ES2236290T3 - Subconjunto previsto para producir un flotador para deslizar sobre el agua y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Subconjunto estructural previsto para la fabricación de un flotador para deslizar sobre agua, teniendo el subconjunto una forma similar a la forma final del flotador, caracterizado porque comprende una concha interna hueca (7, 10, 15, 20) que está cubierta con una envuelta (8, 12, 18, 21) de espuma susceptible de ser mecanizada, definiendo la espuma, al menos en parte, la superficie externa del subconjunto.

Description

Subconjunto previsto para producir un flotador para deslizar sobre el agua y procedimiento para su fabricación.

La invención se refiere a un subconjunto previsto para fabricar un flotador para deslizar sobre agua, en particular, un flotador de surf.

Se refiere, también, a un procedimiento de fabricación de un subconjunto de este tipo y un flotador fabricado a partir del subconjunto en cuestión.

De manera tradicional, un flotador de surf se fabrica a partir de una masa de espuma, en particular de espuma de poliuretano, que se conforma en un molde. La masa de espuma se mecaniza por cepillado y pulido en un espesor reducido a fin de personalizar localmente su forma y, después, se reviste con una envuelta de fibras de vidrio impregnadas de resina que forma un casco externo de refuerzo y proporciona al flotador su forma final. Una decoración y un barnizado proporcionan al flotador su aspecto final.

En ciertos casos, la masa de espuma se corta longitudinalmente en dos partes que, a continuación, se pegan contra una plancha de madera que refuerza su estructura y la impone una curvatura longitudinal predeterminada.

El inconveniente de una técnica de construcción de este tipo es el peso del flotador acabado. En efecto, la espuma es relativamente densa, típicamente su densidad es de 50 kg/m^{3}. Y, a priori, no es posible disminuir la densidad de la espuma sin perjudicar las características mecánicas del flotador.

De acuerdo con otra técnica de construcción que proviene de la plancha de vela, se parte de una masa de espuma, con densidad relativamente baja, que se mecaniza para su conformación. Se cubre este masa con una envoltura de fibras de vidrio impregnadas de resina. Se pone en torno a este subconjunto una envuelta de espuma de mayor densidad. Después, se aplican telas de fibras de vidrio impregnadas de resina, a fin de formar el casco externo.

Un modo de construcción de este tipo permite una reducción de peso de, aproximadamente, un 20%, o más, manteniendo una buena rigidez bajo los pies. Sin embargo, su puesta en práctica es relativamente compleja. Además, la masa de espuma central consiste en, generalmente, espuma de poliestireno. Este material tiene el defecto de absorber agua. Puede suceder que, a lo largo de su vida útil, el flotador choque contra un arrecife o una roca. Si el casco externo se daña, se corre el riesgo de que se produzcan infiltraciones de agua, aumentando el agua el peso del flotador y siendo particularmente difícil de evacuar.

Por último, es conocida la fabricación de flotadores huecos con envolturas a modo de emparedado. O se conforman dos semicascos que, a continuación, se unen, como se expone, por ejemplo, en el documento US-A-4 964 825, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1, o bien se conforma el conjunto en un molde cerrado con una bolsa interna que se infla para empujar y aplicar las envolturas a modo de emparedado contra las paredes del molde.

Esta técnica de fabricación permite realizar planchas ligeras. Pero no resulta posible personalizar la forma del flotador. En este caso, la forma del casco externo depende, exclusivamente, de la forma del molde.

Un objeto de la invención es proponer un subconjunto mejorado, que permita obtener flotadores de surf más ligeros cuya forma pueda personalizarse, o que sean más voluminosos a igual peso.

Este objeto se logra mediante un subconjunto estructural tal como se define mediante la reivindicación 1.

El flotador se caracteriza porque comprende el conjunto definido previamente cubierto con, al menos, una tela de fibras impregnadas de resina.

La invención se refiere, también, a un procedimiento de fabricación tal como se define mediante la reivindicación 11.

La invención se comprenderá mejor con referencia a la descripción que sigue y a los dibujos adjuntos.

