ES2274357T3 - Procedimiento para fabricar un elemento de conducto de aire para un vehiculo y dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar un elemento de conducto de aire (1) para un automóvil - con un cuerpo base (2) de material sintético que predetermina, al menos, un canal de aire (3 a 5), - con, al menos, un cuerpo adicional (12) de aislamiento de material esponjoso unido superficialmente al cuerpo base (2); - donde una pared exterior (11) del cuerpo base (2) está unida, al menos parcialmente, con el cuerpo adicional (12) mediante una capa de unión plástica de soldadura (13), comprendiendo las siguientes etapas de proceso: - apertura de un molde de soplado (16) de una herramienta de soplado; - introducción de una preforma de soplado (22) tubular en el molde de soplado (16) abierto; - introducción de, al menos, un cuerpo plano de material esponjoso (26) entre la preforma de soplado (22) y una porción de pared (18) del molde de soplado; - cierre del molde de soplado (16); - soplado de la preforma de soplado (22) para formar el cuerpo base (2) del elemento de conducto de aire (1); - soldadura del cuerpo base (2) con el cuerpo de material esponjoso (26) que forma el cuerpo adicional (12) como consecuencia del proceso de soplado; y - retirada y acabado del elemento de conducto de aire (1), caracterizado porque antes de su introducción, el cuerpo de material esponjoso (26) se somete a un tratamiento térmico previo con dependencia cíclica, siendo después introducido en el molde de soplado simultáneamente con la preforma de soplado (22).
Description
Procedimiento para fabricar un elemento de
conducto de aire para un vehículo y dispositivo para llevar a cabo
dicho procedimiento de fabricación.
La invención se refiere a un procedimiento para
fabricar un elemento de conducto de aire según el preámbulo de la
reivindicación 1 y un dispositivo para la realización del proceso de
producción.
Gracias al documento JP 61070335 A se conoce un
procedimiento genérico.
En el elemento de conducto de aire según la DE
37 25 147 A1 se ha incorporado una capa de material esponjoso que
recubre la pared interior del cuerpo base. La capa de material
esponjoso y la capa exterior cerrada que envuelve la anterior, se
realizan mediante co-extrusión y moldeado
subsiguiente por soplado, donde la estructura esponjosa se consigue
por la adición de agentes de expansión. Este procedimiento de
producción es relativamente costoso y requiere la observación
exacta de determinados parámetros de proceso.
Otros elementos conductores de aire con
aislamiento se conocen a partir de la EP 0338908 A1, la WO
2004/007108 A2 y la GB 2376215 A. De la JP 01105723 A se conoce
un procedimiento de combinación dos capas de plástico en el que se
une una preforma de soplado con una posición superficial con
tratamiento previo en un molde de soplado. Un procedimiento de
combinación similar está indicado en la US 6071370 A relacionado
con la fabricación de un tanque de combustible.
Un objetivo de la invención consiste en proponer
un procedimiento de producción del elemento de conducto de aire
según invención especialmente rentable.
Este objetivo se alcanza según invención por un
procedimiento con las características de la reivindicación 1.
En el procedimiento de producción según
invención el soplado de la preforma de soplado para formar el cuerpo
base, por un lado, y la combinación del cuerpo base con el cuerpo
adicional moldeado como resultado del proceso de soplado, por otro,
se realizan dentro del molde de soplado en una etapa de proceso
cerrada.
Por lo tanto resulta un procedimiento ventajoso
con pocas etapas. Debido al calentamiento de la preforma necesario
para el soplado, la preforma puede aportar al cuerpo adicional la
suficiente energía para que se produzca una unión soldada con el
mismo.
Si esta energía térmica no fuera suficiente, se
puede proporcionar un calentamiento adicional sin un gran costo. En
la fabricación según invención, la preforma de soplado se introduce
al mismo tiempo que el cuerpo de material esponjoso. Esto es
especialmente eficaz y representa un ahorro de tiempo.
