ES2298878T3 - Pieza de relleno con espuma. - Google Patents
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Abstract
Una pieza de relleno con espuma utilizada para llenar mediante su espumado el espacio de una estructura, que comprende un soporte (2) formado de un material no espumable y un material de base espumante (3) de material espumable, en la que el soporte comprende una placa soporte (4) para apoyar el material de base espumante (3), una pared anular (5) que se levanta desde la placa soporte (4) en una dirección ortogonal a la dirección por la que se extiende la placa soporte, y que tiene forma de anillo con el fin de definir un espacio en el interior de la pared anular, caracterizada por una porción acoplable (10), dispuesta en el pared anular, para acoplar con el material de base espumante, y en la que el material de base espumante (3) comprende una porción anular espumante (16) que se apoya sobre una porción exterior de la periferia de la pared anular de la placa soporte (4), y una porción de acople (17) que encaja con la porción acoplable.
Description
Pieza de relleno con espuma.
La presente invención se refiere a una pieza de
relleno con espuma utilizada para llenar con espuma el espacio de
una estructura.
Se conoce generalmente una pieza de relleno con
espuma para llenar con un material de espuma una estructura hueca,
tal como un montante de un vehículo.
Por ejemplo, la patente japonesa
2003-146243 (no examinada) propone un dispositivo de
relleno con espuma como pieza de relleno que comprende un material
de base espumante formado de un material que se espuma por
calentamiento desde el exterior, una pieza soporte que dispone de
una placa soporte para apoyar una cara del material de base
espumante, teniendo generalmente el material de base espumante 15
forma anular de manera que se corresponde en tamaño con la placa
soporte, y una pared anular de contención que se proyecta desde una
cara de la placa soporte a fin de sostener una pared interior
periférica del material de base espumante.
De acuerdo con este dispositivo de llenado con
espuma, después de disponer el dispositivo en un espacio hueco tal
como un montante de un vehículo y de calentar desde el exterior el
material de base espumante para formar espuma, la placa soporte
impide el llenado con espuma de material de base espumante en la
dirección longitudinal del espacio hueco y lo acelera en dirección
sustancialmente ortogonal a la dirección longitudinal orientada
hacia la pared interior periférica del espacio hueco. Además, la
pared anular de contención impide que el llenado con espuma de
material de base espumante avance hacia el centro de una abertura
formada en el material de base espumante. Esto permite el llenado
eficaz y homogéneo del espacio hueco con espuma utilizando una
cantidad pequeña de material de base espumante que se espuma por
calentamiento.
En el dispositivo de relleno con espuma que se
describe en la patente japonesa 2003-146243 (no
examinada), la pared de contención y un agarre de retención están
dispuestos a una distancia uno de otro en la pieza soporte. Por
este motivo, el material de base espumante debe ser retenido en el
agarre de retención mientras el material de base espumante se
encuentra cerca de la pared de contención, lo cual complica el
trabajo de fijación.
Además, la cavidad del molde para el moldeo de
la pieza soporte tiene una forma complicada porque la pieza soporte
ha de estar configurada de manera que el agarre de retención esté
separado de la pared de contención de la pieza soporte,
circunstancia que eleva los costes.
Es objeto de esta invención proporcionar una
pieza de relleno con espuma de estructura sencilla, de una eficacia
mejorada y de un menor coste y que además pueda reducir la cantidad
de material espumante del material de base espumante utilizado para
llenar sin dejar vacíos el espacio interior de una estructura.
La presente invención proporciona una nueva
pieza de relleno con espuma utilizada para llenar mediante espumado
el espacio de una estructura, que comprende un soporte formado de un
material no espumable y un material de base espumante de un
material espumable, en la que el soporte comprende una placa soporte
para apoyar el material de base espumante, una pared anular que se
levanta desde la placa soporte en una dirección ortogonal a la
dirección por la que se extiende la placa soporte, y que tiene forma
de anillo a fin de definir un espacio en el interior de la pared
anular, y una porción acoplable dispuesta en la pared anular para
acoplar con el material de base espumante, y en la que el material
de base espumante comprende una porción anular espumante de la placa
soporte que se apoya sobre una porción exterior de la periferia de
la pared anular y una porción de acople que encaja con la porción
acoplable.
En esta pieza de relleno con espuma, gracias a
que la pared anular dispone de la porción acoplable que encaja con
el material de base espumante, la figura del molde para la
configuración del soporte puede tener una forma más sencilla y en
consecuencia, el coste de fabricación de la pieza de base espumante
puede ser bajo. Además, cuando el material de base espumante se fija
al soporte, la porción de acople puede fijarse en la porción
acoplable, al mismo tiempo que la porción anular espumante se coloca
alrededor del exterior de la pared anular. De esta manera se fabrica
una pieza de relleno con espuma con una eficacia mejorada.
Además, en la pieza de relleno con espuma,
cuando la pieza de relleno con espuma se dispone en el espacio de la
estructura y el material de base espumante se espuma, el llenado con
espuma del material de base espumante está bloqueado mediante la
placa soporte. De esta manera, el llenado con espuma se puede guiar
de manera controlada en la dirección opuesta a la placa soporte.
Además, la pared anular impide el llenado con espuma de la porción
anular espumante hacia un espacio interior de la pared anular. De
esta manera se puede llenar el espacio de la estructura de una
manera eficaz, sin dejar vacíos y al mismo tiempo se reduce la
cantidad de material de base espumante utilizado.