La figura 1 es una vista, desde arriba, de un flotador de surf.

La figura 2 es una vista lateral del flotador de la figura 1.

La figura 3 es una vista, en sección transversal, de un flotador fabricado conforme a la técnica anterior.

La figura 4 representa, en sección transversal, el subconjunto estructural de acuerdo con un primer modo de puesta en práctica de la invención.

La figura 5 es una vista, en sección longitudinal, del flotador fabricado a partir del subconjunto de la figura 4.

La figura 6 representa el mismo flotador en corte transversal.

Las figuras 7, 8 y 9 son vistas, en sección transversal, que muestran tres variantes de puesta en práctica de la invención.

Las figuras 10 a 13 muestran, en sección transversal, una cuarta variante de fabricación de la invención, en la que el subconjunto estructural adopta la forma de dos semicascos.

Con referencia a las figuras 1 y 2, en ellas se muestra, de manera conocida, un flotador de surf como una plancha alargada con una parte central 2, una espátula 3 delantera afilada y ligeramente levantada, y un talón 4 trasero ligeramente levantado y con menor anchura.

Tradicionalmente, tal como representa la figura 3, el flotador se fabrica a partir de una masa de espuma 5, típicamente espuma de poliuretano con densidad 50 kg/m^{3}, que se cubre con una tela 6 de fibras untadas de resina. Habitualmente, la masa de espuma se fabrica por moldeo, y está disponible de acuerdo con diferentes modelos de longitud, anchura, volumen y una curvatura variable. Una vez seleccionada por el operario de conformación, se proporciona a la masa de espuma la forma final deseada por cepillado local en un espesor reducido y, solamente entonces, recibe su revestimiento externo. Este revestimiento permite mejorar las características mecánicas de la espuma y, también, proteger la masa de espuma.

Las figuras 4 y 5 muestran en sección transversal y en sección longitudinal, respectivamente, un subconjunto estructural del flotador de acuerdo con la invención, es decir, el subconjunto que está situado bajo el revestimiento externo del flotador final.

De acuerdo con este primer modo de aplicación de la invención, el subconjunto está formado por una concha 7 interna que está revestida con una envuelta 8 de espuma.

La concha interna es hueca. Se trata de un elemento de estructura hecho, por ejemplo, de fibras de vidrio, de carbono u otro material sintético, impregnadas de resina, resina de poliéster, resina epoxídica u otra.

Por ejemplo, la concha interna se hace con un espesor comprendido entre 0,15 y 0,2 mm, o entre 0,10 y 0,25 mm, o incluso más, de acuerdo con el uso previsto para el flotador y el tipo de resina utilizada. En ciertos casos y en función del material utilizado, el espesor puede alcanzar entre 1 y 2 mm.

La concha interna puede hacerse de acuerdo con técnicas diferentes. Por ejemplo, se conforma en torno a un núcleo central de bolas de poliestireno unidas con pegamento vinílico que, a continuación, se desprende con agua caliente. Se pueden utilizar otros tipos de mandril desprendible o bien, también, una bolsa inflable.

De acuerdo con otra técnica de fabricación, la concha se hace con varias partes que se unen. Por ejemplo, la concha puede hacerse a partir de dos semiconchas (o semicascos) que se encajan una en otra. Las dos partes se unen por pegado o cualquier otro medio apropiado. Pero existen, además, otras posibilidades.

La concha 7 puede construirse, también, con otros materiales distintos a las fibras impregnadas de resina, por ejemplo, con un material termoplástico, con un termoplástico cargado de fibras, con fibras proyectadas en una matriz de poliéster, con metal embutido o cualquier otro material de elevado módulo elástico.

La concha es revestida con una envuelta 8. La envuelta es de espuma, pero pueden utilizarse diferentes tipos de espumas. Se puede utilizar, por ejemplo, una espuma de PVC relativamente densa, con una densidad de entre 50 y 70 kg/m^{3}. También se puede optar por utilizar espumas menos densas, por ejemplo, espumas de poliuretano de, aproximadamente, 50 kg/m^{3}. Se pueden utilizar, también, espumas de poliestireno (extrudido o expandido) de 30 a 50 kg/m^{3} o, también, espumas de imidopoliéter o cualquier otra espuma estanca al agua.