El tratamiento térmico previo, completamente
combinado, del cuerpo de material esponjoso facilita la formación
de la unión soldada entre el cuerpo base y el cuerpo adicional.
Después de terminar el procedimiento de
fabricación, el cuerpo adicional queda colocado en la parte exterior
del cuerpo base sin que resulten aquí limitaciones considerables de
las características aislantes del cuerpo adicional. El cuerpo
adicional tiene buenas características tanto de aislamiento térmico
como también de aislamiento acústico.
La unión del cuerpo adicional con el cuerpo base
se realiza a través de una capa de unión soldada de plástico. Una
unión de este tipo tiene un diseño seguro y no necesita material de
unión adicional, debido a lo cual se excluyen problemas de
compatibilidad de materiales y también puede aportar ventajas en
cuanto al reciclaje del elemento de conducto de aire.
Debido a que el cuerpo adicional no entra en
contacto con el aire conducido por el elemento de conducto de aire
debido a la colocación exterior sobre el cuerpo base, resulta una
mayor flexibilidad de selección del material y de la estructura del
cuerpo adicional. Se obtiene así un elemento de conducto de aire que
se puede realizar con estabilidad contra presión que puede
conectarse con los componentes constructivos adyacentes de
conductos de aire con un costo relativamente reducido.
Una combinación correspondiente del cuerpo base
y el cuerpo adicional puede tener, por lo tanto, ventajas en cuanto
a la técnica de acoplamiento con los siguientes componentes
constructivos. La capa de unión soldada de plástico puede
proporcionar una unión plana entre el cuerpo adicional y el cuerpo
base, alternativamente, sin embargo, también una unión solamente
parcial.
Las características aislantes del cuerpo
adicional pueden actuar de forma precisa también solamente
parcialmente en el caso de una unión parcial del cuerpo adicional
con el cuerpo base.
Un espesor de pared del cuerpo adicional
comprendida entre 2 y 5 mm., resulta en un buen compromiso entre el
efecto aislante del cuerpo adicional en cuanto a sonoridad y efecto
de aislamiento.
Un manipulador según la reivindicación 2 aumenta
el grado de automatización del procedimiento.
Una bobina de material esponjoso según la
reivindicación 3 permite una producción en serie del elemento de
conducto de aire.
Una fijación según la reivindicación 4 mejora el
carácter reproducible del proceso de producción.
Una etapa de atemperación según la
reivindicación 5 puede servir, por ejemplo, para calentar la
preforma de soplado de manera que, si la energía térmica aportada
por la preforma debido al proceso de soplado no es suficiente, se
puede conseguir una soldadura segura.
Alternativa o adicionalmente, la etapa de
atemperación, sin embargo, también puede ser una etapa de
enfriamiento, especialmente para la evacuación de la energía
térmica introducida que se introduce/evacúa como consecuencia de la
etapa de moldeo en el molde de soplado.
Una refrigeración interna según la
reivindicación 6 permite de forma elegante un enfriamiento del molde
de soplado mediante el aire de soplado. Además de la función de
conformado, el aire de soplado tiene, en este caso, al mismo tiempo
una función de refrigeración.
Otro objetivo de la invención consiste en
desarrollar un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación
7 de manera que con un dispositivo de este tipo se puede llevar a
cabo el procedimiento según invención.
Este objetivo se alcanza según invención por un
dispositivo con las características indicadas en la parte de
caracterización de la reivindicación 7.
Las ventajas del dispositivo según invención
corresponden a aquellas explicadas anteriormente en relación al
procedimiento.
Las ventajas del dispositivo según las
reivindicaciones 8 a 11 corresponden a aquellas explicadas
anteriormente en relación con las reivindicaciones 3 a 7.
A continuación se explican más en detalle
ejemplos de ejecución de la invención con ayuda del dibujo. Este
muestra:
La figura 1 una sección transversal del elemento
de conducto de aire producido según invención que se apoya sobre
una chapa de fondo de un automóvil.