En la pieza de relleno con espuma, se prefiere
que el material de base espumante tenga forma de lámina.
La configuración del material de base espumante
en forma de lámina tiene la ventaja de que el material de base
espumante se puede fabricar mediante moldeo en continuo con una
eficacia mejorada y a bajo coste.
En la pieza de relleno con espuma, se prefiere
que la porción acoplable del soporte tenga una abertura en forma de
ranura abierta en la dirección de la periferia de la pared anular, y
que la porción de acople del material de base espumante tenga una
lengüeta que se proyecta a través de la abertura, desde la porción
anular espumante hasta un cierto espacio en el interior de la pared
anular.
La existencia de la lengüeta permite que la
porción de acople del material de base espumante se acople a la
porción acoplable del soporte, simplemente insertando la lengüeta
desde la porción anular espumante en el exterior de la pared anular
hasta un cierto espacio interior de la pared anular a través de la
abertura. De esta manera se proporciona una eficacia de
funcionamiento mejorada.
Además, gracias a que con el espumado la
lengüeta se expande en sus extremos libres y se proyecta en el
espacio interior de la pared anular, se obtiene una eficacia
mejorada del acoplamiento de la porción de acople con la porción
acoplable durante el espumado.
En esta pieza de relleno con espuma, se prefiere
que la porción acoplable del soporte disponga en la abertura de
porciones de agarre que se proyectan hacia el interior de la
abertura en la dirección periférica de la pared anular a fin de que
la lengüeta esté sujeta a modo de sándwich entre la placa soporte y
las porciones de agarre.
La existencia de porciones de agarre permite que
la lengüeta esté sujeta de manera firme en la abertura a modo de
sándwich entre las porciones de agarre y la placa soporte. De esta
manera se proporciona una eficacia mejorada del acoplamiento de la
porción acoplable y la porción de acople.
En esta pieza de relleno con espuma, se prefiere
que la porción de acople del material de base espumante tenga
porciones salientes que sobresalgan en la dirección periférica de la
pared anular desde extremos libres de la lengüeta que se proyecta
en un cierto espacio en el interior de la pared anular.
La existencia de porciones salientes permite que
la pared anular esté sujeta a modo de sándwich entre las porciones
salientes y porción anular espumante. De esta manera, se mejora la
eficacia del acoplamiento entre la porción de acople y la porción
acoplable.
En la pieza de relleno con espuma, se prefiere
que la pared anular esté conformada de manera que tenga una altura
mayor que el espesor del material de base espumante.
Si la pared anular se conforma de manera que
tenga una altura mayor que el espesor del material de base
espumante, se impide que cuando se espume, la porción anular
espumante se extienda sobre la pared anular y rellene su espacio
interno. De esta manera, el espacio de la estructura se rellena con
una eficacia mayor sin dejar vacíos y al mismo tiempo se reduce la
cantidad de material de base espumante utilizada.
En la pieza de relleno con espuma de la presente
invención, se prefiere que el soporte tenga una porción de montaje
que se monta en la estructura y que la porción de montaje tenga una
porción de incrustación en la que se incrusta parte del material de
base espumante.
La existencia de porciones salientes permite el
espumado del material de base espumante sobre la porción de montaje
y en el estado incrustado en la porción de incrustación. De esta
manera, la estructura también se puede llenar con mayor eficacia en
la porción en la que se monta la porción de montaje sin dejar
vacíos.
En la pieza de relleno con espuma, el soporte
puede tener la pared anular y la porción acoplable dispuestos en
ambas caras de la placa soporte y el material de base espumante
puede apoyarse en cada una de las caras de la placa soporte.
En la disposición en la que el material de base
espumante se apoya en ambas caras de la placa soporte, el material
de base espumante se puede espumar en ambas caras de la placa
soporte, permitiendo de esta manera el llenado con espuma adecuado.
Además, esta disposición permite el llenado simultáneo con espuma de
una estructura hueca simétrica, tal como el montante de un
vehículo, utilizando la misma placa soporte.
En los dibujos:
La Fig.1 es una perspectiva explosionada
mostrando una realización de una pieza de relleno con espuma de la
presente invención,
la Fig. 2 es una vista en planta de la pieza de
relleno con espuma mostrada en la Fig. 1,
la Fig. 3 es una vista lateral de una parte
principal de una fijación de la pieza de relleno con espuma mostrada
en la Fig.1,
la Fig. 4 es una vista en planta de una parte
principal de la pieza de relleno con espuma mostrada en la Fig.
1,
la Fig. 5 es una vista en planta de una parte
principal de una porción de montaje del soporte de la pieza de
relleno con espuma mostrada en la Fig. 1,
la Fig. 6 es una vista en sección mostrando el
estado de la pieza de relleno con espuma mostrada en la Fig. 1
cuando está colocada en el espacio interior de un montante,
la Fig. 7 es una vista en sección mostrando el
estado del material base espumante cuando se espuma desde el estado
de la Fig.6,
la Fig. 8 es una vista en sección lateral
mostrando otra realización de la pieza de relleno con espuma de la
presente invención (en la que el material de base espumante está
apoyado en cada una de las caras de la placa soporte), y
la Fig. 9 es una vista en perspectiva mostrando
otra realización del soporte de la pieza de relleno con espuma
mostrada en la Fig. 1 (en la que se dispone una costilla de refuerzo
en una porción interior cerrada).
