ES2270371T3 - Pieza constructiva compuesta de camara hueca. - Google Patents
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Abstract
Pieza constructiva compuesta de cámara hueca que se compone al menos de un perfil hueco (10, 10'') de una o varias piezas de metal o plástico y dado el caso un elemento de soporte (5) de una o varias piezas de metal o plástico en el interior del perfil hueco (10, 10''), en la que el elemento de soporte (5) está unido en arrastre de forma con el perfil hueco (10, 10'') y/o las piezas del perfil hueco (1, 1'') entre sí por medio de plástico termoplástico inyectado, caracterizada porque el elemento de soporte (5) está unido con el perfil hueco (10, 10'') y/o las piezas del perfil hueco (1, 1'') entre sí por la deformación plástica de al menos una pieza del perfil hueco (1, 1'') durante la inyección del plástico termoplástico (4, 8).
Description
Pieza constructiva compuesta de cámara
hueca.
La invención se refiere a una pieza constructiva
compuesta de cámara hueca, que se compone al menos de un perfil
hueco de una o varias piezas de metal o plástico y dado el caso de
un elemento de soporte de una o varias piezas de metal o plástico
en el interior del perfil hueco, en la que el elemento de soporte
está unido en arrastre de forma con el perfil hueco y/o las piezas
del perfil hueco entre sí por medio de plástico termoplástico. La
invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación
de tal pieza constructiva compuesta de cámara hueca.
Piezas constructivas compuesta de cámara hueca
de este tipo se conocen por ejemplo del documento DE19848516. Para
unir la semicubierta con la placa de recubrimiento o la cubierta de
recubrimiento se utiliza plástico termoplástico inyectado. Para
ello, la semicubierta y la placa de recubrimiento presentan, por
ejemplo, un borde circunferencial que está provisto de
perforaciones en las que se colocan, por ejemplo, uniones remachadas
de plástico inyectado. De forma alternativa o adicionalmente,
pueden estar previstas acanaladuras en las que igualmente por medio
de plástico inyectado se puede fabricar una unión fija no
desplazable en arrastre de forma. Además, del documento DE19848516
se conocen otros procedimientos para unir dos o más piezas moldeadas
como soldadura, pegado, rebordeado, machihembrado, remachado, que
se pueden utilizar solos o en combinación para unir piezas
moldeadas.
Las piezas constructivas ligeras de cámara hueca
altamente solicitables mecánicamente se utilizan por ejemplo en la
construcción de vehículos.
La presente invención se basa en el objetivo de
crear una pieza constructiva compuesta de cámara hueca cuyas piezas
moldeadas estén unidas entre sí con alta precisión de ensamblado.
Las piezas constructivas compuesta de cámara hueca se deben poder
fabricar con un procedimiento lo más fácil posible.
Es objeto de la invención una pieza constructiva
compuesta de cámara hueca que se compone al menos de un perfil
hueco de una o varias piezas de metal o plástico y dado el caso un
elemento de soporte de una o varias piezas de metal o plástico en
el interior del perfil hueco, en la que el elemento de soporte está
unido en arrastre de forma con el perfil hueco y/o las piezas del
perfil hueco entre sí por medio de plástico termoplástico
inyectado, caracterizada porque el elemento de soporte está unido
con el perfil hueco y/o las piezas del perfil hueco por la
deformación plástica de al menos una pieza del perfil hueco durante
la inyección del plástico termoplástico.
La pieza constructiva compuesta de cámara hueca
según la invención presenta un perfil hueco de una o varias piezas
de metal o plástico. El perfil hueco puede ser abierto, por ejemplo
en forma de una semicubierta o un perfil de rodillos, o cerrado,
por ejemplo en forma de un tubo con cualquier sección transversal,
por ejemplo redonda o cuadrada. Un perfil de una pieza puede ser
por ejemplo un tubo. Un perfil de varias piezas se compone por
ejemplo de dos semicubiertas o de una semicubierta y una placa de
recubrimiento. El perfil hueco puede tener cualquier conformación
tridimensional. Adicionalmente, varios perfiles huecos pueden estar
unidos entre sí y formar así una cámara hueca tridimensional
compleja, por ejemplo, con ramificaciones. Si el perfil hueco tiene
varias piezas, las piezas del perfil hueco por ejemplo, dos
semicubiertas, están unidas entre sí en arrastre de forma por medio
de plástico termoplástico inyectado.