El espesor de la envuelta se determina de modo que permita un mecanizado ulterior de este subconjunto en este espesor reducido, y para obtener, al mismo tiempo, un subconjunto resistente y ligero. Por ejemplo, el espesor puede estar comprendido entre 3 y 15 o, incluso, 20 mm. Eventualmente, puede preverse un espesor mayor a lo largo de los bordes laterales y delantero/trasero del subconjunto, y más reducido en las partes superior inferior. Pueden preverse, también, espesores diferentes en las partes superior e inferior, y delantera y trasera.

Para conformar la envuelta de espuma, se pegan placas de espuma que se adaptan a la forma de la concha aplicando una presión, por ejemplo en vacío, manteniendo el interior de la concha a la presión atmosférica, con objeto de no deformarla. Una variante consiste en colocar la concha en el centro de un molde, en el que se inyecta la espuma o, también, en colar o pulverizar esta espuma en la concha y dejarla expandirse al aire. La polimerización de la espuma asegura su cohesión superficial con la concha. Puede aplicarse una imprimación a la superficie de la concha para mejorar las prestaciones.

El subconjunto así conformado presenta la ventaja de ser ligero y resistente. En efecto, como la concha 7 interna es hueca, se obtiene una reducción de peso significativa con respecto a una masa de espuma tradicional.

El subconjunto es más resistente que una masa de espuma tradicional habida cuenta de su estructura, con la concha interna y la envuelta de espuma relativamente densa. Los dos elementos intervienen de manera complementaria, la concha por su resistencia propia y el efecto de concha cerrada, y la espuma por su resistencia propia y el efecto de repartición de tensiones que produce en la superficie de la concha y el papel de núcleo en el emparedado final, una vez añadida la última capa superficial.

Además, gracias a la disminución de peso mencionada en lo que antecede, puede escogerse una espuma más resistente y más densa que una espuma tradicional, manteniendo un peso claramente inferior al de un flotador tradicional.

Por otra parte, gracias al pequeño espesor de espuma utilizado y al sostén de la concha, puede reforzarse localmente la superficie bajo los pies mediante la adición de una estructura en nido de abeja (plástico, cartón, aluminio...) en el momento de la conformación de la espuma.

Se podrían utilizar, también, otros materiales de relleno, tales como madera o, en general, cualquier material con densidad inferior a 1.

El subconjunto puede ser mecanizado de la misma manera que una masa de espuma tradicional, de acuerdo con los deseos del operario de conformación, siempre que el espesor de mecanizado sea inferior al espesor de la espuma.

Como para las masas tradicionales, la invención prevé la realización de distintos modelos de subconjuntos estructurales con una longitud, una anchura un volumen y una curvatura variables. No obstante, se podrá utilizar un mismo modelo de concha para distintos modelos de plancha y jugar con la forma y el espesor de la envuelta de espuma para obtener las formas finales deseadas.

Por último, una vez conformado, el subconjunto estructural, con su capa 8' de espuma mecanizada, está listo para ser cubierto con una tela 9 de fibras de vidrio o de otro tipo untada con resina, y para recibir las operaciones de acabado de la misma manera que para un flotador tradicional. Ello se representa en la figura 6.

Durante su utilización, puesto que la concha interna es hueca, un usuario tendrá menos problemas para evacuar el agua que eventualmente pueda infiltrarse después de un choque gracias, en particular, a la incorporación de un tornillo de vaciado. En relación con ello, dentro de la concha puede estar prevista una bolsa inflada que reduzca la penetración de agua al interior de la concha. Esta bolsa podrá estar inflada, incluso, con un gas más ligero que el aire, por ejemplo, helio, con objeto de aligerar aún más la estructura.

La figura 7 se refiere a una variante de aplicación de la invención. De acuerdo con esta variante, la concha interna 10 se refuerza mediante un tabique central 11. Un tabique de este tipo se utiliza habitualmente, en particular, para los flotadores largos, a fin de proporcionarles una curvatura determinada y una mejor rigidez longitudinal.