La Fig. 1 es una vista en perspectiva
explosionada mostrando una realización de una pieza de relleno con
espuma de la presente invención, y la Fig. 2 es una vista en planta
de la pieza de relleno con espuma mostrada en la Fig. 1.
En la Fig. 1, una pieza de relleno con espuma 1,
que se utiliza para llenar con una material espumante el espacio
interior de una estructura hueca, tal como un montante de un
vehículo, comprende un soporte 2 de un material no espumable y un
material de base espumante 3 de un material espumable.
El material del soporte 2 no está limitado a
ninguno en particular, mientras pueda soportar el material de base
espumante 3 que se espuma por calentamiento como se explica más
adelante (por Ej. desde unos 120º hasta unos 210º) e impedir que se
descuelgue hacia abajo o se caiga por su propio peso. Los materiales
que se pueden utilizar comprenden por ejemplo, resinas tales como
nylon y poliéster, y metales tales como hierro, acero inoxidable y
aluminio.
El soporte 2 comprende en una sola pieza, una
placa soporte 4, una pared anular 5, varias porciones acoplables 6 y
una porción de montaje 7.
La placa soporte 4 tiene un perfil ligeramente
más pequeño y de forma similar a la del espacio de la estructura que
se ha de llenar, y tiene una forma de placa plana rectangular para
sostener el material base espumante 3. Su espesor es de por ejemplo
0,8 - 3.0 mm, o preferentemente 1,0 - 2,0 mm.
La pared anular 5 tiene una forma de anillo
generalmente rectangular, sustancialmente similar a la forma
exterior de la placa soporte 4, y se levanta desde una cara de la
placa soporte 4 en una dirección perpendicular a la dirección por
la que se extiende una cara de la placa soporte 4. La pared anular
en forma de anillo se dispone sobre una cara de la placa soporte 4 a
una distancia predeterminada del borde exterior de la placa soporte
4, y entre la pared anular y el borde exterior se coloca una porción
anular espumante 16 del material de base espumante 3 que se
menciona más adelante. Tal como se muestra en la Fig. 3 la pared
anular tiene una altura A (o una distancia entre una cara de la
placa soporte 4 y un extremo libre de la pared anular 5) mayor que
el espesor D del material de base espumante 3. Tiene una altura de
por Ej. 2,0 - 10, 0 mm, o preferentemente 3,0 - 7,0 mm. La forma de
la pared anular 5 proporciona un espacio interior rodeado por la
pared anular 5 en la placa soporte 4, que se define como una
porción interior cerrada 8. También proporciona un espacio exterior
en su exterior o entre el borde exterior de la placa soporte 4 y la
pared anular 5, que se define como una porción exterior de soporte
9.
Las porciones acoplables 6 comprenden aberturas
10 y porciones de agarre 11 y están dispuestas en la pared anular
5.
Las aberturas (cuatro aberturas) 10 están
formadas en posiciones con una separación predeterminada en la
dirección que se extiende en la periferia de la pared anular 5. Las
aberturas respectivas 10 se forman abriendo parcialmente en forma
de ranura la pared anular a lo largo de la dirección sobre la
periferia de la pared anular. Cada abertura 10 en la pared tiene en
general, vista en elevación lateral como se muestra en la Fig. 3,
forma rectangular con el fin de comunicar entre la porción interior
cerrada 8 y la porción exterior 9. Cada abertura 10 tiene un ancho
B o longitud que se ex-
tiende en la dirección de la periferia de la pared anular 5, de por Ej. 3,0-30,0 mm ó preferentemente 5,0 - 15,0 mm.
tiende en la dirección de la periferia de la pared anular 5, de por Ej. 3,0-30,0 mm ó preferentemente 5,0 - 15,0 mm.
Las porciones de agarre 11 están dispuestas por
pares en las respectivas aberturas 10. En particular, cada par de
porciones de agarre 11 está formado por porciones superiores de la
pared anular 5 dispuestas una frente a la otra a través de la
abertura 10 y que se proyectan desde sus extremos laterales hacia el
interior de la abertura 10 en la dirección periférica de la pared
anular 5, de modo que se aproximan entre sí. Como se ve en la vista
lateral en elevación, cada par de porciones de agarre 11 tiene forma
trapezoidal con sus bordes superiores inclinados hacia abajo y sus
bordes inferiores extendiéndose sustancialmente paralelos a la placa
soporte 4, y las porciones de agarre están dispuestas una frente a
la otra a distancias predeterminadas en la dirección periférica de
la pared anular 5. Además, el par de porciones de agarre 11 está
separado de la superficie lateral de la placa soporte 4 de modo que
su borde inferior se encuentra a un nivel sustancialmente igual que
el espesor del material de base espumante 3. Las porciones de agarre
11 están configuradas para ser deformables elásticamente, y sus
bordes inferiores tienen una longitud de voladizo C desde la pared
anular 5 de por Ej. 0,1 - 5,0 mm, o preferentemente 0,5 - 1,5
mm.