En el interior del perfil hueco según la
invención se encuentra dado el caso al menos un elemento de soporte
de metal o de plástico. El elemento de soporte está unido con el
perfil hueco por medio de plástico termoplástico inyectado. El
elemento de soporte puede tener una o varias piezas. El elemento de
soporte puede estar acabado de forma maciza o con espacios huecos,
canales o similares. En una correspondiente geometría del elemento
de soporte, por ejemplo, una sección transversal en forma de cruz,
el elemento de soporte puede dividir el perfil hueco en varios
canales, que pueden servir por ejemplo como canales para cables o
canales de aireación. El elemento de soporte puede apoyarse parcial
o completamente sobre la pared interior del perfil hueco. Puede
servir por ejemplo, para proteger al perfil hueco contra la presión
de inyección del plástico inyectado, ya que durante la inyección de
otras piezas moldeadas o al proyectar el perfil hueco pueden
aparecer deformaciones no deseadas. En este sentido, el elemento de
soporte se apoya preferiblemente en la pared interior sólo en las
zonas en las que por fuera se inyectan otras piezas moldeadas en el
perfil hueco o en las que el perfil hueco se va a proyectar. La
geometría del elemento de soporte se selecciona de tal forma que
ejerza en el perfil hueco una función de soporte contra la presión
de inyección del plástico. El elemento de soporte puede servir
también no obstante para mejorar la rigidez y la resistencia del
perfil hueco.
Según la invención, la unión fija no desplazable
en arrastre de forma del elemento de soporte con el perfil hueco
y/o de las piezas del perfil hueco entre sí se lleva a cabo mediante
deformación plástica de al menos una pieza del perfil hueco al
inyectar el plástico termoplástico. Si el perfil hueco tiene varias
piezas y se compone por ejemplo de dos semicubiertas o de una
semicubierta y una placa de recubrimiento, las piezas del perfil
hueco se unen entre sí en una zona marginal en la que las dos piezas
del perfil se encuentran una sobre otra o contiguas. En este
sentido, una de las piezas del perfil presenta en la zona marginal
perforaciones o acanaladuras, que están recubiertas por la zona
marginal de la otra pieza del perfil. Igualmente, la primera y
segunda piezas del perfil pueden presentar de forma alterna
perforaciones y/o acanaladuras, que están recubiertas
respectivamente por la otra pieza del perfil. Mediante la presión de
inyección durante el inyectado del plástico termoplástico, la pieza
del perfil que cubre la perforación se deforma plásticamente en la
zona de la perforación, mientras se presiona en la perforación. La
presión de inyección es tan grande que la pieza del perfil de metal
o de plástico se deforma en la zona del punto de inyección. Para
ello, el espacio hueco de moldeo de la herramienta inyectora
presenta un espacio hueco en la zona de la perforación, en el que no
puede entrar el plástico inyectado. Mediante la deformación
plástica se produce una unión fija no desplazable en arrastre de
forma de las dos piezas del perfil.
De acuerdo con esto, en una forma de realización
preferida, el perfil hueco tiene dos piezas y las dos piezas del
perfil hueco se apoyan entre sí en una zona marginal, en la que en
la zona marginal, una de las piezas del perfil hueco presenta
perforaciones y/o acanaladuras y la otra pieza del perfil hueco se
deforma en la zona de las perforaciones y/o acanaladuras mediante la
inyección del plástico termoplástico.
