ES2272412T3 - Procedimiento para producir placas de evaporacion. - Google Patents
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Abstract
Placa de evaporación para un refrigerador con canales para refrigerante dispuestos entre dos chapas superpuestas, caracterizada porque las chapas (1a, 1b) están unidas entre sí mediante un adhesivo, que es resistente a refrigerantes y mantiene sus propiedades adhesivas al menos en el rango de temperatura que oscila entre -30° C y +40° C.
Description
Procedimiento para producir placas de
evaporación.
La invención se refiere a una placa de
evaporación para un refrigerador con canales para refrigerante
dispuestos entre dos chapas superpuestas, así como a un
procedimiento para fabricar placas de evaporación.
Las placas de evaporación forman parte de un
refrigerador, en el cual el refrigerante en estado líquido se
evapora mediante la absorción de calor del entorno. Los
refrigeradores son instalaciones fijas o móviles para refrigerar
ambientes cerrados y cuerpos sólidos, líquidos o gaseosos a una
temperatura inferior a la ambiental.
Las placas de evaporación se fabrican según el
estado de la técnica, cuando en primera instancia se alinea la chapa
de aluminio galvanizada y luego se la corta al tamaño deseado de la
placa de evaporación. Sobre las chapas cortadas a la medida se
aplica un agente separador, por ejemplo, grafito, en representación
del recorrido del canal para el refrigerante en la placa de
evaporación. A continuación se superponen dos placas y se prensan en
un equipo calefactor que suministra calor, de modo que se sueldan
las dos chapas. Luego se expanden las áreas de los canales que no
están soldadas en un dispositivo de conformación, por ejemplo con
nitrógeno.
Además de un prospecto de la empresa SHOWA
ALUMINIUM CORPORATION, Osaka, Japón - 1993 se conoce un
procedimiento así llamado "Roll-Bond", en el
cual las chapas superpuestas no se sueldan con estaño, sino que se
produce la soldadura autógena mediante el laminado en caliente y a
continuación se laminan en frío para alcanzar el espesor final. Las
áreas de canales no incluidas en la soldadura debido al agente
separador aplicado mediante el procedimiento de serigrafía, son
expandidas con aire a presión, antes de subdividir las chapas en las
distintas placas de evaporación. La desventaja de este procedimiento
es la modificación del espesor durante el laminado en caliente y en
el posterior paso de laminado en frío, dado que directamente generan
las correspondientes modificaciones de las longitudes de chapa. A
causa de ello surgen dificultades que producen un elevado
desperdicio en los siguientes pasos de trabajo.
Las placas de evaporación producidas según el
procedimiento conocido deben fabricarse de aluminio puro (Al 99,5),
a fin de permitir la realización de los canales para
refrigerante.
Partiendo de este estado de la técnica, la
invención se basa en el objetivo de fabricar una placa de
evaporación que no necesariamente debe componerse de aluminio puro,
y a pesar de ello pueda producirse de modo sencillo en grandes
cantidades. Además, la invención se basa en el objetivo de proponer
un procedimiento para la producción sencilla en serie de placas de
evaporación con reducido desperdicio, que simultáneamente requiere
menos energía y brinda un mayor margen de conformación respecto de
la geometría de los canales para refrigerante.
La idea básica de la invención radica en que las
chapas que conforman la placa de evaporación no se unen como hasta
ahora mediante un procedimiento de soldadura o un proceso de
laminado en caliente (soldadura por presión), sino que están unidas
entre sí mediante un adhesivo, empleándose para ello adhesivos que
son resistentes a los refrigerantes y mantienen sus propiedades
adhesivas al menos en el rango de temperatura que oscila entre -30ºC
y +40ºC.
Como adhesivos se utilizan especialmente
adhesivos monocomponentes o bicomponentes. Resultaron especialmente
adecuados los adhesivos bicomponentes de poliuretano y adhesivos
monocomponentes de resina epoxi, así como adhesivos "hotmelt"
de poliuretano y de poliamida termosensible, siendo el espesor de
capa del adhesivo de preferencia del rango de 0,1 mm a 1,45 mm. Los
adhesivos "hotmelt" no se aplican recién después de la
conformación del canal, sino que ya se aplica sobre el material de
partida de la placa de evaporación, que especialmente presenta forma
de cinta. Las cintas recubiertas de tal modo, pueden enrollarse como
si no estuvieron recubiertas, sin adherirse entre sí. El efecto
adhesivo recién se produce después de calentar a una determinada
temperatura.
La unión de las chapas mediante un adhesivo
permite el uso de chapas con espesor final y resistencia final, lo
que tiene un efecto favorable sobre el cumplimiento de medidas de
las placas de evaporación con una simultánea reducción del índice
de desperdicio. El consumo de energía al realizar la adhesión es
notablemente inferior respecto de las técnicas de unión utilizadas
hasta ahora. Para la aplicación distribuida sobre las superficies
de adhesión, el adhesivo puede aplicarse con rodillos o deslizarse
con una herramienta similar a una espátula o rasadora.
