de entrada se adapte al segundo ángulo de guía de entrada.

La construcción general descrita en lo que antecede hace que el tapón de cierre del presente invento sea sustancialmente de autoalineación o de auto orientación con respecto a los orificios en el panel. Esto hace que el tapón de cierre esté especialmente bien adaptado para ser introducido en una abertura en un panel de la carrocería de un automóvil con poco esfuerzo o con solamente un ligero esfuerzo o concentración por parte del operario. En una línea de montaje de automóviles típica el tapón de cierre del presente invento se usa como un tapón de cierre para obturar agujeros de drenaje en la bandeja metálica del suelo en los montajes de la carrocería del vehículo. Como comprenderán los expertos en la técnica, el tapón de cierre se instala en la bandeja del suelo en cualquier momento después del ciclo de "cochura del recubrimiento-e" catódico del chasis, pero antes del ciclo de "cochura del color", en el que se calienta el aro de obturación termoexpansible y se expande por calor, ligando la tapa de cubierta a la bandeja del suelo, cerrando con ello y obturando el agujero de drenaje.

Como se ha descrito en general en lo que antecede, el aro de plástico anular de expansión por el calor 30 se hace preferiblemente de un material de sellado de plástico expansible por el calor con base de elastómero, seleccionado para que simultáneamente se reblandezca y fluya fácilmente cuando se caliente por encima de una primera temperatura de diseño preseleccionada y para que se expanda cuando se caliente por encima de una segunda temperatura de diseño preseleccionada. El aro de plástico 30 de acuerdo con el presente invento puede hacerse de cualquier material termoexpansible que tenga esas cualidades generales, pero se hace preferiblemente de un material seleccionado de entre el grupo de materiales que satisfacen la norma de ingeniería de la firma Chrysler Motor Corporation denominada "Engineering Standard Nº MS-CD466C", conocida y disponible para quienes sean expertos en la técnica. En ese grupo están incluidos los materiales plásticos L-2300, L-4161 y RV-7125-3, antes identificados. Estos materiales se reblandecen y son susceptibles de fluir a temperaturas comprendidas entre aproximadamente 60-82,2ºC, se expanden por el calor cuando se calientan por encima de aproximadamente 82,2ºC, y solidifican cuando están a temperaturas inferiores a 60ºC.

Al pasar el tapón de cierre instalado a través de la estufa de cochura durante el montaje del chasis de un automóvil, el aro de plástico 30 se reblandece, haciendo que la superficie interior 16 del tapón retroceda hacia el panel de la carrocería dentro del cual se aplica el tapón, debido a la fuerza de resorte generada en esa dirección por el conjunto de aletas de retención 32-38. Después de alcanzada la fase de expansión total del material de obturación preferido, el material se endurece y se adhiere tanto a la tapa de cubierta
como al panel de la carrocería, en una relación de cierre hermético. De acuerdo con el presente invento, a una temperatura de aproximadamente 121,0ºC en la estufa de cochura del chasis, el material se expande hasta aproximadamente un 150% de su volumen original, no expandido. Una vez endurecido, el material preferido no puede ser reactivado.

Con referencia a continuación a las Figuras 6a y 6b, se describirá un método preferido de fabricación del tapón de cierre de acuerdo con el presente invento. Se ha previsto un aparato de moldear por inyección de dos descargas 100, con miembros de estampa primero y segundo 102, 104 que forman una primera cavidad 106 que define la tapa de cubierta formada durante una primera descarga de inyección. Un miembro 108 movible sustancialmente cilíndrico está adaptado para deslizar desde una primera posición, ilustrada a la izquierda en la Figura 6a, a una segunda posición ilustrada a la derecha en la Figura 6a. Cuando el miembro movible está dispuesto en la posición ilustrada a la derecha en la Figura 6a, se crea con ello una segunda cavidad de molde 110 que define sustancialmente la cavidad de estampa dentro de la cual se forma el aro de plástico sensible al calor. Las cavidades de molde primera y segunda son preferiblemente contiguas, como se ha ilustrado, de modo que el aro de plástico anular de expansión por el calor 30 se forma directamente sobre el cuerpo de la tapa de cubierta durante la segunda descarga. Esta ventaja del presente invento hace que sea innecesaria la instalación manual del aro de obturación, con lo que se economiza tiempo y costes de mano de obra.