En el caso presente, el tabique central 11 está hecho, por ejemplo, de espuma o de madera. Dicho tabique se extiende en la longitud de la concha. La concha 10 está formada en torno a este tabique. Eventualmente, el tabique está cubierto con dos capas 13 y 14 de fibras impregnadas de resina, que están unidas de modo continuo con la pared de la concha.

Como en el caso precedente, la concha 10 está revestida con una envuelta 12 de espuma.

La figura 8 se refiere a otra variante, en la que la pared superior de la concha 15 está sostenida por una placa 16 de espuma curvada previamente.

Para fabricar el subconjunto, por ejemplo, se forma la placa 16 por termoconformación o cualquier otra técnica apropiada.

En primer lugar se conforma la pared inferior de la concha, sobre la que se posiciona la placa 16.

A continuación, se termina la conformación de la concha cubriendo la placa 16 con la tela de fibra impregnada de resina y, después, se conforma la envuelta 17 de espuma.

Esta placa 16 mejora la resistencia a la penetración de la parte superior del subconjunto, es decir, bajo los pies del surfista.

De acuerdo con la variante mostrada en la figura 9, la placa 18 consta de dos partes 18a, 18b que están unidas al nivel de un tabique central 19 de la misma naturaleza que el tabique 11. Como en el caso precedente, la concha 20 está cerrada por encima de la placa 18 y la envuelta 21 está conformada en torno a la concha 20.

En las figuras 10 a 13 se muestra todavía otra variante de realización de la invención, en la que el subconjunto estructural está fabricado a partir de dos semicascos unidos. De ese modo, el subconjunto puede estar constituido por un semicasco superior 22, que formará el puente del flotador definitivo, y por un semicasco inferior 24, que formará la carena. Cada semicasco está formado por una placa 26, 28 de espuma que, en primer lugar, es termoconformada en un molde y, después, cubierta, por una cara interna 30, 32 con, al menos, una capa de tejido impregnado de resina. Ventajosamente, la operación de estratificación de la cara interna 30, 32 de los semicascos será realizada en vacío, mientras que la placa 26, 28 de espuma previamente termoconformada esté todavía en el molde de termoconformación, y ello para que la capa de tejido untado de resina cure en la placa termoconformada mientras que ésta se encuentre todavía apoyada a tope contra el molde. Se garantiza así de la mejor manera la forma del semicasco antes del montaje.

Cuando los dos semicascos 22, 24 se unen, por ejemplo por pegado, se obtiene directamente, por una parte, la concha 7 interna rígida, que está formada por las capas de tejidos untados de resina dispuestas en las caras internas de los semicascos y, por otra, la envuelta 8 de espuma externa susceptible de ser mecanizada. Las espumas utilizadas son, por ejemplo, placas de espuma de poliestireno extrudido con una densidad del orden de 30 a 50 kg/m^{3}.

Para la puesta en práctica de esta variante, puede ser interesante prever que uno de los semicascos, por ejemplo el semicasco inferior 24, se estratifique, también, en su cara exterior 34 antes de la unión de los dos semicascos. El semicasco así estratificado en sus dos caras 32, 34 está entonces particularmente rígido durante la unión con el otro semicasco, lo que permite controlar mejor la precisión del montaje y, por tanto, la precisión de la forma del subconjunto. De modo evidente, la envuelta de espuma que cubre la concha ya no puede, entonces, ser mecanizada en toda su superficie. En efecto, al estar ya estratificada una de las caras en el momento de la unión, ya no es posible modificar profundamente la geometría de esta cara. Sin embargo, se ha comprobado que, a fin de modificar de manera sensible el comportamiento final del flotador para deslizamiento, es suficiente, muy a menudo, modificar la geometría de los bordes laterales del flotador (generalmente denominados carriles del flotador). Pero esta geometría puede ser modificada incluso si una de las caras externas del flotador (por ejemplo la cara inferior) ya está estratificada.