La porción de montaje 7 está configurada de modo
que sobresale hacia fuera desde el borde exterior de la placa
soporte 4 a lo largo de la dirección de extensión de la placa
soporte 4, tal como muestra la Fig. 5. La porción de montaje 7
comprende una base 12, unas porciones de retención interiores 13 y
una porción de retención exterior 14, todas ellas dispuestas en la
base, y una porción de incrustación 15 en la que se incrusta el
material de base espumante 3, todas ellas formadas en una sola
pieza.
La base 12 se dispone en una posición en el
borde exterior de la placa soporte 4 y está configurada para
sobresalir en una dirección sustancialmente ortogonal a la placa
soporte 4 desde su borde exterior.
Las porciones de retención interiores 13 están
formadas por brazos flexibles que se proyectan hacia fuera desde un
extremo de la base 12 a lo largo de la dirección del ancho de la
base 12 (una dirección de la base 12 que se extiende a lo largo del
borde exterior de la placa soporte 4) y están inclinadas hacia
afuera en la dirección en la que sobresale la base 12. La porción
de retención exterior 14 está configurada de modo que sobresale
hacia fuera desde un extremo libre de la base 12 en la dirección en
la que sobresale la base 12. La porción de retención exterior 14
está formada por brazos flexibles en forma de arco que se pueden
deformar elásticamente a lo largo de la dirección del ancho de la
base 12.
La porción insertable 15 está configurada con
forma de ranura en una porción de la base 12, de modo que se
extiende a lo largo de una dirección ortogonal de la dirección en la
que sobresale la base 12.
Por ejemplo, cuando el soporte 2 está formado de
la resina mencionada anteriormente, éste se puede fabricar mediante
moldeo por inyección de la resina para formar en una sola pieza la
placa soporte 4, la pared anular 5, la porción acoplable 6 y la
porción de montaje 7.
El material de base espumante 3 está formado por
un material espumante que se espuma por calentamiento (p. ej. desde
unos 120ºC hasta unos 210ºC).
Como material espumante se utiliza cualquier
polímero espumable conocido sin ninguna limitación particular. Los
polímeros espumables que pueden ser utilizados comprenden, por
ejemplo, resinas tales como el copolímero
etileno-vinil acetato, polietileno, polipropileno,
poliéster, polivinil butiral, cloruro de polivinilo, poliamida, y
policetona, y cauchos tales como caucho estireno butadieno (SBR) y
caucho polibutadieno (BR). Preferentemente, como material espumante
se utiliza copolímero etileno-vinil acetato. El uso
de copolímero etileno-vinil acetato puede
proporcionar un mayor ratio de espumado. Entre estos polímeros
espumables se pueden escoger adecuadamente por lo menos uno o dos
materiales.
Para aumentar el espumado y el curado del
polímero espumable, se puede mezclar con el material espumable, por
ejemplo un agente reticulador, una agente espumante y, en caso
necesario, un agente de espuma auxiliar.
No se impone ninguna limitación al agente
reticulador, así por ejemplo se utiliza como agente reticulador un
conocido agente formador de radicales que puede disolverse por calor
para formar una unión reticuladora entre moléculas o en una
molécula individual. Para ser más específico los agentes formadores
de radicales que pueden ser utilizados comprenden por ejemplo
peróxidos orgánicos, tales como el peróxido de dicumilo,
1,1-diterciariobutilperóxi-3,3,5-trimetil
ciclohexano,
2,5-dimetil-2,5-diterciariobutilperoxihexano,
2,5-dimetil-2,5-diterciariobutilperoxihexino,
1,3-bis(terciariobutilperoxi-isopropil)benceno,
terciariobutilperoxicetona, y terciariobutilperoxibenzoato.
Cuando se ha de vulcanizar el polímero
espumable, se puede utilizar como agente reticulador un agente
vulcanizador conocido. No se impone ninguna limitación particular a
este agente vulcanizador. Por ejemplo, se pueden citar como agentes
vulcanizadores azufre, compuestos de azufre, selenio, óxido de
magnesio, óxido de plomo, óxido de zinc, poliaminas, oximas,
nitrosocompuestos, resinas y sales amónicas.
Por lo menos uno o dos materiales de estos
agentes reticuladores pueden ser utilizados selectivamente. No se
impone limitación particular en la proporción de mezcla del agente
reticulador. Por ejemplo una proporción de mezcla del agente
reticulador en el polímero espumable se encuentra en el intervalo
0,1-10 partes en peso, o preferentemente en el
intervalo 0,5-7 partes en peso.
Cuando se utiliza un agente vulcanizador, se
puede utilizar combinado con un acelerador de vulcanizado. Pueden
utilizarse aceleradores de vulcanizado conocidos, por ejemplo,
ácidos de ditiocarbamina, tiazoles, guanidinas, sulfenamidas,
tiurams, ácidos xantógenos, amonias aldehidos, aminas aldehidos, y
tioureas. Por lo menos uno o dos materiales de estos aceleradores de
vulcanizado pueden ser utilizados selectivamente. La proporción de
mezcla del acelerador de vulcanizado en el polímero espumable se
encuentra en el intervalo 0,1-5 partes en peso.
Por otra parte, más que aceleradores de
vulcanizado, se utilizan retardantes de vulcanizado conocidos, tales
como, por ejemplo, ácidos orgánicos y aminas que se pueden
seleccionar adecuadamente con el fin de controlar el moldeo.
