ES2300814T3 - Procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja que contienen aluminio con calentadores radiantes. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja (1) que contienen aluminio, el cual comprende los pasos siguientes: - selección de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas sobre una base de aluminio; - apilamiento y/o arrollamiento de las láminas metálicas (2) al menos parcialmente estructuradas para conformar una estructura de nido de abeja (3) con canales (5); - calentamiento de las láminas metálicas (2) con ayuda de al menos un calentador radiante (8) desde la superficie frontal abierta (26) de los canales (5), calentándose la estructura de nido de abeja (3) al menos en una zona parcial (9) de modo que la al menos una zona parcial (9) presente después de aproximadamente 2 segundos a aproximadamente 30 segundos una temperatura de aproximadamente 450ºC a aproximadamente 600ºC; - unión por técnicas de ensamble de las láminas metálicas (2) una con otra en la al menos una zona parcial (9).

Description

Procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja que contienen aluminio con calentadores radiantes.

La presente invención concierne a un procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja que contienen aluminio, en el que se apilan y/o arrollan unas láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas para la conformación de una estructura de nido de abeja con canales que discurren aproximadamente paralelos a un eje, se introducen éstas al menos parcialmente en un tubo envolvente y se las une una con otra por técnicas de ensamble al menos en zonas parciales. Tales cuerpos de nido de abeja metálicos se utilizan, por ejemplo, como cuerpos de soporte de catalizador para la depuración de un gas de escape de un motor de combustión interna.

Los cuerpos de nido de abeja conocidos, especialmente cuerpos metálicos de soporte de catalizador, presentan una estructura de nido de abeja con láminas de chapa de pared delgada, lisas y/u onduladas, enroscadas, por ejemplo, como una espiral o en forma de S, las cuales se han unido una con otra dentro de un tubo envolvente cilíndrico circular o bien cilíndrico ovalado por técnicas de ensamble consistentes en soldadura autógena, soldadura de aporte, sinterización, pegadura o similares (véase el documento US-A-02081137).

Para aumentar la capacidad de resistencia de un cuerpo de nido de abeja de esta clase contra carga térmica alternativa es ya conocido el recurso de que las láminas de chapa de la estructura de nido de abeja sean unidas una con otra y eventualmente también con el tubo envolvente por técnicas de ensamble únicamente en zonas parciales determinadas, por ejemplo en el lado frontal, de modo que existan posibilidades de dilatación sin impedimento alguno para el tubo envolvente y la estructura de nido de abeja al hacer su aparición una carga térmica, con lo que se evitan deformaciones plásticas alternativas de la estructura de nido de abeja con las consecuencias de la destrucción y el desprendimiento de dicha estructura de nido de abeja.

Asimismo, se conocen procedimientos para la unión frontal por técnicas de ensamble de una estructura de nido de abeja dispuesta dentro de un tubo envolvente, en los que la unión de ensamble se realiza en el horno de alta temperatura mediante un proceso discontinuo que dura algunas horas. Los distintos cuerpos de nido de abeja, agrupados aquí formando lotes, son introducidos en el horno. Para evitar reacciones químicas, como, por ejemplo, formación no deseada de cristales u oxidación no deseada, especialmente en la superficie de las láminas de chapa, el proceso de ensamble en el horno tiene lugar bajo una atmósfera de gas protector que contiene, por ejemplo, argón y/o hidrógeno o bien se lleva a cabo en vacío. Esto tiene como consecuencia especialmente una inversión relativamente alta en aparatos y unos costes correspondientemente elevados.

Asimismo, se conocen procedimientos continuos que emplean bobinas de inducción para la generación de la unión de ensamble de las láminas de chapa. Las bobinas de inducción tienen la misión de calentar al menos zonas parciales en las que deberá establecerse en último término una unión de ensamble de las láminas de chapa, de modo que, por ejemplo, comience a fluir un material de soldadura dispuesto en las zonas parciales y este material genere después de su enfriamiento una unión de esta clase. En función de la naturaleza de la unión de ensamble, se tiene que hacer aquí que las bobinas de inducción funcionen con frecuencias de tensión alterna diferentes y se aproximen hasta quedar relativamente cerca de las zonas parciales correspondientes del cuerpo de nido de abeja. Esto puede conducir a una formación irregular de uniones de ensamble en las respectivas zonas parciales.