Para la pieza constructiva compuesta según la
invención, en el caso de piezas del perfil hueco de metal o
aleaciones metálicas se pueden utilizar espesores de pared en el
orden de magnitud de hasta 2 mm. En piezas constructivas compuesta
de plástico, el espesor de pared puede encontrarse incluso en el
orden de magnitud de hasta 4 mm. Adicionalmente también es posible,
con altas presiones de inyección en el orden de magnitud de hasta
200 MPa (2000 bar) y/o piezas moldeadas comparativamente finas, por
ejemplo, de chapa de acero, con una anchura de 0,4 a 1 mm, deformar
plásticamente de forma conjunta las dos piezas moldeadas que se
encuentran una sobre la otra o contiguas en la zona marginal, sin
que estén previstas perforaciones o acanaladuras en una de las dos
piezas moldeadas.
De forma análoga, el elemento de soporte puede
estar unido con el perfil hueco. Para ello, el elemento de soporte
no se apoya en la pared interior en la zona de la perforación
plástica, sino que presenta por ejemplo un espacio hueco en forma
de canal, una escotadura o similar. Cuando se inyecta el plástico
desde fuera, en la zona de la escotadura del elemento de soporte se
deforma plásticamente el perfil hueco, mientras el perfil hueco se
presiona en la escotadura o similar.
El perfil hueco según la invención con elemento
de soporte puede proyectarse parcial o completamente. El elemento
de soporte protege en este sentido al perfil hueco del colapso o de
deformación no deseada durante el inyectado del plástico.
Son metales preferidos para las piezas moldeadas
acero, níquel, cromo, hierro, cobre, cinc, titanio, aluminio o
magnesio, así como aleaciones de estos metales.
Son plásticos preferidos para las piezas
moldeadas plásticos termoplásticos no reforzados, reforzados y/o
cargados, por ejemplo, policarbonato (PC), poliuretano termoplástico
(PU), poliésteres, especialmente poli(tereftalato de
etileno) (PET), poliestireno (PS), poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o una mezcla de estos
plásticos.
Como plástico termoplástico para la unión en
arrastre de forma de las piezas moldeadas entre sí, resulta
especialmente apropiado un plástico termoplástico no reforzado,
reforzado o cargado sobre la base de poliamida (PA), poliésteres,
en especial poli(tereftalato de etileno) (PET),
poli(tereftalato de butileno) (PBT), poliestireno (PS),
poliestireno sinidiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), politereftalato de butileno (PBT), poliuretano termoplástico
(PU), poliolefinas, especialmente polipropileno (PP), polietileno
(PE), policarbonato (PC), poli(óxido de propileno) (PPO),
polisulfona (PSO), poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida
(PI), poliéter-étercetona (PPEK) o una mezcla de estos
plásticos.
Otro objeto de la invención es un procedimiento
para fabricar una pieza constructiva compuesta de cámara hueca, que
se compone al menos de un perfil hueco de una o varias piezas de
metal o plástico y dado el caso un elemento de soporte de una o
varias piezas de metal o plástico en el interior del perfil hueco,
en el que el elemento de soporte se une en arrastre de forma con el
perfil hueco y/o las piezas del perfil hueco entre sí por medio de
plástico termoplástico inyectado, caracterizado porque el elemento
de soporte se une con el perfil hueco y/o las piezas del perfil
hueco entre sí por la deformación plástica de al menos una pieza del
perfil hueco durante la inyección del plástico termoplástico.
Preferiblemente, la unión en arrastre de forma
del elemento de soporte con el perfil hueco y/o las piezas del
perfil hueco entre sí se lleva a cabo con la inyección de una o
varias piezas moldeadas en el perfil hueco en una etapa de
procedimiento. En esta forma de realización del procedimiento, se
llevan a cabo con ello las dos etapas de procedimiento, la unión en
arrastre de forma y la inyección de otras piezas moldeadas, en una
sola etapa de procedimiento. Otras piezas moldeadas, que se pueden
inyectar en la pieza constructiva compuesta de cámara hueca, se
componen preferiblemente de plástico, por ejemplo plásticos no
reforzados, reforzados y/o cargados, por ejemplo, policarbonato
(PC), poliuretano termoplástico (PU), poliésteres, especialmente
poli(tereftalato de etileno) (PET), poliestireno (PS),
poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o una mezcla de estos
plásticos o metal, por ejemplo acero, níquel, cromo, hierro, cobre,
cinc, titanio, aluminio o magnesio, así como aleaciones de estos
metales.