Tampoco se impone ninguna limitación particular
para el agente espumante. Por ejemplo, se utilizan agentes orgánicos
o inorgánicos conocidos. Los agentes espumantes orgánicos conocidos
que pueden ser utilizados comprenden, por ejemplo, carbonato
amónico, bicarbonato amónico, bicarbonato sódico, nitrito amónico,
borohidruro sódico y azidas.
Los agentes espumantes orgánicos que pueden
utilizarse comprenden, por ejemplo, azocompuestos, tales como
azodicarbonamida, azodicarboxilato de bario, azobisisobutironitrilo,
y amida azodicarboxílica, nitrosocompuestos, tales como
N,N'-dinitrosopentametilenotetramina,
NN'-dimetil-N,N'-dinitrosotereftalamida,
y trinitrotrimetiltriamina, compuestos de hydracida, tales como
4,4'-oxibis(benzenosulfonilhidrazida),
paratolueno sulfonilhidrazida,
difenilsulfona-3,3'-disulfonilhydracida,
y alilobis(sulfonilhidrazida), compuestos de semicarbazida
tales como p-toluileno sulfonilsemicarbazida, y
4,4'-oxibis(benzenosulfonilsemicarbazida),
fluoruros de alcano, tales como tricloromonofluorometano, y
dicloromonofluorometano, y compuestos de triazol, tales como
5-morfolil-1,2,3,4-tiatriazol.
Entre estos agentes espumantes se selecciona
adecuadamente, de acuerdo con la composición de éste, el que se
disuelve a una temperatura igual o mayor que la temperatura de
reblandecimiento del polímero espumable para generar gas y que
difícilmente se espuma en el proceso de formar el material de base
3. Se utiliza preferentemente el agente espumante que se espuma en
un intervalo de temperatura entre unos 120ºC y unos 210ºC.
Se pueden utilizar selectivamente por lo menos
uno o dos materiales de entre estos agentes espumantes. No se impone
ninguna limitación particular a la proporción de mezcla del agente
espumante. Por ejemplo, una proporción de mezcla entre el agente
espumante y el polímero espumable se encuentra en el intervalo
5-50 partes en peso, o preferentemente en el
intervalo 10-30 partes en peso, por 100 partes en
peso de polímero espumable.
La cantidad de agente espumable mezclado está
preferentemente en un intervalo tal que el material espumable de
base 3 que contiene el agente espumable, cuando está espumado,
genera prácticamente una celda cerrada de cinco a veinticinco veces,
o preferentemente de diez a veinte veces, el ratio de espumado que
genera el material de base espumante cuando no contiene agente
espumante. Cuando se mezcla una cantidad de agente espumante
demasiado pequeña, el material de base espumante 3 no se espuma
suficientemente, mientras que por otra parte, cuando se mezcla una
cantidad demasiado elevada de agente espumante, se produce un goteo
de resina del material espumante obtenido por el espumado, dando
lugar a vacíos en la resina espumada, causando ambos pérdida de
llenado.
No se impone ninguna limitación al agente
espumante auxiliar. Por ejemplo, se puede seleccionar un agente
espumante auxiliar conocido según el tipo de agente espumante que se
utiliza. Para ser específico, se pueden citar como agentes
auxiliares espumantes compuestos de urea en los que el componente
principal es la urea, óxidos metálicos, tales como el óxido de zinc
y óxido de plomo, ácidos grasos de cadena larga, tales como el ácido
salicílico, y el ácido esteárico, o sus sales metálicas. Se prefiere
la utilización de una sal metálica de un ácido graso de cadena
larga.
Se pueden utilizar al menos uno o dos materiales
de entre estos agentes auxiliares espumantes. No se impone ninguna
limitación particular en la proporción de mezcla del agente auxiliar
espumante. Por ejemplo una proporción de mezcla del agente auxiliar
espumante en el polímero espumable se encuentra en el intervalo de
1-20 partes en peso, o preferentemente en el
intervalo de 5-7 partes en peso del polímero
espumable.
Además, también se pueden mezclar adecuadamente
aditivos conocidos entre los que se encuentran estabilizadores,
endurecedores, cargas y reblandecedores, y si es necesario también
se puede añadir, por ejemplo plastificantes, agentes
antienvejecimiento, antioxidantes, pigmentos, colorantes, fungicidas
y retardadores de la llama para propósitos y aplicaciones deseadas,
dentro del intervalo que altere poco las propiedades físicas de la
espuma obtenida.
El material de base espumante 3 tiene forma de
lámina y comprende la porción anular espumante 16 y las porciones de
acople 17 formadas en una sola pieza. El material de base espumante
3 tiene un espesor D (Fig. 3) de por ejemplo 0.5-6.0
mm, o preferentemente de 1.5-3.5 mm.
La configuración del material de base espumante
3 en forma de lámina tiene la ventaja de que el material de base
espumante 3 se puede fabricar mediante moldeo en continuo con una
eficacia mejorada y a bajo coste.
La porción anular espumante 16 tiene forma de
placa plana generalmente rectangular en forma de anillo que se
corresponde con la forma de la porción exterior de soporte 9 de la
placa soporte 4, tal como se muestra en la Fig. 1.
Cada porción de acople 17 comprende una lengüeta
18 y porciones salientes 19 formadas en una sola pieza y
generalmente tiene forma de T vista desde arriba, tal como se
muestra en la Fig. 4.