El presente invento incluye un nuevo método de moldeo de una parte de tapón de obturación unitario a partir de dos materiales no similares, preferiblemente una tapa de cubierta de nilón y un aro de plástico anular de expansión por el calor, controlando para ello la temperatura de los miembros de estampa 102, 104 y la temporización de las descargas de inyección. A este respecto, el presente invento incluye miembros de estampa primero y segundo 102, 104, formados de cobre berílico. Alternativamente, se pueden usar inserciones de cobre berílico, o bien un recubrimiento de cobre berílico en los miembros de estampa 102, 104. Se ha comprobado que el cobre berílico tiene excelentes características térmicas. Más en particular, el cobre berílico es muy adecuado para disipar rápidamente el calor, y ha demostrado ser un excelente conductor térmico que tiene buenas cualidades mecánica complementarias, para su uso en estampas de moldear.

Con el fin de controlar la transferencia de energía térmica desde el aparato de moldear por inyección para inyectar de modo fiable el material del aro de obturación termoexpansible dentro de su margen de temperaturas, en el que es susceptible de fluir, de aproximadamente 60-82,2ºC, se proporciona un sistema de control que incluye un par de sensores térmicos 112, un controlador 114 del aparato de moldear por inyección electrónico, una bomba de fluido 116 que responde a una señal procedente del controlador, y un sistema de conducción de refrigerante 118 para hacer circular un fluido refrigerante a través de los miembros de estampa primero y segundo 102, 104. El sistema de conducción de fluido 118 está conectado a una fuente de un fluido refrigerante enfriado 120, tal como agua.

Como se ha ilustrado mejor en la Figura 6a, el sistema de conducción 118 se extiende dentro del miembro de estampa superior 102 sustancialmente a lo largo del eje geométrico longitudinal L-L del tapón de obturación formado entre los miembros de estampa superior e inferior. Una conducción 122 de suministro de la estampa superior entrega el fluido refrigerante enfriado 120 a la región central del miembro de estampa superior 102 de la manera ilustrada, a fin de enfriar del modo más efectivo la parte superior y la parte central de la estampa. Una conducción 124 de retorno a la estampa superior hace retornar el fluido refrigerante 120 desde la región central del miembro de estampa superior 102 a la fuente de fluido, de la manera ilustrada. Aunque solamente se han ilustrado conducciones únicas de suministro y de retorno, se pueden usar también múltiples conducciones y múltiples caminos de conducción para enfriar el miembro de estampa superior 102.

Como se ha ilustrado mejor en la Figura 6b, el sistema de conducción 118 se extiende dentro del miembro de estampa inferior 104, en esencia circularmente alrededor del tapón de obturación de plástico 10 formado entre los miembros de estampa superior e inferior. Una conducción 126 de suministro de la estampa inferior entrega el fluido refrigerante enfriado 120 a la región del miembro de estampa inferior 104 que rodea próximo a la periferia exterior del tapón de obturación 10, de la manera ilustrada, a fin de enfriar de la manera más efectiva la estampa inferior. Una conducción 128 de retorno de la estampa inferior hace retornar el fluido refrigerante 120 desde el miembro de estampa inferior 104 a la fuente de fluido, de la manera que se ha ilustrado. Al igual que con las conducciones de fluido refrigerante de la estampa superior, aunque solamente se han ilustrado conducciones de suministro y de retorno únicas, se pueden usar también conducciones múltiples y caminos de conducción múltiples para enfriar el miembro de estampa inferior 104.

Una ventaja del presente invento es la de que las conducciones de refrigerante superior e inferior 122, 124 y 126, 128, están separadas. De este modo, las conducciones de refrigerante superior e inferior funcionan en cierto modo independientemente. La capacidad de absorción de calor de las conducciones de refrigerante superiores 122, 124 no interfiere con la capacidad de absorción de calor de las conducciones de refrigerante inferiores 126, 128. Sin embargo, en ciertas aplicaciones cabe la posibilidad de, o puede ser deseable, disponer las conducciones de refrigerante superiores e inferiores según muchas configuraciones y topologías, tal como, por ejemplo, que las conducciones de refrigerante superiores e inferiores puedan ser conectadas en serie.

Continuando con referencia a las Figuras 6a, 6b, y también con referencia a la Figura 7, el material de nilón que constituye la tapa de cubierta se inyecta en los miembros de estampa superior e inferior 102, 104 durante un primer período de moldeo, Período I, a una temperatura de aproximadamente 287,0ºC. Durante el Período I, la bomba de fluido 116 está DESCONECTADA, tal como viene determinado por el controlador 114. El primer período dura aproximadamente 23 segundos. Quienes sean expertos en la técnica se referirán a este período como la "primera descarga".

Después de inyectado el material de nilón en la primera cavidad 104, el controlador conecta la bomba de fluido 116 a fin de enfriar los miembros de estampa 102, 104. Durante este período, Período II, el controlador responde a señales procedentes del par de sensores térmicos 112, a fin de determinar una temperatura adecuada para la inyección del material sensible al calor en la segunda cavidad. También durante el Período II, el miembro movible 108 es trasladado a la posición ilustrada a la derecha en la Figura 6a. Esto crea la segunda cavidad del molde, a fin de dar acomodo a la "segunda descarga" de material plástico sensible al calor.