La pieza constructiva compuesta de cámara hueca
según la invención tiene la ventaja de que la unión de las piezas
moldeadas se unen entre sí con gran precisión y reproducibilidad y
en este sentido no es necesario ningún esfuerzo de adaptación de
las posiciones de las juntas entre sí. La precisión es mayor que
cuando se utiliza una técnica de ensamblado separada como por
ejemplo operaciones de soldado o remachado. El procedimiento según
la invención para la fabricación de una pieza constructiva compuesta
de cámara hueca tiene además la ventaja de que la unión de las
piezas del perfil entre sí y la unión del elemento de soporte con el
perfil así como la inyección de otras piezas moldeadas se lleva a
cabo en una etapa de trabajo. Dado que el elemento de soporte
protege al perfil hueco de deformaciones plásticas no deseadas
cuando se proyecta el plástico o cundo se inyectan otras piezas
moldeadas, tampoco de debe tomar ninguna medida para evitar
deformaciones del perfil hueco, como por ejemplo la introducción de
un núcleo macizo para sostener el perfil hueco, que debe retirarse
de nuevo después de la inyección.
A continuación se explicará la invención con
mayor detalle a modo de ejemplo por medio de los dibujos adjuntos.
Muestran:
La figura 1 un fragmento de una sección
transversal a través de la pieza constructiva compuesta de cámara
hueca según la invención con dos semicubiertas, que están unidas
entre sí en arrastre de forma en la zona marginal.
La figura 2 un fragmento de una sección
transversal a través de la pieza constructiva compuesta de cámara
hueca según la invención con dos semicubiertas y una estructura de
soporte, en la que la estructura de soporte está unida con el perfil
hueco en arrastre de forma.
La figura 1 muestra un fragmento de un perfil
hueco 10 con dos semicubiertas 1, 1', por ejemplo de un metal como
acero, níquel, cromo, hierro, cobre, cinc, titanio, aluminio o
magnesio o aleaciones de estos metales o de un plástico no
reforzado, reforzado y/o cargado, por ejemplo, policarbonato (PC),
poliuretano termoplástico (PU), poliésteres, especialmente
poli(tereftalato de etileno) (PET), poliestireno (PS),
poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o una mezcla de estos
plásticos. Las semicubiertas 1, 1' presentan una zona marginal
angular 2, 2'. Una de las semicubiertas 1' posee en la zona marginal
una perforación 3. Cuando se inyecta y se proyecta el canto por
medio de plástico termoplástico 4, la semicubierta 1 se presiona por
presión de inyección en la perforación 3 y con ello se deforma
plásticamente una acanaladura 6. De esta forma, las dos
semicubiertas se unen entre sí de forma fija no desplazable y en
arrastre de forma.
En la figura 2 (las piezas constructivas iguales
o similares están provistas de los mismos números de referencia) se
representa una pieza constructiva compuesta de cámara hueca 10' que
se compone de dos semicubiertas 1, 1' y un elemento de soporte 5 en
el interior del perfil hueco 10'. Las semicubiertas 1, 1' se
componen por ejemplo de un metal como acero, níquel, cromo, hierro,
cobre, cinc, titanio, aluminio o magnesio o aleaciones de estos
metales o de un plástico no reforzado, reforzado y/o cargado, por
ejemplo, policarbonato (PC), poliuretano termoplástico (PU),
poliésteres, especialmente poli(tereftalato de etileno)
(PET), poliestireno (PS), poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o una mezcla de estos
plásticos. El elemento de soporte 5 se compone por ejemplo de un
metal como acero, níquel, cromo, hierro, cobre, cinc, titanio,
aluminio o magnesio o aleaciones de estos metales o de un plástico
no reforzado, reforzado y/o cargado, por ejemplo, policarbonato
(PC), poliuretano termoplástico (PU), poliésteres, especialmente
poli(tereftalato de etileno) (PET), poliestireno (PS),
poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o una mezcla de estos
plásticos.