Las lengüetas 18 se disponen en posiciones que
cuando el material de base espumante 3 está apoyado en el soporte 2,
se corresponden con las aberturas 10 de la pared anular 5. Cada
lengüeta 18 tiene una forma generalmente rectangular teniendo un
ancho ligeramente más pequeño que el ancho B de la abertura 10, y se
proyectan hacia el interior desde la porción anular espumante 16 o
en una dirección generalmente ortogonal a la dirección de la
periferia de la porción anular espumante 16.
Las porciones salientes 19 se configuran de
manera que sobresalen desde los extremos libres de la lengüeta 18 en
dirección a los dos lados de la periferia de la porción anular
espumante 16. Las porciones salientes 19 se disponen a una
distancia de la porción anular espumante 16 correspondiente al
espesor de la pared anular 5, en frente de la porción anular
espumante 16.
La porción anular espumante 16 del material de
base espumante 3 tiene una incisión 20 para incrustar una parte de
la porción anular espumante 16 en la porción de incrustación 15. La
incisión 20 se configura de manera que se extiende a lo largo de
una dirección longitudinal de la porción de incrustación 15 en una
posición que se corresponde con la base 12, dispuesta frente a la
cara desde la que se proyecta la porción de incrustación 15, tal
como se muestra en la Fig. 1.
El material de base espumante 3 se fabrica
siguiendo los procesos que se explican a continuación. Después de
mezclar los componentes mencionados en el material espumante en la
proporción antes mencionada, la mezcla se amasa haciendo uso de un
rodillo mezclador, un amasador a presión o similar. Después, el
material resultante se conforma en forma de lámina por moldeo en
continuo utilizando una prensa, un rodillo calandra o similar, o por
extrusión utilizando, por ejemplo, un extrusor. Siguiendo un orden
secuencial, la lámina resultante se troquela para formar la porción
anular espumante 16, la porción de acople 17 y la incisión 20 de la
lámina. El material de base espumante 3 se puede fabricar siguiendo
los procesos mencionados anteriormente.
El material de base espumante 3 así fabricado se
monta en el soporte según se explica a continuación. Tal como se
muestra en las Fig. 1 y 2, la porción anular espumante 16 está
apoyada en la porción exterior de soporte 9 de la placa soporte 4 y
sus respectivas lengüetas 18 se encajan en sus respectivas aberturas
10 por la parte superior de las aberturas 10 deformándose
elásticamente las porciones de agarre 11 de cada par.
Simultáneamente, la base 12 se inserta en la incisión 20 a fin de
ajustar la parte de la porción anular espumante 16 en la porción de
incrustación 15. De esta manera el material de base espumante 3
queda montado en el soporte 2.
Las respectivas lengüetas 18 del material de
base espumante 3 están dispuestas de forma que se extienden a través
de sus respectivas aberturas 10 desde la porción anular espumante 16
en el exterior de la pared anular 5 hacia la porción interior
cerrada 8 en el interior de la pared anular 5. Las lengüetas 18
están sujetas a modo de sándwich entre las porciones de agarre 11 de
cada par y la placa soporte 4. Esta disposición impide el movimiento
vertical de las lengüetas 18. Además, las porciones salientes 19
formadas en los extremos libres de cada lengüeta 18 se extienden a
lo largo de la dirección de la periferia de la pared anular 5, y las
partes respectivas de la pared anular 5 están sujetas a modo de
sándwich entre las porciones salientes 19 y la porción anular
espumante 16 por sus respectivos extremos laterales (dispuestos en
la dirección de la periferia de la pared anular 5 de manera que se
encuentran en lados opuestos de las aberturas 10). Mediante esta
disposición de la porción de acople 17 y del material de base
espumante 3 con las porción acoplables 6 del soporte 2, el material
de base espumante 3 se fija al soporte de una manera sencilla y
fiable.
La pieza de relleno con espuma 1 construida de
este modo proporciona una retención sencilla y fácil del material de
base espumante 3, simplemente insertando por las aberturas 10 las
lengüetas 18 de material de base espumante 3 desde la porción
anular espumante 16 en el exterior de la pared anular 5 hacia la
porción interior cerrada 8 en el interior de la pared anular 5. Esto
proporciona una mejor eficacia en la operación de montaje del
material de base espumante 3 en el soporte 2.
Además, en este estado de montaje, se impide el
movimiento vertical de las lengüetas 18, mediante la sujeción en las
aberturas 10 de las lengüetas 18 a modo de sándwich entre las
porciones de agarre 11 de cada par y la placa soporte 4. Esto
proporciona una mejor eficacia del acoplamiento.
Además, en el estado acoplado no se pueden
estirar las lengüetas 18 de la aberturas 10, debido a que la pared
anular 5 está fijada en las aberturas a modo de sándwich entre las
porciones salientes 19 y las porciones espumantes anulares 16en las
aberturas 10. Esto proporciona una mayor eficacia del
acoplamiento.
Además, durante el espumado, las lengüetas 18 se
expanden por sus extremos libres y en sus porciones salientes 19
situadas en la porción interior cerrada de la pared anular 5. Esto
proporciona una mejor fiabilidad para el acoplamiento en el
espumado.