Partiendo de esto, el problema de la presente invención consiste en indicar un procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja que haga posible una mecanización de láminas metálicas que contienen aluminio y que sea especialmente adecuado para la fabricación continua, mejorándose la calidad de las uniones de ensamble que se han de producir.

Estos problemas se resuelven por medio de un procedimiento según las características de la reivindicación 1. Otras ejecuciones ventajosas del procedimiento están descritas en las reivindicaciones subordinadas.

El procedimiento según la invención para fabricar cuerpos de nido de abeja metálicos comprende los pasos siguientes:

-

selección de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas sobre una base de aluminio;

-

apilamiento y/o arrollamiento de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas para conformar una estructura de nido de abeja con canales;

-

calentamiento de las láminas metálicas con ayuda de al menos un calentador radiante desde la superficie frontal abierta de los canales, calentándose la estructura de nido de abeja al menos en una zona parcial de modo que la al menos una zona parcial presente después de aproximadamente 2 segundos a aproximadamente 30 segundos una temperatura de aproximadamente 450ºC a aproximadamente 600ºC;

unión de las láminas metálicas una con otra por técnicas de ensamble en la al menos una zona parcial.

Por lámina metálica sobre una base de aluminio se entiende en lo que sigue una lámina metálica que presenta al menos un 90% en peso (porcentaje en peso) de aluminio. De manera ventajosa, la proporción de aluminio asciende como promedio a al menos aproximadamente un 95% en peso o incluso a al menos aproximadamente un 99% en peso. En ciertas circunstancias, puede ser incluso necesario seleccionar láminas metálicas con un contenido de aluminio aún mayor, por ejemplo con más de 99,9% en peso de aluminio. En lo que sigue y siempre que no se indique explícitamente otra cosa, con el término "lámina metálica" se hace referencia siempre a una lámina metálica de esta clase que contiene aluminio.

Como complemento, la lámina de aluminio puede presentar al menos uno de los componentes químicos siguientes: Manganeso (Mn), silicio (Si), magnesio (Mg), cobre (Cu), titanio (Ti), hierro (Fe). A título de ejemplo, se pueden utilizar las láminas metálicas siguientes: AA3005 (Al Mn 1 Mg 0,5); AA3003 (Al Mn 1 Cu); AA3103 (Al Mn 1); y AA 8001 (Al Fe Si).

Los ensayos realizados han demostrado de manera sorprendente que en tales cuerpos de nido de abeja se pueden lograr velocidades de calentamiento relativamente altas. Así, es posible que ya dentro de 2 segundos se calienten las láminas metálicas a la temperatura deseada con fuentes de calor adecuadas como las que se describen aún en lo que sigue. Se pueden lograr así ciclos de fabricación extremadamente cortos. Sin embargo, en caso de que, por ejemplo, no se pueda presentar completamente uniforme la configuración de las zonas de contacto de las láminas metálicas una con otra o con un tubo envolvente circundante de las mismas, puede ser también necesario realizar un calentamiento algo más lento de modo que se alcance el intervalo de temperatura deseado únicamente después de 15 a 30 segundos. Solamente en circunstancias especiales se deberán rebasar estos valores, puesto que entonces se puede detectar una oxidación reforzada de la superficie de las láminas metálicas que dificulta netamente una aportación adicional uniforme de calor.

La temperatura está comprendida según la invención aproximadamente entre 450ºC y 600ºC. Es de importancia decisiva a este respecto el medio de soldadura que eventualmente se utilice para formar una unión de ensamble de las láminas metálicas. Cuando se trata, por ejemplo, de un medio de soldadura a base de zinc, son suficientes ya en ciertas circunstancias temperaturas de aproximadamente 450ºC a aproximadamente 530ºC, necesitándose preferiblemente también tiempos de calentamiento más cortos. Sin embargo, si las láminas metálicas se unen una con otra, por ejemplo, con un medio de soldadura a base de aluminio-silicio, hay que ajustar entonces temperaturas de aproximadamente 560ºC a aproximadamente 600ºC, debiendo recurrirse eventualmente a espacios de tiempo de calentamiento más largos. Por consiguiente, precisamente con los medios de soldadura últimamente citados se tiene que efectuar el calentamiento a temperaturas que estén solamente muy poco por debajo de la temperatura de fusión de la propia lámina metálica. En particular, las temperaturas se encuentran dentro de un rango que está a menos de 70ºC, especialmente menos de 50ºC o incluso menos de 30ºC por debajo del punto de fusión de las láminas metálicas que se han de unir una con otra.