La figura 2 de forma esquemática parte de un
dispositivo para la realización del procedimiento según invención
para fabricar un elemento de conducto de aire según la figura 1 en
sección transversal.
La figura 3 de forma esquemática otro tipo de
ejecución de un dispositivo para la realización del procedimiento
según invención para fabricar un elemento de conducto de aire según
la figura 1 en sección transversal.
Un elemento de conducto de aire 1 representado
en la figura 1 en sección transversal perpendicularmente a la
dirección de la conducción del aire sirve para la distribución del
aire al interior de un automóvil.
El elemento de conducto de aire 1 tiene un
cuerpo base 2 de material sintético, en la ejecución representada,
de polietileno de alta resistencia que también se denomina con la
abreviatura PE HD. El cuerpo base 2 tiene en total tres canales de
aire planos 3, 4, 5 de recorrido paralelo formados a través de
porciones tubulares del cuerpo base 6, 7, 8 que limitan los
canales. En cada caso, dos porciones del cuerpo base 6, 7, 8
adyacentes están unidas entre sí por medio de nervios de unión 9,
10 de manera que resulta, en su totalidad, un cuerpo base 2 de una
sola pieza.
En la mitad inferior de la figura 1 de una pared
exterior 11 del cuerpo base 2 se apoya de manera plana un cuerpo
adicional 12 aislante, especialmente aislante térmicamente, de
material esponjoso. El cuerpo adicional 12 tiene un espesor de
pared entre 2 y 5 mm., siguiendo el contorno del cuerpo base 2 en la
zona inferior. El cuerpo adicional 12 está hecho de espuma de
polietileno. El cuerpo base 2 está unido con el cuerpo adicional 12
a través de una capa de plástico de unión soldada la cual sigue la
pared exterior 11 del cuerpo base 2 en la zona de la mitad inferior
del mismo.
En el tipo de ejecución según la figura 1, el
cuerpo adicional 12 rodea al cuerpo base 2 en forma de media
carcasa, es decir parcialmente periférica. El cuerpo adicional
también puede rodear una parte menor o mayor de la periferia del
cuerpo base 2. Especialmente, también es posible que el cuerpo
adicional 12 rodee el cuerpo base 2 en toda su periferia.
A través del cuerpo adicional 12, el elemento de
conducto de aire 1 se apoya sobre una chapa de fondo 14 del
automóvil.
El aire caliente o frío transportado por el
elemento de conducto de aire 1 está aislado térmicamente de la
chapa del suelo debido al cuerpo adicional 12. La temperatura de la
chapa de suelo 14, por lo tanto, no influye prácticamente nada
sobre la temperatura del aire que circula a través del elemento de
conducto de aire 1.
Además, el cuerpo adicional 12 puede tener un
efecto amortiguador del sonido, especialmente es imposible que se
transmitan vibraciones y oscilaciones de las ruedas del vehículo a
través del conducto de aire al espacio del pasajero.
El elemento de conducto de aire 1 se produce con
ayuda de un dispositivo de fabricación 15, del cual se ha
representado parcialmente de forma esquemática un primer tipo de
ejecución en la figura 2. Éste comprende una herramienta de soplado
con regulación de temperatura con un molde de soplado 16 que tiene
dos mitades de herramienta 17, 18 de moldeo que constituyen la
mitad del molde de soplado 16 respectivamente. En la figura 2 se
puede ver aquella parte del molde de soplado 16 que sirve para
moldear uno de los canales de aire 3 a 5. Las mitades de
herramienta 17, 18 son relativamente móviles entre una posición
abierta y una posición cerrada mostrada en la figura 2 de una
manera no representada en la figura 2. En posición cerrada, las
mitades de herramienta 17, 18 contactan entre sí a través de un
canto de apriete 19. Una línea de separación de herramienta 19a
especificada por el canto de apriete 19 está representada en la
figura 1 de forma esquemática. El dispositivo de fabricación 15
comprende, además, un cabezal de soplado 20 con una tobera 21 para
expulsar una preforma 22 tubular entre las dos mitades de
herramienta 17, 18 de moldeo en su posición abierta. Además, una
aguja de soplado 22a representada en la figura 2 por debajo del
molde de soplado 16, dispuesta de manera alineada con la preforma
22, sirve para introducir aire de soplado en la preforma 22. El aire
de soplado puede aprovecharse al mismo tiempo como medio
refrigerante del molde de soplado 16. En caso necesario, el molde de
soplado 16 también puede refrigerarse con ayuda otro medio
refrigerante. De esta manera se puede evacuar el calor aportado a
través de la preforma 22 al molde de soplado 16.