La pieza de relleno con espuma 1 fabricada de
esta manera se dispone en un espacio definido entre estructuras o en
un espacio interior de una estructura hueca y después se calienta
hasta una temperatura de espumado (por ej. desde unos 120ºC hasta
unos 210ºC). Luego, la pieza de relleno con espuma 1 se espuma y de
esta manera el espacio se rellena sin dejar vacíos. Por este motivo,
esta pieza de relleno con espuma 1 puede utilizarse como piezas de
relleno con espuma en una diversidad de aplicaciones industriales,
incluyendo por ejemplo, material a prueba de vibraciones, material
para aislamiento acústico, material contra el polvo, material para
aislamiento térmico, material amortiguador y material impermeable
para protección contra la humedad, ruidos, control del polvo,
amortiguación de ruidos y estanqueidad al agua, sin ninguna
limitación particular para ninguno de ellos.
Para ser más específico, la espuma producida por
el espumado impide de una manera eficaz que los ruidos sibilantes,
de revoloteo o las vibraciones y los ruidos del motor de un
vehículo, se transmitan al interior del vehículo cuando la pieza de
relleno con espuma 1 de la presente invención se utiliza para llenar
por espumado una estructura hueca, tal como por ejemplo el espacio
interior de un montante de un vehículo.
A continuación se explica un método de llenado
del espacio interior del montante de un vehículo tomando un ejemplo
de utilización de esta pieza de relleno con espuma 1.
Según este método, en primer lugar se coloca en
el montante 21 la pieza de relleno con espuma 1 con la placa soporte
4 formada de manera que se corresponde en forma y tamaño con una
sección recta cerrada del espacio interior del montante 21, tal
como se muestra en la Fig. 6. Cuando la pieza de relleno con espuma
1 se coloca en el interior del montante 21, la porción de montaje 7
de la pieza de relleno con espuma 1 queda retenida en un agujero de
retención 22 previamente formado en el montante 21.
Para ser más específico, la porción de retención
exterior 14 de la porción de montaje 7 se inserta en el agujero de
retención 22. La porción de retención exterior 14 se deforma hacia
adentro elásticamente en una dirección a lo ancho mientras pasa por
el agujero de retención 22. Después de pasar por el agujero de
retención 22, la porción de retención exterior 14 se deforma hacia
fuera en la dirección a lo ancho y entra en contacto elástico con
una superficie externa del montante 21. De esta forma, el montante
21 está sujeto a modo de sándwich entre la porción de retención
exterior 14 y la porción de retención interior 13 y la pieza de
relleno con espuma 1 queda fijada al montante 21.
El montante 21 comprende un panel interior 23 y
un panel exterior 24 que tienen una sección recta con una forma
generalmente ahuecada. La sección recta cerrada del montante se
forma por un proceso mediante el cual después de colocar la pieza
de relleno con espuma 1 en el panel interior 23, el panel exterior
24 y el panel interior 23 se ponen en contacto entre sí por sus dos
extremos y se unen por soldadura. Específicamente este montante 21
se utiliza para el montante frontal, lateral o trasero de la
carrocería de un vehículo.
A continuación, después de que el montante 21 se
ha sometido a los tratamientos requeridos, por ejemplo un
tratamiento anticorrosión, se espuma y se cura el material de base
espumante 3 de la pieza de relleno con espuma 1, mediante
calentamiento (a una temperatura del orden de
120-210ºC) en un proceso posterior tal como, por
ejemplo, un proceso en una línea de secado en el acabado por
horneado, para producir con ello la espuma 25, con lo cual el
espacio interior del montante 21 se llena con espuma 25 sin dejar
vacíos en su interior, tal como se muestra en la Fig. 7.
Es preferible que la espuma 25 tenga una
densidad (peso (g) de espuma/volumen (cm^{3}) de espuma de por
ejemplo 0,04-0,2 g/cm^{3} ó preferentemente
0,05-0,1 g/cm^{3}. Además, para obtener la espuma
25, se prefiere que el material de base espumante se espume con un
ratio de espumado de cinco a veinticinco veces, o preferentemente
de diez a veinte veces.
En la pieza de relleno con espuma 1, un espacio
central de la pieza de relleno con espuma 1 se cierra mediante la
porción interior cerrada 8 de la placa soporte 4, y además se llena
con la espuma 25 un espacio entre el borde exterior de la placa
soporte 4 y la estructura. De esta manera, mientras se forma la
espuma, se llena sin dejar vacíos todo el espacio de la estructura
que se ha de llenar.
Además, en la pieza de relleno con espuma 1,
puesto que la porción espumante anular 16 puede espumarse estando
encastrada en la porción de encastre 15, la estructura puede
igualmente llenarse de modo fiable en una porción de ella en la que
se monta la porción de montaje 7.
También, con la pieza de relleno con espuma 1,
puesto que por la presencia de la placa soporte 4, la espuma del
material de base espumante no puede progresar hacia la parte trasera
de la placa soporte 4 en el otro lado de ésta, se puede regular el
llenado con espuma hacia la parte trasera de la placa soporte 4 en
el otro lado de ésta.
Además, la pared anular 5 impide que el relleno
con espuma de la porción anular espumante 16 avance hacia la porción
interior cerrada 8 de la pared anular 5. De esta manera el espacio
de la estructura puede rellenarse con una eficacia mayor sin dejar
vacíos y se reduce la cantidad de material de base espumante 3 que
se utiliza.