Sobre la base del corto tiempo de calentamiento a estas altas temperaturas y de un calentamiento deliberado de zonas parciales prefijables se indica un método muy eficiente y que ahorra energía. Esto tiene también la ventaja de que el procedimiento propuesto es adecuado especialmente para la fabricación en serie o para la fabricación en masa de cuerpos de nido de abeja metálicos.

Asimismo, se propone que, para calentar la estructura de nido de abeja, se utilicen calentadores radiantes que generen una radiación dirigida de calentamiento por infrarrojos, generándose un neto gradiente de temperatura cerca del exterior de la al menos una zona parcial. La aportación de calor muy fuertemente limitada en el espacio a consecuencia de la radiación sustancialmente paralela de calentamiento por infrarrojos conduce a una energía calorífica muy uniformemente distribuida y, por tanto, a una formación muy unitaria de uniones dentro de las zonas parciales calentadas. Como consecuencia, con el procedimiento según la invención se fabrican cuerpos de nido de abeja metálicos que presentan uniones de ensamble de alto valor cualitativo de las láminas metálicas, siendo este proceso de soldadura de solamente una pequeña duración temporal.

Según otra ejecución del procedimiento, la estructura de nido de abeja presenta canales que discurren aproximadamente paralelos a un eje, estando orientada la radiación de calentamiento hacia un lado frontal de la estructura de nido de abeja de tal manera que esta estructura de nido de abeja es calentada solamente en zonas parciales con una profundidad axial que es menor que la longitud axial de los canales. Esto permite la fabricación de cuerpos de nido de abeja cuyas láminas metálicas están unidas una con otra, por ejemplo, solamente cerca del lado frontal, garantizándose especialmente una dilatación de compensación térmicamente condicionada de las láminas metálicas una respecto de otra. Con el término de lado frontal se quiere dar a entender en este contexto la superficie en la que están sustancialmente dispuestas las superficies frontales de los canales, en donde, antes del calentamiento, se insertan las láminas metálicas al menos parcialmente en un tubo envolvente, se unen éstas una con otra mediante técnicas de ensamble, a continuación se las inserta completamente en el tubo envolvente y se unen una pluralidad de láminas metálicas con éste mediante técnicas de ensamble. Se pueden utilizar aquí, por ejemplo, calentadores radiantes diferentes, garantizándose al menos al unir las láminas metálicas una con otra una distribución relativamente homogénea de la capacidad calorífica en las zonas parciales. Por tanto, se puede emplear para esta unión un calentador radiante de energía algo más baja
que la del utilizado a continuación para la generación de la unión del tubo envolvente y la estructura de nido de abeja.

Según otra ejecución del procedimiento, antes del calentamiento se efectúa una introducción completa de las láminas metálicas en el tubo envolvente, sobresaliendo preferiblemente el tubo envolvente más allá de los lados frontales de la estructura de nido de abeja. Esto tiene la ventaja de que, después de la formación de las uniones de ensamble, las láminas metálicas ya no tienen que ser movidas con relación al tubo envolvente.

Según otra ejecución más del procedimiento, antes del calentamiento se disponen las láminas metálicas por fuera en un tubo interior de modo que dichas láminas metálicas formen canales que discurren sustancialmente paralelos al tubo interior, uniéndose una pluralidad de láminas metálicas con el tubo interior por medio de técnicas de ensamble. Por tanto, se indica también, por ejemplo, un procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja atravesables radialmente por un fluido, en el que el tubo interior presenta especialmente aberturas a través de las cuales el tubo interior atacado centralmente por el flujo descarga un gas en los canales radialmente dirigidos hacia fuera, o viceversa.