El elemento de soporte 5 está unido con el
perfil hueco 10' por deformación plástica 9, 9' de las semicubiertas
1, 1' en arrastre de forma y de forma fija no desplazable. La
deformación plástica 9, 9' se lleva a cabo al proyectar el perfil
hueco 10' con plástico termoplástico 8. En esta forma de
realización, el elemento de soporte 5 presenta un canal 7. En la
zona del canal, el elemento de soporte 5 no ofrece ninguna
contrapresión desde el interior a la presión de inyección cuando se
inyecta el plástico termoplástico 8 por fuera, de forma que en esta
zona 9, 9', las semicubiertas 1, 1' se presionan en el canal 7.
Claims (6)
1. Pieza constructiva compuesta de cámara hueca
que se compone al menos de un perfil hueco (10, 10') de una o
varias piezas de metal o plástico y dado el caso un elemento de
soporte (5) de una o varias piezas de metal o plástico en el
interior del perfil hueco (10, 10'), en la que el elemento de
soporte (5) está unido en arrastre de forma con el perfil hueco
(10, 10') y/o las piezas del perfil hueco (1, 1') entre sí por medio
de plástico termoplástico inyectado, caracterizada porque el
elemento de soporte (5) está unido con el perfil hueco (10, 10')
y/o las piezas del perfil hueco (1, 1') entre sí por la deformación
plástica de al menos una pieza del perfil hueco (1, 1') durante la
inyección del plástico termoplástico (4, 8).
2. Pieza constructiva compuesta de cámara hueca
según la reivindicación 1, caracterizada porque el perfil
hueco tiene dos piezas y las dos piezas del perfil hueco (1, 1') se
apoyan entre sí en una zona marginal, presentando en la zona
marginal una de las piezas del perfil hueco perforaciones (3) y/o
acanaladuras (6) y estando la otra pieza del perfil hueco deformada
en la zona de las perforaciones y/o acanaladuras mediante la
inyección del plástico termoplástico.
3. Pieza constructiva compuesta de cámara hueca
según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada
porque el perfil hueco (10, 10') y/o el elemento de soporte (5)
independientemente entre sí se componen de un metal,
preferiblemente acero, níquel, cromo, hierro, cobre, cinc, titanio,
aluminio, magnesio o de una aleación de estos metales.
4. Pieza constructiva compuesta de cámara hueca
según una de las reivindicaciones 1-3,
caracterizada porque el perfil hueco (10, 10') y/o el
elemento de soporte (5) independientemente entre sí se componen de
un plástico no reforzado, reforzado y/o cargado, preferiblemente
policarbonato (PC), poliuretano termoplástico (PU), poliésteres,
especialmente poli(tereftalato de etileno) (PET),
poliestireno (PS), poliestireno sindiotáctico,
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS) poli(óxido de propileno) (PPO), polisulfona (PSO),
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliimida (PI), policetona
(PEEK), poliamida (PA), poli(tereftalato de butileno) (PBT),
polipropileno (PP), polietileno (PE) o de una mezcla de estos
plásticos.
5. Procedimiento para la fabricación de una
pieza constructiva compuesta de cámara hueca, que se compone al
menos de un perfil hueco de una o varias piezas (10, 10') de metal o
plástico y dado el caso un elemento de soporte de una o varias
piezas (5) de metal o plástico en el interior del perfil hueco, en
el que el elemento de soporte se une en arrastre de forma con el
perfil hueco y/o las piezas del perfil hueco (1, 1') entre sí por
medio de plástico termoplástico inyectado, caracterizado
porque el elemento de soporte (5) se une con el perfil hueco (10,
10') y/o las piezas del perfil hueco (1,1') por deformación plástica
de al menos una de las piezas del perfil hueco (1, 1') al inyectar
el plástico termoplástico (4, 8).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la unión en arrastre de forma del
elemento de soporte (5) con el perfil hueco (10, 10') y/o de las
piezas del perfil hueco (1, 1') entre sí se lleva a cabo en una
etapa de procedimiento conjuntamente con el inyectado de una o
varias piezas moldeadas en el perfil hueco.
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