Cuando el sensor térmico 112 registra una señal que indique que los miembros de estampa se han enfriado hasta una temperatura a la cual el material del aro de material de obturación esponjable fluirá bajo presión, preferiblemente de 83,0ºC, pero bastante por debajo de la temperatura de activación, de aproximadamente 121,0º C, el controlador 114 interrumpe el funcionamiento de la bomba de fluido 116, para detener el flujo del material refrigerante. La segunda descarga del material plástico sensible al calor tiene lugar durante este tercer período, Período III, ilustrado en la Figura 7.

Finalmente, en un cuarto período, el Período IV, de acuerdo con el método preferido, el controlador 114 reinicia el funcionamiento de la bomba de fluido 116 para enfriar todavía más los miembros de estampa 102, 104, hasta una temperatura a la que se dé acomodo a la solidificación completa y a la expulsión del tapón de obturación unitario terminado. El controlador, conjuntamente con el sensor térmico, cooperan para detener el funcionamiento de la bomba de fluido y abrir el molde cuando la temperatura de los miembros de estampa llegue a ser de aproximadamente 57,2ºC.

Claims (3)

1. Un método para fabricar un tapón de obturación (10) en una máquina de moldear por inyección de dos descargas (100), comprendiendo el método los pasos de:

proporcionar una estampa de moldear (102, 104) en la máquina de moldear por inyección de dos descargas (100), a fin de formar tal tapón de obturación (10),

formar durante un primer período de tiempo un miembro de tapa de cubierta elástico inyectando para ello un material termoplástico en una primera cavidad de molde (106) definida por dicha estampa de moldear (102, 104) en la máquina de moldear por inyección de dos descargas (100),

enfriar durante un segundo período de tiempo dicha estampa de moldear hasta una primera temperatura predeterminada; y

formar durante un tercer período de tiempo un aro de plástico anular de expansión por el calor (30) en el miembro de tapa de cubierta elástico, inyectando para ello un material esponjable en una segunda cavidad de molde 110, definida en dicha estampa de moldear en la máquina de moldeo por inyección (100),

incluyendo la estampa de moldear (102, 104) un sistema (112, 114, 116, 118) de control de la temperatura de la estampa de moldear, y una estampa de moldear (102) refrigerada por fluido, adaptada para ser enfriada por un fluido de trabajo (120) que fluye a través de un circuito de bucle cerrado (126, 128) definido en la estampa de moldear;

usar dicho sistema (112, 114, 116, 118) de control de la temperatura durante el segundo período de tiempo, enfriar dicha estampa de moldear (102) desde una segunda temperatura por encima de un primer margen de temperaturas, hasta una primera temperatura dentro de dicho primer margen de temperaturas, haciendo pasar para ello dicho fluido de trabajo (120) a través de dicho circuito cerrado (126, 128) definido en la estampa de moldear refrigerada por fluido; y,

formar durante el tercer período de tiempo el aro de plástico anular de expansión por el calor (30) en el miembro de tapa de cubierta elástico (12), proporcionando para ello un material esponjable sensible al calor que sea susceptible de fluir cuando esté dentro de dicho primer margen de temperaturas y que se expanda por el calor cuando esté por encima de dicho primer margen de temperaturas, e inyectar dicho material esponjable sensible al calor en la segunda cavidad de molde (110) definida por dicha estampa de moldear (102) después de que dicha estampa de moldear alcance dicha primera temperatura predeterminada,

caracterizado por usar un sistema (112, 114, 116, 118) de control de la temperatura durante un segundo período de tiempo, enfriar dicha estampa de moldear refrigerada por fluido desde una segunda temperatura de aproximadamente 285,0ºC y por encima de un primer margen de temperaturas hasta una primera temperatura de aproximadamente 83,0ºC dentro de dicho primer margen de temperaturas, haciendo pasar para ello dicho fluido de trabajo (120) a través de dicho circuito cerrado (124, 128) definido en la estampa de moldear refrigerada por fluido.

2. Un método para fabricar un tapón de obturación (10) de acuerdo con la Reivindicación 1

caracterizado por proporcionar una estampa de moldear de cobre berílico.

3. El método de fabricación de un tapón de obturación de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paso de proporcionar dicho sistema de control de la temperatura de la estampa de moldear incluye proporcionar un sensor térmico (112) en dicha estampa de moldear, para percibir una temperatura en la estampa de moldear.