Es especialmente ventajoso que, al mismo tiempo y eventualmente con ayuda de un sistema de calentamiento de acción inductiva, se calienten tramos adyacentes del tubo envolvente o del tubo interior. De esta manera, se puede generar también una unión de ensamble entre una pluralidad de láminas metálicas y el tubo envolvente o el tubo interior. Esto tiene la consecuencia de que la producción de uniones de ensamble de las láminas metálicas una con otra, así como de láminas metálicas con el tubo envolvente o el tubo interior, se efectúa en un paso del procedimiento, con lo que se reduce especialmente la duración de la fabricación. Sin embargo, hay que tener en cuenta a este respecto que eventualmente pueden prolongarse los tiempos de calentamiento para alcanzar una temperatura determinada cuando se deba calentar también el tubo envolvente o el tubo interior. Esto tiene su origen especialmente en las diferentes capacidades caloríficas de las láminas metálicas y del tubo envolvente o del tubo interior.

Según otra ejecución más del procedimiento, se calienta completamente el al menos un lado frontal de la estructura de nido de abeja hasta una profundidad prefijable. Esto conduce a una unión frontal completa de láminas metálicas. Por tanto, se impide que, por ejemplo, algunos extremos de las láminas metálicas dispuestos en el lado frontal sean inducidos a vibrar a consecuencia de la aparición de fluctuaciones de presión en una corriente de gas de escape, de tal manera que, a consecuencia de esta vibración, se deshagan eventualmente uniones de ensamble contiguas por efecto de una carga mecánica permanente. Por consiguiente, la formación de uniones de ensamble de las láminas metálicas una con otra en todo el lado frontal de la estructura de nido de abeja aumenta, por ejemplo, la vida útil de un cuerpo de nido de abeja que se instale como cuerpo de soporte de catalizador en un sistema de gas de escape.

Cuando la estructura de nido de abeja presenta canales que discurren aproximadamente paralelos a un eje, se varía entonces, según otra ejecución del procedimiento, la profundidad de las zonas parciales calentadas, calentándose preferiblemente las zonas parciales de la estructura de nido de abeja dispuestas radialmente por fuera hasta una mayor profundidad que la de las zonas parciales dispuestas radialmente por dentro. Con miras a una construcción de un cuerpo de nido de abeja radialmente atravesable por un fluido, es posible también, naturalmente, una profundidad correspondientemente variable en la dirección axial y/o en la dirección periférica del cuerpo de nido de abeja. De esta manera, se puede conseguir, por ejemplo, que se establezca una unión de ejecución más estable entre el cuerpo de nido de abeja y el tubo envolvente o el tubo interior que en el caso de las uniones de ensamble de las láminas metálicas una con otra.

Según otra ejecución del procedimiento, la radiación de calentamiento incide sobre el al menos un lado frontal de la estructura de nido de abeja según un ángulo comprendido entre 10º y 80º. El ángulo elegido tiene aquí repercusiones sobre la profundidad hasta la cual se calienta la estructura de nido de abeja. Para ángulos inferiores a 10º, la radiación de calentamiento se extiende hacia una zona parcial relativamente grande del lado frontal. Esto tiene la consecuencia de que la energía calorífica generada por el calentador radiante se distribuye sobre zonas parciales mayores, con lo que se reduce la aportación de energía por unidad de superficie y se hace más lento el proceso de calentamiento. Se han de evitar también ángulos mayores de 80º, ya que con ellos una gran parte de la radiación de calentamiento o energía calorífica atraviesa directamente la estructura de nido de abeja y no puede ser utilizada para el calentamiento de las láminas metálicas. Asimismo, al elegir el ángulo hay que tener en cuenta la forma exterior del lado frontal. Cuando se trata, por ejemplo, de una disposición telescópica de láminas metálicas en la que las láminas metálicas contiguas están dispuestas en forma parcialmente decalada una respecto de otra, se deberán emplear, por ejemplo según la naturaleza del acoplamiento telescópico, ángulos relativamente grandes o relativamente pequeños, mientras que en el caso de un lado frontal sustancialmente plano se prefieren ángulos en un intervalo de 30º a 60º.

Según otra ejecución más del procedimiento, se mueve el cuerpo de nido de abeja durante el calentamiento con relación al al menos un calentador radiante. Se consigue de esta manera que con ayuda de un calentador radiante que emita una radiación de calentamiento espacialmente limitada se calienten eventualmente también grandes zonas parciales de la estructura de nido de abeja, especialmente todo el lado frontal de dicha estructura de nido de abeja. Según una variante del procedimiento, se propone realizar un movimiento relativo de rotación del al menos un calentador radiante alrededor del eje del cuerpo de nido de abeja, quedando garantizado también un calentamiento de gran superficie y uniforme de la estructura de nido de abeja.