En el ejemplo mostrado en las figuras 10 a 13, puede verse que los dos semicascos no son simétricos. En efecto, puede apreciarse que el semicasco 24 inferior no comprende rebordes laterales. Durante su conformación, la placa es curvada en sentido longitudinal (lo que no puede verse en los dibujos) a fin de seguir la curvatura longitudinal (a veces denominada curva de "rocker" o "scoop"). Podría ser curvada, también, en sentido transversal, por ejemplo, para formar una carena en V o con doble concavidad, pero en el ejemplo mostrado el semicasco inferior no presenta curvatura transversal. En este caso, dado que la deformación de la placa de espuma con respecto a su estado plano inicial es relativamente pequeña, la forma de la placa puede obtenerse sin termoconformación, simplemente apoyando a tope la placa contra el molde por depresión en el momento de la estratificación. Una vez curada la resina, la rigidez del tejido untado de resina es suficiente para mantener la placa con la forma deseada para el semicasco.

Por el contrario, el semicasco superior 22 es termoconformado para curvarlo longitudinalmente pero, también, transversalmente, a fin de formar rebordes laterales 36 curvados hacia abajo. De acuerdo con la invención, las caras internas (es decir, la cara inferior 30 del semicasco superior 22 y la cara superior 32 del semicasco inferior 24) se estratifican mediante una o varias capas de tejido de fibras impregnadas de resina termocurable. Como puede verse en la figura 10, la cara inferior 34 del semicasco inferior 24 se estratifica, también, antes de la unión de los dos semicascos.

Como puede verse en la figura 11, la unión de las dos semicascos se logra pegando el borde inferior de los rebordes laterales 36 del semicasco superior 22 contra la cara superior 32 del semicasco inferior 24. El pegamento se escogerá de manera que no sea muy difícil de mecanizar, es decir, de modo que no se cree un punto duro en la espuma constitutiva del borde lateral del subconjunto.

Con esta construcción, puede verse en la figura 12 (que muestra con más detalle el borde lateral del subconjunto justo después de la unión) que la mayor parte de la altura del borde lateral 38 del conjunto estructural está formada por los rebordes laterales 36 del semicasco superior, cuya cara externa 40 está constituida por espuma. La parte inferior de estos bordes laterales está constituida por el canto lateral del semicasco inferior, cuyo canto presenta un espesor de espuma 28 rodeada (por arriba y por abajo) por dos capas de tejidos 32, 34 impregnados de resina. Como los espesores de los tejidos 32, 34 son muy pequeños, no suponen un obstáculo para la conformación por mecanizado de los bordes laterales. Así, en la figura 13, puede verse que la geometría del borde lateral 38 del subconjunto estructural ha sido modificada en toda la altura del borde lateral 38, por ejemplo por cepillado y pulido.

Sin embargo, como variante (no representada) podrá hacerse que la parte periférica de la cara superior 32 del semicasco inferior 24 no esté estratificada de tal modo que los rebordes laterales 36 del semicasco superior 22 apoyen contra la espuma 28, y ello a fin de asegurar una mejor continuidad del material que forme el borde lateral 38 que, entonces, está constituido únicamente por espuma.

La estratificación de la superficie externa, en este caso, la superficie inferior 34 del semicasco inferior, puede ser total (como se muestra). Puede afectar, también, solamente, a parte de la superficie, por ejemplo la parte central, con objeto de mantener una perfecta capacidad de mecanización del borde lateral 38.

Con esta construcción, el montaje preciso de los dos semicascos se facilita merced a la gran rigidez del semicasco inferior, y el subconjunto mantiene la aptitud para ser mecanizado en toda su cara superior y en sus bordes laterales, lo que permite una gran capacidad de personalización del subconjunto. Una vez personalizado, el subconjunto estructural se cubre con una capa externa de fibras impregnadas de resina. En función del caso, se podrá optar por cubrir con esta capa externa, también, la superficie externa 34 ya estratificada del subconjunto, a fin de aumentar la rigidez y la solidez del flotador o, por el contrario, no cubrir esta superficie 34 ya estratificada, y ello para limitar el peso del flotador.