Alternativamente a la aplicación en superficie, el adhesivo también
puede aplicarse por rociado en vías, dosificándose la cantidad de
modo tal, que después de unir las chapas a ser adheridas, no penetra
un excedente de adhesivo en los canales para refrigerante.
Cuando los canales para refrigerante se realizan
durante la conformación en frío, especialmente por embutición
profunda o estampado, puede lograrse una alta exactitud de
repetición del espesor, así como una disposición flexible de los
canales para refrigerante en las chapas superpuestas de la placa de
evaporación, a elección, de un solo lado, de ambos lados o de modo
alternado.
La realización de los canales para refrigerantes
utilizando embutición profunda o estampado permiten utilizar
aleaciones de aluminio para la fabricación de placas de evaporación,
en lugar el aluminio puro empleado hasta ahora. Si la aleación de
aluminio presenta una resistencia de tracción de al menos 200
N/mm^{2}, puede lograrse un notorio ahorro de material durante la
fabricación de las placas de evaporación. A pesar del uso de chapas
de menor espesor pueden lograrse las mismas resistencias a la
presión y al estallido en las placas de evaporación. Son por ejemplo
aleaciones adecuadas de aluminio, las aleaciones forjables de
aluminio indicadas a continuación:
- Al Mg 3
- Al Mg Si 1 o
- Al Cu Mg 1.
Las aleaciones que se mencionaron previamente
presentan una resistencia a la tracción en el rango de 200
N/mm^{2} a 250 N/mm^{2} y un estiramiento de rotura de 12% a
15%. La utilización de estas aleaciones permite utilizar espesores
de chapa inferiores a 0,6 mm.
En una forma de realización ventajosa de la
invención se somete al menos las superficies a adherirse de las
chapas, a un tratamiento mecánico y/o térmico de superficie.
Dependiendo de la aleación de aluminio utilizada para las chapas y
el adhesivo empleado, se recomienda un tratamiento de superficie,
especialmente una asivación decapante libre de cromo para aluminio
que se aplica mediante un procedimiento de inmersión o rociado. La
capa de oxidación producida de ese modo impide la oxidación no
controlada de las chapas procesadas. En forma adicional o
alternativa pueden efectuarse otros tratamientos de superficie
mecánicos y/o térmicos de las superficies a ser adheridas. Mediante
los tratamientos de superficie mecánicos (por ejemplo, cepillado) se
elimina suciedad y se torna más áspera la superficie, lo que en el
caso de algunos adhesivos puede ser ventajoso para la resistencia de
la unión adhesiva. El tratamiento térmico de superficie desengrasa
la superficie.
Según las condiciones de endurecimiento y la
consistencia del adhesivo utilizado, es adecuado que las chapas
reunidas y cortadas del tamaño de placas de evaporación se fijan
mecánicamente entre sí hasta alcanzar un endurecimiento mínimo del
adhesivo. A fin de no bloquear para ese proceso una prensa durante
un período demasiado prolongado, puede lograrse en la herramienta
de compresión en varios sitios distribuidos regularmente en la
superficie de las placas de evaporación mediante la técnica de unión
de enganche (clinch) una unión continua efectiva a nivel de las
placas que mantiene la fijación necesaria para el endurecimiento del
adhesivo. Las placas de evaporación fijadas de este modo pueden
dejar nuevamente de inmediato la prensa y en caso necesario
atravesar un horno de templado y endurecer en condiciones
ambientales normales hasta alcanzar la resistencia final requerida
del adhesivo.
De acuerdo con el adhesivo utilizado, puede ser
necesario que las chapas, fijadas mecánicamente de tal modo, sean
además prensadas superpuestas y/o calentadas. Para ello, las placas
se colocan unas sobre otras con capas intermedias elásticas formando
una pila, para luego endurecer el tiempo necesario bajo la presión
de una prensa y/o la acción simultánea de temperatura más
elevada.
Después de completado el endurecimiento, se
continúa un eventual procesamiento posterior, como por ejemplo
estampado, curvado, rebordeado y barnizado.
En las Figuras 1a, 1b se representó a modo de
ejemplo una línea de producción para llevar a cabo el procedimiento
de la invención en una vista lateral y una vista de planta:
El ejemplo de realización muestra una línea de
producción de 2 ramas, en la que paralelamente se procesan dos
chapas 1a, 1b. Las chapas 1a, 1b en forma de cinta desenrolladas
cada una de un rollo 2a, 2b, se hacen llegar después del alineado en
una máquina alineadora de rollos 3a, 3b, a estaciones de estampado
4a, 4b, que realizan en ambas chapas mediante estampado el
recorrido del canal para el refrigerante. En caso que los canales
para refrigerantes sólo deben estamparse de un solo lado, se puede
prescindir de una de las estaciones de estampado 4a o 4b; en ese
caso se une una chapa plana con una chapa estampada.
Luego se efectúa la aplicación del adhesivo en
ambas vías mediante un rodillo 5a, 5b dispuesto en cada caso por
encima del recorrido de la cinta. Recién después de aplicar con
rodillo el adhesivo, se cortan las chapas en forma de cinta 1a, 1b
con tijeras 6a, 6b en estaciones de corte 7a, 7b del tamaño de la
placa de evaporación 8 a fabricar.