Preferiblemente, el movimiento relativo entre el cuerpo de nido de abeja y el al menos un calentador radiante se genera haciendo que gire el cuerpo de nido de abeja alrededor de su eje y/o variando el ángulo entre el eje de radiación del al menos un calentador radiante y el eje del cuerpo de nido de abeja. Se garantiza de esta manera que la radiación de calentamiento penetre hasta la profundidad deseada de la estructura de nido de abeja, con independencia de si las zonas parciales que se han de calentar están situadas cerca de un tubo envolvente sobresaliente o en zonas parciales centralmente dispuestas del lado frontal.

Según otra ejecución más del procedimiento, las uniones de ensamble se establecen por soldadura de aporte, sinterización y/o soldadura autógena de difusión. Es especialmente ventajoso a este respecto que, antes del calentamiento para formar las uniones de ensamble, se disponga un material de soldadura, un promotor de difusión o similar en las zonas parciales. Se prefiere la formación de uniones de ensamble por soldadura de aporte, disponiéndose material de soldadura en las zonas parciales antes del calentamiento. Se mantienen así relativamente bajas las temperaturas que son necesarias para formar la unión de ensamble, pudiendo mantenerse tiempos de cadencia relativamente pequeños hasta la formación de las uniones.

Cuando se presentan temperaturas especialmente altas durante la generación de las uniones de ensamble (especialmente temperaturas más altas de 550ºC), es ventajoso entonces establecer estas uniones bajo gas protector. Los gases protectores conocidos, especialmente con una proporción de argón, son adecuados para esto.

A continuación, se describe con más detalle el procedimiento según la invención en relación con un dispositivo adecuado para la puesta en práctica de dicho procedimiento.

El dispositivo para la fabricación de cuerpos de nido de abeja metálicos, especialmente para la realización del procedimiento según la invención, comprende una superficie de posicionamiento para posicionar un cuerpo de nido de abeja durante un proceso de calentamiento, así como al menos un calentador radiante con un eje de radiación. El dispositivo se caracteriza porque la superficie de posicionamiento y el eje de radiación del calentador radiante encierran un ángulo de 10º a 80º. El calentador radiante está configurado aquí especialmente de modo que éste irradia con un ángulo de 10º a 80º con respecto al lado frontal de un cuerpo de nido de abeja inmovilizado sobre la superficie de posicionamiento. El calentador radiante permite un calentamiento rápido de zonas parciales del cuerpo de nido de abeja para formar uniones por técnicas de ensamble.

Para garantizar un calentamiento lo más uniforme posible de zonas parciales del cuerpo de nido de abeja, la superficie de posicionamiento es preferiblemente basculable, con lo que se puede ajustar el ángulo, especialmente también durante el proceso de calentamiento. Esto puede conseguirse igualmente por medio de otra ejecución del dispositivo en la que el al menos un calentador radiante de infrarrojos es basculable.

El dispositivo es variable en cuanto a la distancia entre la superficie de posicionamiento y el al menos un calentador radiante de infrarrojos. Es especialmente ventajoso a este respecto que el al menos un calentador radiante de infrarrojos pueda ser movido en trayectorias prefijables con relación a la superficie de posicionamiento. De esta manera, se puede garantizar, por ejemplo, que se generen las uniones de ensamble en zonas parciales diferentes del lado frontal calentado a lo largo de una profundidad variable. Con miras a una superposición de varios movimientos relativos del cuerpo de nido de abeja y del al menos un calentador radiante de infrarrojos, es especialmente ventajoso acomodar estos movimientos uno a otro, especialmente captando los movimientos individuales por vía metrotécnica y/o coordinándolos por medio de una unidad de control común, preferiblemente controlada por ordenador.

La superficie de posicionamiento tiene también, por ejemplo, medios de retención para inmovilizar el cuerpo de nido de abeja. Se asegura así que se mantenga un posicionamiento deseado del cuerpo de nido de abeja con respecto al al menos un calentador radiante de infrarrojos. Tales medios de retención son de importancia especialmente cuando la superficie de posicionamiento es parte de una cadena de montaje. Una cadena de montaje de esta clase hace posible la fabricación de cuerpos de nido de abeja metálicos en un proceso continuo, viniendo esto indicado especialmente por los cortos tiempos de calentamiento del cuerpo de nido de abeja por medio de los calentadores radiantes de infrarrojos.