Desde luego, en el caso en que se desee favorecer la posibilidad de personalizar la carena del flotador, se podrá prever que el semicasco estratificado en sus dos caras sea el semicasco superior, estratificándose el semicasco inferior, entonces, solamente en su cara superior 32. En los dos casos, el subconjunto así realizado es un subconjunto que, en el sentido de la invención, comprende una concha interna hueca y rígida y una envuelta de espuma, susceptible de ser mecanizada, que cubre totalmente esta concha interna. Opcionalmente, una parte de esta envuelta (cuya geometría no se desee modificar, por ejemplo la cara superior del semicasco superior o la cara inferior del semicasco inferior), puede estar cubierta con una capa externa rígida.

Como en el caso de los modos de realización de las figuras 7 y 9 podrá preverse, de modo ventajoso, dotar al subconjunto de las figuras 10 a 13 de un tabique central longitudinal que conecte, verticalmente, los dos semicascos.

Naturalmente, la presente descripción solamente se ofrece a título indicativo, y podría optarse por otras aplicaciones de la misma sin salirse por ello del ámbito de la presente invención. Por ejemplo se podría forrar la concha interna y, por tanto, formar un agrupamiento para el subconjunto que comprenda, alternativamente, telas de fibras y capas de espuma. Podrían disponerse, entonces, distintos tabiques longitudinales, transversales o con otras direcciones apropiadas, formando estos tabiques conexiones entre el puente y la carena del flotador. Eventualmente, estos tabiques podrían crear una separación de la concha interna para formar varios compartimentos estancos.

Además, la invención podría aplicarse a la construcción de flotadores distintos a los flotadores de surf, por ejemplo, flotadores de plancha de vela, flotadores destinados a la navegación sobre las olas y, en general, cualquier práctica náutica en la que el flotador funcione mayoritariamente en modo de sustentación.

Claims (12)

1. Subconjunto estructural previsto para la fabricación de un flotador para deslizar sobre agua, teniendo el subconjunto una forma similar a la forma final del flotador, caracterizado porque comprende una concha interna hueca (7, 10, 15, 20) que está cubierta con una envuelta (8, 12, 18, 21) de espuma susceptible de ser mecanizada, definiendo la espuma, al menos en parte, la superficie externa del
subconjunto.

2. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la concha interna (7, 10, 15, 20) consiste en fibras impregnadas de resina.

3. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la concha interna (10, 20) está reforzada mediante un tabique central (14, 17).

4. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la pared superior de la concha interna (15, 20) está sostenida por una placa (16, 18) curvada situada dentro de la concha.

5. Subconjunto según la reivindicación 2, caracterizado porque la pared de la concha tiene un espesor de 0,1 a 0,2 mm.

6. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta consiste en espuma de poliestireno.

7. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta consiste en espuma de poliuretano.

8. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta consiste en espuma de PVC.

9. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta de espuma está reforzada localmente mediante una estructura en nido de abeja.

10. Subconjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque el espesor de la envuelta de espuma está comprendido entre 3 y 20 mm.

11. Procedimiento de fabricación de un subconjunto estructural previsto para la fabricación de un flotador para deslizar sobre agua, caracterizado porque comprende las etapas que consisten en:

- formar un semicasco superior que comprenda una capa de espuma susceptible de ser mecanizada, cubierta por su cara inferior con una capa interna de fibras impregnadas de resina termocurable;

- formar un semicasco inferior que comprenda una capa de espuma susceptible de ser mecanizada, cubierta por su cara superior con una capa interna de fibras impregnadas de resina termocurable;

- unir los dos semicascos de tal manera que dichas capas internas de fibras impregnadas de resina termocurable formen una concha hueca cubierta con una envuelta de espuma susceptible de ser mecanizada.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque, antes del montaje de los semicascos, el procedimiento comprende la etapa suplementaria que consiste en cubrir parte de, al menos, uno de los semicascos con una capa externa de fibras impregnadas de resina termocurable, dejando libre de capa externa parte de la envuelta de espuma.