El dispositivo de fabricación 15 comprende,
además, un manipulador 23 con una pinza presora 24 y una unidad de
control 25 que opera la misma. El manipulador 23 sirve para
introducir un cuerpo de material esponjoso 26 plano en forma de
plancha, al estar el molde de soplado 16 abierto, entre la preforma
22 y la mitad de herramienta 18 derecha en la figura 2. Las
dimensiones transversales y longitudinales del cuerpo de material
esponjoso 26 son tales que el mismo sobresale de la mitad de
herramienta 17 que especifica el molde de soplado 16.
Con ayuda de un dispositivo de aspiración, no
representado en la figura 2, el cuerpo de material esponjoso 26,
que representa una preforma adicional para el cuerpo adicional 12,
después de ser introducido por el manipulador 23, se fija en el
canto de apriete 19 de la mitad derecha de herramienta 18.
Con el dispositivo de fabricación 15 se fabrica
el elemento de conducto de aire 1 de la siguiente forma. En primer
lugar se colocan las mitades de herramienta 17, 18 en la posición
abierta representada en la figura 2. Después se expulsa la preforma
22 con ayuda de la tobera 21 desde el cabezal de soplado 20
introduciéndola entre las mitades de herramienta 17, 18.
Simultáneamente el manipulador 23 retira el cuerpo de material
esponjoso 26 de una pila de reserva y lo introduce entre la
preforma 22 y la mitad de herramienta 18 derecha. Después de
introducir el cuerpo de material esponjoso 26 se fija el mismo en la
mitad de herramienta 18 con ayuda del dispositivo de aspiración. A
continuación se colocan las mitades de herramienta 17, 18 en
posición cerrada, de manera que el molde de soplado 16 queda
cerrado. Después, la tobera 21 expulsa aire de soplado de manera
que la preforma 22 adquiere en el molde de soplado 16 la forma del
cuerpo base 2. Aquí, la preforma 22 empuja al cuerpo de material
esponjoso 26 hasta que el mismo se apoya con su superficie sobre la
porción del molde de soplado 16 predeterminada por delante de la
mitad de herramienta 18 derecha. Anteriormente a este proceso de
desplazamiento y para mejorar su capacidad de embutición, el cuerpo
de material esponjoso 26 ha sido tratado térmicamente de manera
previa. Mediante la energía térmica de la preforma 22 se suelda la
pared exterior de la preforma 22, que mira hacia el cuerpo de
material esponjoso 26, con la pared del cuerpo de material esponjoso
26 dirigida hacia la preforma 22, de manera que se forma en este
punto una capa de unión soldada 13. Por medio de los cantos de
apriete 19 se separa el material sobrante de la preforma 22 y del
cuerpo de material esponjoso 26, de manera que, eventualmente
después de un proceso adicional de desbarbado, se obtiene el
elemento de conducto de aire 1. El elemento de conducto de aire
obtenido se retira entonces y se procede a su acabado.
La figura 3 muestra otro tipo de ejecución de un
dispositivo de fabricación para fabricar el elemento de conducto de
aire 1. Los componentes constructivos que corresponden a aquellos
que ya se han explicado anteriormente haciendo referencia a la
figura 2 llevan la misma referencia y no se explican aquí de nuevo
en detalle.
En el tipo de ejecución según la figura 3, el
cuerpo de material esponjoso se suministra a la herramienta de
soplado en forma de una banda de material esponjoso 27.