Además, pueden estar previstos espejos para la desviación o reflexión de la radiación de calentamiento. Con esto se quiere dar a entender especialmente partes de la radiación de calentamiento que ya han sido reflejadas por las láminas metálicas. Por consiguiente, el empleo de tales espejos tiene como consecuencia un aprovechamiento mejorado de la radiación de calentamiento generada por los calentadores radiantes de infrarrojos. No obstante, es posible también irradiar los espejos directamente y guiarlos así hacia las zonas parciales que se han de calentar, pudiendo "esquivarse", por ejemplo, salientes o talones que penetren en el eje de radiación directa y que estén situados cerca del lado frontal del cuerpo de nido de abeja.

Para el caso de que las uniones de ensamble se generen a temperaturas muy altas, el dispositivo presenta medios para generar una atmósfera local de gas protector, especialmente una carcasa. La carcasa abraza entonces a al menos algunos tramos situados cerca de la zona parcial del cuerpo de nido de abeja que se calienta con ayuda de los calentadores radiantes de infrarrojos, debiendo evitarse una obstrucción de la radiación directa de calentamiento.

Se explica ahora el procedimiento con más detalle ayudándose de los dibujos siguientes. Sin embargo, las explicaciones presentadas en este contexto no representan limitación alguna de la invención.

Muestran:

La figura 1, una forma de realización de un cuerpo de nido de abeja fabricado,

La figura 2, una forma de realización de un dispositivo de fabricación y

La figura 3, una segunda forma de realización de un dispositivo de fabricación.

La figura 1 muestra esquemáticamente y en perspectiva un cuerpo de nido de abeja 1 que contiene aluminio con láminas metálicas 2 apiladas y arrolladas en forma de S. El cuerpo de nido de abeja 1 presenta canales 5 que están formados con láminas metálicas lisas y onduladas 2. Los canales 5 y las láminas metálicas 2 forman una estructuras de nido de abeja correspondiente 3. La estructura de nido de abeja 3 está rodeada por un tubo envolvente 6 que sobresale de los lados frontales 7 del cuerpo de nido de abeja 1. Las distintas superficies frontales abiertas 26 de los canales 5 están dispuestas aquí sustancialmente en los lados frontales planos 7 del cuerpo de nido de abeja 1.

La fabricación del cuerpo de nido de abeja 1 representado que contiene aluminio comprende aquí, por ejemplo, los pasos siguientes:

-

selección de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas sobre una base de aluminio;

-

apilamiento y arrollamiento en forma de S de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas para conformar una estructura de nido de abeja 3 con canales 5 que discurren aproximadamente paralelos a un eje 4 (no representado);

-

introducción completa de las láminas metálicas 2 en el tubo envolvente 6, sobresaliendo el tubo envolvente más allá de los lados frontales 7 de la estructura de nido de abeja 3;

-

calentamiento completo de un lado frontal 7 de la estructura de nido de abeja 3 con ayuda de al menos un calentador radiante 8 (no representado), estando orientada la radiación de calentamiento hacia las superficies frontales abiertas 26 de los canales 5 de tal manera que la estructura de nido de abeja 3 sea calentada en una zona parcial 9 con una profundidad axial 10 (más pequeña que la longitud axial 11 de los canales 5) para que esta zona parcial 9 presente ya después de aproximadamente 2 segundos a aproximadamente 30 segundos una temperatura de aproximadamente 450ºC a aproximadamente 600ºC;

-

unión por técnicas de ensamble de las láminas metálicas 2 una con otra y de las zonas radialmente exteriores 13 de las láminas metálicas 2 con el tubo envolvente 6, efectuándose la unión de ensamble por medio de soldadura de aporte.