Además, en la pieza de relleno con espuma 1,
puesto que la pared anular 5 está configurada con una altura mayor
que el espesor del material de base espumante 3, se puede impedir
que la porción anular espumante 16 después de espumada, se extienda
fuera de la porción anular espumante 16 y rellene la porción
interior cerrada 8. Así es posible llenar el espacio de la
estructura con más fiabilidad, sin dejar vacíos y se reduce la
cantidad de material de base espumante 3 que se utiliza.
En la pieza de relleno con espuma de la presente
invención, la forma de la placa soporte y la de la pared anular del
soporte no se limita a la forma mencionada y se puede escoger de
manera adecuada cualquier forma, de acuerdo con el espacio de la
estructura que se ha llenar. Además, se puede escoger de manera
adecuada cualquier número y forma para las aberturas, de acuerdo
con el espacio de la estructura que se ha de llenar. Además, la
forma del material de base espumante no se limita a la mencionada
anteriormente y se puede escoger de manera adecuada cualquier forma,
de acuerdo con la forma de la placa soporte y la de la pared anular.
Además, el número y forma de las lengüetas y la forma de las
porciones salientes no se limitan a los mencionados anteriormente y
cualquier número y forma se puede escoger de manera adecuada.
Aunque ya se ha descrito anteriormente la
disposición en la cual la pared anular 5 y las porciones acoplables
6 están dispuestas en un único lado de la placa soporte 4, la pared
anular 5 y las porciones acoplables 6 se pueden disponer en ambas
caras de la placa soporte 4, mientras que el material de base
espumante 3 se puede apoyar en cada una de las caras de la placa
soporte 4, tal como se muestra en la Fig. 8, por ejemplo.
Esta disposición del material de base espumante
3 que se apoya en las dos caras de la placa soporte 4, permite que
los materiales de base espumante 3 se espumen en ambas caras de la
placa soporte 4, permitiendo un llenado con espuma 25 adecuado.
Además, esta disposición permite el llenado simultáneo con espuma de
una estructura hueca simétrica como el montante 21 mencionado,
utilizando la misma placa soporte.
Además, por ejemplo, se puede disponer una
costilla de refuerzo 31 en la porción interior cerrada 8 rodeada por
la pared anular 5 de la placa soporte 4, tal como se muestra en la
Fig. 9. No se impone ninguna limitación particular para la costilla
de refuerzo 31. Por ejemplo, la costilla de refuerzo 31 en forma de
X, vista desde arriba, puede disponerse en la porción interior
cerrada 8. La costilla de refuerzo 31 se forma de manera que tiene
una altura ligeramente menor que la de la pared anular 5 y está
conformada para que esté en el intervalo de por ej.
0,5-5,0 mm ó preferentemente 1,0-2,0
mm.
Las realizaciones de la presente invención que
se han descrito anteriormente tienen sólo valor ilustrativo y no
deben interpretarse de manera restrictiva. Las modificaciones y
variaciones de la presente invención son evidentes para los
técnicos de la materia, y quedan incluidas en las reivindicaciones
que siguen.
Claims (8)
1. Una pieza de relleno con espuma utilizada
para llenar mediante su espumado el espacio de una estructura, que
comprende un soporte (2) formado de un material no espumable y un
material de base espumante (3) de material espumable,
en la que el soporte comprende una placa soporte
(4) para apoyar el material de base espumante (3), una pared anular
(5) que se levanta desde la placa soporte (4) en una dirección
ortogonal a la dirección por la que se extiende la placa soporte, y
que tiene forma de anillo con el fin de definir un espacio en el
interior de la pared anular, caracterizada por una porción
acoplable (10), dispuesta en el pared anular, para acoplar con el
material de base espumante, y
en la que el material de base espumante (3)
comprende una porción anular espumante (16) que se apoya sobre una
porción exterior de la periferia de la pared anular de la placa
soporte (4), y una porción de acople (17) que encaja con la porción
acoplable.
2. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 1, en la que el material de base espumante está
configurado en forma de lámina.
3. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 1, en la que la porción acoplable del soporte
tiene una abertura en forma de ranura (10) abierta en la dirección
de la periferia de la pared anular, y
en la que la porción de acople (17) del material
de base espumante tiene una lengüeta (19) que se proyecta a través
de la abertura, desde la porción anular espumante hasta un cierto
espacio en el interior de la pared anular.
4. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 3, en la que la porción acoplable (10) del soporte
dispone, en la abertura, de porciones de agarre (11) que se
proyectan hacia el interior de la abertura en la dirección
periférica de la pared anular con el fin de que la lengüeta esté
sujeta a modo de sándwich entre la placa soporte y las porciones de
agarre.
5. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 3, en la que la porción de acople del material de
base espumante tiene porciones salientes (19) que sobresalen en la
dirección periférica de la pared anular desde extremos libres de la
lengüeta que se proyecta en un cierto espacio en el interior de la
pared anular.
6. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 2, en la que la pared anular está conformada de
manera que tiene una altura (A) mayor que el espesor (D) del
material de base espumante.
7. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 1, en la que el soporte tiene una porción de
montaje (7) que se monta en la estructura, y la porción de montaje
tiene una porción de incrustación (15) en la que se incrusta parte
del material de base espumante.
8. La pieza de relleno con espuma de acuerdo con
la reivindicación 1, en la que el soporte tiene la pared anular y la
porción acoplable formados en cada una de las caras de la placa
soporte y el material de base espumante se apoya en cada una de las
caras de la placa soporte.
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