Para este fin, las pinzas presoras 24 del
manipulador 23 agarran el extremo libre de la banda de material
esponjoso 27 y tiran de la misma hasta la posición representada en
la figura 3, en la cual un tramo final de la banda de material
esponjoso 27 adopta la misma posición que el cuerpo de material
esponjoso 26 en forma de plancha en el tipo de ejecución según la
figura 2. A continuación se fija este tramo final de la banda de
material esponjoso 27 por medio del dispositivo de aspiración de la
mitad de herramienta 18. La introducción del tramo final de la
banda de material esponjoso, que especifica el cuerpo de material
esponjoso 26 en el molde de soplado 16 se realiza en el tipo de
ejecución según la figura 3 simultáneamente con la expulsión y, por
lo tanto, la introducción de la preforma 22 entre las mitades de
herramienta 17, 18.
La banda de material esponjoso 27 es
desenrollada a partir de una bobina de material esponjoso 28,
representada sólo en parte en la figura 3. El desenrollado de la
banda de material esponjoso 27 de la bobina para material esponjoso
28 puede realizarse alternativa o adicionalmente o reforzarse por un
accionamiento de la bobina de material esponjoso 28. En el
recorrido hasta la herramienta de soplado, la banda de material
esponjoso 27 es conducida por encima de poleas inversoras 29 a 31.
Junto con la bobina de material esponjoso 28 y las poleas
inversoras 29 a 31, el manipulador 23 en la ejecución según la
figura 3 constituye un dispositivo de alimentación para el
suministro de la banda de material esponjoso 27. Entre dos poleas
inversoras 29, 30, la banda de material esponjoso 27 pasa a través
de un sistema de calentamiento 32 con dos radiadores de rayos
infrarrojos (IR) 33, 34, de los cuales uno está dispuesto por encima
y el otro por debajo de la banda de material esponjoso 27.
Alternativamente a los radiadores de IR, el sistema de calentamiento
también puede estar equipado con otro medio de calentamiento tal
como, por ejemplo, un calentamiento por gas.
Durante el proceso de introducción del cuerpo de
material esponjoso 26 por el desenrollado de la banda de material
esponjoso 27 desde la bobina para material esponjoso 28, la banda de
material esponjoso 27 es sometida a un tratamiento térmico previo
en el sistema de calentamiento 32. Este tratamiento térmico previo
está sujeto a una dependencia cíclica y se sincroniza con el ritmo
de trabajo de la herramienta de soplado de manera que se garantiza
que el cuerpo de material esponjoso 26 sea introducido precalentado
en el molde de soplado 16. Este tratamiento térmico previo mejora
la formación de la capa de unión soldada 13 según se describe más
arriba.
Al mismo tiempo, el tratamiento térmico previo
también puede mejorar la capacidad de embutición profunda del
cuerpo de material esponjoso 26, debido a lo cual se mejora la
precisión de reproducción de la combinación de la preforma 22 con
el cuerpo de material esponjoso 26 durante el conformado del
material compuesto en el molde de soplado 16, incluso con una
geometría del elemento de conducto de aire complicada añadida por
el molde de soplado 16. También en la ejecución del dispositivo de
fabricación según la figura 2 se utiliza, sujeto a cadencia, un
tratamiento térmico previo del cuerpo de material esponjoso 26, por
ejemplo durante el recorrido de transporte entre la pila de
alimentación y la posición del cuerpo de material esponjoso 26
representada en la figura 2.
Con el procedimiento de fabricación según las
figuras 2 y 3 se produce, en cada caso, un elemento de conducto de
aire con un cuerpo adicional que rodea el cuerpo base por una parte
de su periferia. Para fabricar un cuerpo base con un cuerpo
adicional que rodea el primero por toda su periferia, en una
modificación del procedimiento de fabricación según las figuras 2 y
3, se pueden introducir cuerpos adicionales 26 también a ambos lados
de la preforma 22 entre ésta y las mitades de herramienta 17, 18.