La figura 2 muestra esquemáticamente y en perspectiva una primera forma de realización de un dispositivo para fabricar cuerpos de nido de abeja metálicos 1 que contienen aluminio. El dispositivo presenta una superficie de posicionamiento 16 para posicionar un cuerpo de nido de abeja 1 durante un proceso de calentamiento y un calentador radiante 8 de infrarrojos con un eje de radiación 15. El eje de radiación 15 y el lado frontal 7 -aproximadamente paralelo a la superficie de posicionamiento 16- del cuerpo de nido de abeja 1 encierran aquí al menos temporalmente un ángulo 14 de 10º a 80º. El cuerpo de nido de abeja 1 está inmovilizado aquí por unos medios de retención 19. La distancia 17 del calentador radiante 8 de infrarrojos al punto de incidencia de la radiación de calentamiento sobre el lado frontal 7 del cuerpo de nido de abeja 1 ha de elegirse de modo que quede garantizado un calentamiento lo más rápido posible de la estructura de nido de abeja 3 hasta la profundidad prefijada 10.

Es especialmente ventajoso a este respecto mover el calentador radiante 8 de infrarrojos sobre una trayectoria 18 con relación al cuerpo de nido de abeja 1, variándose preferiblemente el ángulo 14. La trayectoria 18 está representada en forma de círculo, pero puede generarse cualquier trayectoria 18, especialmente empleando un movimiento controlado por ordenador. Para un aprovechamiento mejorado de la radiación de calentamiento, el dispositivo presenta un espejo 21 que hace que la radiación de calentamiento eventualmente reflejada sea proyectada de nuevo sobre la estructura de nido de abeja 3. Dado que se hace posible de esta manera un calentamiento muy rápido de zonas parciales del cuerpo de nido de abeja 1, esta formación de uniones de ensamble se ofrece como un proceso continuo. La superficie de posicionamiento 16 representa aquí un tramo de una cadena de montaje 20.

La figura 3 muestra una segunda forma de realización de un dispositivo para fabricar un cuerpo de nido de abeja metálico 1 que puede ser atravesado radialmente por un fluido. El cuerpo de nido de abeja 1 presenta aquí varias capas de láminas metálicas estructuradas y lisas 2 que forman canales 5 que discurren sustancialmente transversales a un tubo interior centralmente dispuesto 27 o que se extienden radialmente hacia fuera. El cuerpo de nido de abeja 1 se inmoviliza con medios de retención 19 con relación a la superficie de posicionamiento 16, extendiéndose este cuerpo a través de la superficie de posicionamiento 16. El cuerpo de nido de abeja 1 está rodeado por una carcasa 22 que sirve especialmente para formar un atmósfera de gas protector en el interior. A este fin, se alimenta al interior del tubo interior central 27 desde un lado frontal 7 del cuerpo de nido de abeja 1 por medio de una boquilla 22, por ejemplo, un gas protector que contiene argón y se deja que dicho gas salga nuevamente de las superficies frontales abiertas 26 de los canales 5, generándose con el calentador radiante 8 de infrarrojos las uniones de ensamble en atmósfera de gas protector. La carcasa presenta para ello unas aberturas 24 que garantizan un calentamiento sin estorbos de la estructura de nido de abeja 3 a lo largo del eje de radiación 15. La flecha 25 insinúa aquí que el cuerpo de nido de abeja 1 gira, por ejemplo, durante el proceso de calentamiento, irradiando preferiblemente el calentador radiante 8 hacia el lado frontal 7 del cuerpo de nido de abeja 1 bajo ángulos diferentes 14 comprendidos dentro de un intervalo de 10º a 80º. De esta manera, se garantizan un calentamiento uniforme y, por tanto, también una unión de ensamble de alta calidad. Asimismo, la forma de realización representada ofrece la posibilidad del calentamiento bilateral y simultáneo de ambos lados frontales 7 de cuerpo de nido de abeja 1. Se podrían reducir así aún más los tiempos de fabricación de un cuerpo de nido de abeja 1 de esta clase que contiene aluminio.