A fin de evitar una merma de la producción a
causa del endurecimiento del adhesivo en una prensa, se reúnen las
chapas 1a, 1b producidas en ambas líneas de producción dispuestas de
modo paralelo y cortadas a la medida de la placa de evaporación, en
una herramienta de compresión 9 y en su posición respectiva se fijan
entre sí en dos sitios 11a, 11b mediante la técnica de unión de
enganche (clinch) en una unión continua 12 que se produce a nivel de
la chapa.
Las placas de evaporación así fijadas, de
inmediato dejan nuevamente la herramienta de compresión 9 y llegan a
una estación de templado 13, en la cual en cada lote por separado se
produce el endurecimiento hasta alcanzar la resistencia final
requerida del adhesivo bajo la compresión de una prensa 14 y una
simultánea acción de temperatura. Entre las placas de evaporación 8
a templarse existen capas elásticas intermedias 15, que impiden el
daño en la estación de templado 13 de los canales para refrigerantes
estampados de ambos lados. Cuando la capacidad de la estación de
templado 13 no puede abarcar todas las placas de evaporación 8 que
pueden producirse a partir de los dos rollos 2a, 2b, pueden haberse
previsto varias estaciones de templado para asegurar un flujo
continuo de producción.
El transporte de las chapas 1a, 1b entre las
estaciones de corte 7a, 7b, la herramienta de compresión 9 y la
estación de templado 13 ventajosamente se realiza en forma
automática, por ejemplo mediante elementos de transporte y
dispositivos de sujeción y elevación no representados en las figuras
por razones de claridad.
N.º | Denominación |
1.a, b | Chapas |
2.a, b | Rollo |
3.a, b | Máquina alineadora de rollos |
4.a, b | Estación de estampado |
5.a, b | Rodillo |
6.a, b | Tijeras |
7.a, b | Estaciones de corte |
8. | Placa de evaporación |
9. | Herramienta de compresión |
10. | - - - - - - - - - |
11.a, b | Sitios |
12. | Unión continua |
13. | Estación de templado |
14. | Prensa |
15. | Cojinetes intermedios elásticos |
Claims (13)
1. Placa de evaporación para un refrigerador con
canales para refrigerante dispuestos entre dos chapas superpuestas,
caracterizada porque las chapas (1a, 1b) están unidas entre
sí mediante un adhesivo, que es resistente a refrigerantes y
mantiene sus propiedades adhesivas al menos en el rango de
temperatura que oscila entre -30ºC y +40ºC.
2. Placa de evaporación de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque las superficies
adhesivas de las chapas presentan un tratamiento de superficie.
3. Placa de evaporación de acuerdo con la
reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el adhesivo es una
sustancia adhesiva bicomponente de poliuretano o monocomponente de
resina epoxi.
4. Placa de evaporación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material
de las chapas (1a, 1b) es una aleación de aluminio con una
resistencia a la tracción de al menos 200 N/mm^{2}.
5. Placa de evaporación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las chapas
(1a, 1b) presentan canales para refrigerante conformados en
frío.
6. Procedimiento para producir placas de
evaporación, especialmente de acuerdo con las reivindicaciones 1 a
5, de dos chapas superpuestas (1a, 1b), donde en al menos una de las
chapas (1a) se realiza el recorrido del canal para el refrigerante,
caracterizado porque las dos chapas (1a, 1b) son unidas
mediante un adhesivo y porque para la unión se utiliza un adhesivo
que es resistente a refrigerantes y mantiene sus propiedades
adhesivas al menos en el rango de temperatura que oscila entre -30ºC
y +40ºC.
7. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado
porque después de alinear las chapas a unir (1a, 1b) el recorrido
del canal para el refrigerante se realiza en al menos una de las dos
chapas (1a) por embutición profunda.
8. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado
porque después de alinear las chapas a unir (1a, 1b) el recorrido
del canal para el refrigerante se realiza en al menos una de las dos
chapas (1a) mediante estampado.
9. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado porque las chapas (1a, 1b) antes o después de
aplicar el adhesivo se cortan del tamaño de las placas de
evaporación.
10. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9,
caracterizado porque en ambas chapas (1a, 1b) se aplica en
toda la superficie un adhesivo termosensible antes de realizar el
recorrido del canal para el refrigerante en al menos una de las dos
chapas (1a), donde recién se produce el efecto adhesivo del adhesivo
termosensible después de calentar a una temperatura determinada.
11. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 10,
caracterizado porque se someten al menos las superficies a
adherir de las chapas (1a, 1b) a un tratamiento de superficie
mecánico y/o térmico.
12. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 11,
caracterizado porque las chapas unidas y cortadas del tamaño
de las placas de evaporación se fijan entre sí hasta alcanzar un
endurecimiento mínimo del adhesivo.
13. Procedimiento para producir placas de
evaporación de acuerdo con la reivindicación 12,
caracterizado porque las chapas fijadas mecánicamente, además
se prensan y/o se calientan superpuestas.
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