Resultan así dispositivos de fabricación simétricos de forma
especular con relación a un plano central que divide verticalmente
la herramienta de soplado en las figuras 2 y 3.
En el procedimiento de fabricación arriba
descrito, el soplado de la preforma soplada 22 para obtener el
cuerpo base 2, por un lado, y la composición del cuerpo base 2 con
el cuerpo adicional 12 formado como consecuencia del proceso de
soplado, por el otro lado, se realiza en una etapa de proceso
cerrada.
Claims (11)
1. Procedimiento para fabricar un elemento de
conducto de aire (1) para un automóvil
- con un cuerpo base (2) de material sintético
que predetermina, al menos, un canal de aire (3 a 5),
- con, al menos, un cuerpo adicional (12) de
aislamiento de material esponjoso unido superficialmente al cuerpo
base (2);
- donde una pared exterior (11) del cuerpo base
(2) está unida, al menos parcialmente, con el cuerpo adicional (12)
mediante una capa de unión plástica de soldadura (13),
comprendiendo las siguientes etapas de
proceso:
- apertura de un molde de soplado (16) de una
herramienta de soplado;
- introducción de una preforma de soplado (22)
tubular en el molde de soplado (16) abierto;
- introducción de, al menos, un cuerpo plano de
material esponjoso (26) entre la preforma de soplado (22) y una
porción de pared (18) del molde de soplado;
- cierre del molde de soplado (16);
- soplado de la preforma de soplado (22) para
formar el cuerpo base (2) del elemento de conducto de aire (1);
- soldadura del cuerpo base (2) con el cuerpo de
material esponjoso (26) que forma el cuerpo adicional (12) como
consecuencia del proceso de soplado; y
- retirada y acabado del elemento de conducto de
aire (1),
caracterizado porque antes de su
introducción, el cuerpo de material esponjoso (26) se somete a un
tratamiento térmico previo con dependencia cíclica, siendo después
introducido en el molde de soplado simultáneamente con la preforma
de soplado (22).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cuerpo de material esponjoso (26) se
introduce con ayuda de un manipulador (23).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para introducir el cuerpo de material
esponjoso (26) es desenrollado a partir de una bobina de material
esponjoso (28).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo de
material esponjoso (26) se fija en posición introducida con ayuda
de una depresión.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está prevista
una regulación de temperatura del molde de soplado (16).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque está previsto refrigerar interiormente
el molde de soplado (16) mediante el aire de soplado introducido
durante el proceso de soplado.
7. Dispositivo para la realización de un
procedimiento de fabricación según una de las reivindicaciones 1 a
6:
- con una herramienta de soplado;
- con un molde de soplado (16) con, al menos,
dos mitades de herramienta (17, 18) relativamente móviles entre sí
para abrir y cerrar el molde de soplado (16);
- con un cabezal de soplado (20) para introducir
en el molde de soplado abierto, una preforma de soplado tubular
(22);
- con un dispositivo de soplado (22a) para
introducir aire de soplado para el moldeo de la preforma de soplado
(22),
caracterizado por un sistema de
calentamiento (32), especialmente, al menos un radiador IR (33, 34),
para un tratamiento térmico previo con dependencia cíclica del
cuerpo de material esponjoso (26) previo a su introducción en el
molde de soplado (16) así como por un manipulador (23) para
introducir, al menos, un cuerpo plano de material esponjoso (26)
entre la preforma de soplado (22) y una porción de pared (18) del
molde de soplado (16) simultáneamente a la introducción de la
preforma de soplado (22).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque está equipado con un sistema de
alimentación (23, 28 a 31) para suministrar una banda de material
esponjoso (27).
9. Dispositivo según la reivindicación 7 ó 8,
caracterizado por un dispositivo de aspiración para fijar
por depresión el cuerpo de material esponjoso (26) en posición de
introducida.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la temperatura
de la herramienta de soplado puede ser regulada.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el dispositivo de soplado (22a) está
diseñado de manera que puede producirse una refrigeración interior
del molde de soplado (16).
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