Lista de símbolos de referencia

1

Cuerpo de nido de abeja

2

Lámina metálica

3

Estructura de nido de abeja

4

Eje

5

Canal

6

Tubo envolvente

7

Lado frontal

8

Calentador radiante

9

Zona parcial

10

Profundidad

11

Longitud

12

Tramo

13

Radio

14

Ángulo

15

Eje de radiación

16

Superficie de posicionamiento

17

Distancia

18

Trayectoria

19

Medio de retención

20

Cadena de montaje

21

Espejo

22

Carcasa

23

Boquilla

24

Abertura

25

Flecha

Claims (17)

1. Procedimiento para fabricar cuerpos de nido de abeja (1) que contienen aluminio, el cual comprende los pasos siguientes:

-

selección de láminas metálicas al menos parcialmente estructuradas sobre una base de aluminio;

-

apilamiento y/o arrollamiento de las láminas metálicas (2) al menos parcialmente estructuradas para conformar una estructura de nido de abeja (3) con canales (5);

-

calentamiento de las láminas metálicas (2) con ayuda de al menos un calentador radiante (8) desde la superficie frontal abierta (26) de los canales (5), calentándose la estructura de nido de abeja (3) al menos en una zona parcial (9) de modo que la al menos una zona parcial (9) presente después de aproximadamente 2 segundos a aproximadamente 30 segundos una temperatura de aproximadamente 450ºC a aproximadamente 600ºC;

-

unión por técnicas de ensamble de las láminas metálicas (2) una con otra en la al menos una zona parcial (9).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, para calentar la estructura de nido de abeja (3), se utilizan calentadores radiantes que generan una radiación dirigida de calentamiento por infrarrojos, generándose un neto gradiente de temperatura cerca del exterior de la al menos una zona parcial (9).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la estructura de nido de abeja (3) presenta canales (5) que discurren aproximadamente paralelos a un eje (4), estando orientada la radiación de calentamiento hacia un lado frontal (7) de la estructura de nido de abeja (3) de tal manera que esta estructura de nido de abeja (3) sea calentada solamente en zonas parciales (9) con una profundidad axial (10) que sea más pequeña que la longitud (11) axial (4) de los canales (5).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que, antes del calentamiento, se introducen las laminas metálicas (2) al menos parcialmente en un tubo envolvente (6), se las une una con otra por técnicas de ensamble, a continuación se las inserta completamente en el tubo envolvente (6) y se une con éste una pluralidad de láminas metálicas (2) por medio de técnicas de ensamble.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que se realiza una introducción completa de las láminas metálicas (2) en el tubo envolvente (6), sobresaliendo preferiblemente el tubo envolvente (6) más allá de los lados frontales (7) de la estructura de nido de abeja (3).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que, antes del calentamiento, se disponen las láminas metálicas (2) por fuera en un tubo interior (27) de modo que dichas láminas metálicas (2) formen canales (5) que discurran sustancialmente transversales al tubo interior (27), uniéndose una pluralidad de láminas metálicas (2) con el tubo interior (27) por medio de técnicas de ensamble.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, en el que se calientan adicionalmente por vía inductiva los tramos (12) del tubo envolvente (6) o del tubo interior (27) que son adyacentes a zonas parciales (9) de la estructura de nido de abeja (3).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se calienta completamente el al menos un lado frontal (7) de la estructura de nido de abeja (3) hasta una profundidad prefijable (10).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la estructura de nido de abeja (3) presenta canales (5) que discurren aproximadamente paralelos a un eje (4), en el que se varía la profundidad (10) de las zonas parciales calentadas (9) y en el que se efectúa preferiblemente un calentamiento en zonas parciales (9) de la estructura de nido de abeja (3) dispuestas radialmente (13) por fuera hasta una profundidad (10) mayor que la profundidad en zonas parciales (9) dispuestas radialmente (13) por dentro.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la radiación de calentamiento incide en el al menos un lado frontal (7) bajo un ángulo (14) comprendido entre 10º y 80º.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que se mueve el cuerpo de nido de abeja (1) durante el calentamiento con relación al al menos un calentador radiante (8).

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que se produce un movimiento relativo de rotación del al menos un calentador radiante (8) alrededor del eje (4) del cuerpo de nido de abeja (1).

13. Procedimiento según la reivindicación 11 ó 12, en el que el cuerpo de nido de abeja (1) gira alrededor de su eje (4).

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, en el que se varía el ángulo (14) entre el eje de radiación (15) y el eje (4) del cuerpo de nido de abeja (1).

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que se establecen las uniones de ensamble por medio de soldadura de aporte, sinterización y/o soldadura autógena de difusión.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que, antes del calentamiento, se dispone un material de soldadura, un promotor de adherencia o similar en las zonas parciales (9) para formar las uniones de ensamble.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, en el que se establecen las uniones de ensamble bajo gas protector.