ES2301889T3 - Disco de material sintetico termoplastico y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Pieza en forma de disco de material sintético termoplástico, especialmente de material adhesivo termoplástico como elemento intermedio para hermetizar o sujetar tapones o elementos de sujeción en un componente constructivo, estando conformadas superficies de contacto en las caras contrapuestas de la pieza, caracterizada por que la pieza en forma de disco se fabrica según el procedimiento de fundición por inyección y por que las superficies de contacto presentan una profundidad de rugosidad media Rz según DIN 4768, que se sitúa en el rango de 40 a 100 µm.

Description

Disco de material sintético termoplástico y procedimiento para su fabricación.

El invento trata de una pieza en forma de disco de material sintético termoplástico, especialmente, material adhesivo termoplástico en calidad de elemento intermedio para hermetizar o sujetar tapones o elementos de sujeción en un componente constructivo, estando conformadas superficies de contacto en las caras contrapuestas del disco. El invento trata además, de un procedimiento para la fabricación de un disco de este tipo en el que se inyecta a presión el plástico en estado plastificado dentro de un útil de moldeo refrigerado para, tras una fase de refrigeración ser extraído de éste.

Piezas en forma de discos del tipo indicado se utilizan por ejemplo, como elementos intermedios entre componentes constructivos para hermetizarlos uno respecto al otro y/o para unirlos adhesivamente entre sí. Ejemplos de aplicación de esta índole se conocen por las patentes GW 2 067 253 A y EP 0 504 957 A2. En estas aplicaciones, se dispone la pieza en forma de disco entre los componentes constructivos a unir entre sí para a continuación mediante calentamiento ser conducidos a un estado fluidificado, uniendo de este modo adhesivamente entre ambos componentes constructivos entre sí, penetrando, dado el caso, en la ranura existente entre éstos componentes para cerrarlos herméticamente.

Por el documento JP-A-2001220183 se conoce un film termoplástico-PVAc para unir dos vidrios. El film tiene una aspereza de superficie de 30 a 100 \mum, disponiendo de buenas características en cuanto a transparencia, resistencia climatológica, absorción de energía de choque, adherencia al vidrio y aislamiento térmico.

Durante la producción y montaje de piezas en forma de discos del tipo indicado se han presentado diversos problemas. La extracción de los discos del fondo los útiles de moldeo era dificultosa. Especialmente los discos anulares mostraban además, un fuerte e indefinido comportamiento de contracción y retardo, de modo que no se podían conseguir con fiabilidad las medidas previstas. Además, durante el transporte, los discos de aislamiento en calidad de mercancía a granel tendían a adherirse entre sí, dificultando considerablemente de este modo, el aislamiento, sobre todo en el montaje automático. Un intento de impedir que los discos se pequen entre sí, utilizando un líquido adecuado como medio separador, no produjo un resultado satisfactorio.

Partiendo de esta problemática, el invento pone como base configurar piezas en forma de disco del tipo mencionado que se puedan separar y montar con facilidad. Además, el objetivo del invento consiste en mejorar el proceso de fabricación, del comportamiento de contracción y retardo respecto al desmolde.

Este objetivo se consigue mediante una configuración de la pieza en forma de disco según las características indicadas en la reivindicación 1, así como mediante un procedimiento en las características indicadas en la reivindicación 5.

Según el invento, las superficies de contacto de la pieza en forma de disco termoplástico dispuestas en caras contrapuestas son extraordinariamente rugosas. Sorprendentemente se descubrió que en el caso de superficies de contacto con estas características de rugosidad en discos dispuestos unos junto a otros ya no tienden a adherirse, sino que más bien se dejan separar con facilidad. Ya no son necesarios medios adicionales de separación. Por consiguiente, equipos mecánicos de separación automática y montaje pueden trabajar sin problemas con los discos configurados según el invento.

De acuerdo al procedimiento según el invento, se genera la rugosidad adecuada de las superficies de contacto durante el moldeado de los discos, dotando a las superficies de molde del útil de moldeo que conforman las superficies de contacto, de una rugosidad correspondiente a las superficies de contacto. En este caso, se ha mostrado favorable que a través de la rugosidad de las superficies de contacto del útil de moldeo de las piezas en forma de disco, divergente de la configuración convencional, la sujeción en el útil de moldeo durante la fase de refrigeración es mejor, pudiéndose de este modo, evitar apariciones de contracción y de retardo. Además, se descubrió que abriendo el útil de moldeo antes la completa refrigeración, la contracción residual que aún se produce debido a las superficies rugosas de moldeo del útil de moldeo, favorece la separación del disco del útil de moldeo, facilitando considerablemente el desmolde y la expulsión del disco desde el útil de moldeo. De este modo, se evitan las deformaciones del disco causadas por el procedimiento de desmolde.

Según el invento, es adecuada tanto para la separación como para el proceso de fabricación, una profundidad media de rugosidad Rz según DIN 4768 de las superficies correspondientes del disco y del útil de moldeo de 40 a 100 \mum, siendo sin embargo preferente, una profundidad media de rugosidad de 55 a 70 \mum. La profundidad de rugosidad en las superficies del útil de moldeo se puede generar favorablemente mediante la erosión de chispas. Los valores de rugosidad medios aritméticos adecuados Ra fluctúan dentro de un área de 6 a 25 \mum, especialmente en un área de 10 a 15 \mum.

La profundidad de rugosidad media Rz indica el valor medio de la magnitud central de rugosidad de cinco tramos de referencia dentro de una longitud de evaluación. El valor de rugosidad medio aritmético Ra es el valor medio aritmético de los valores absolutos de las desviaciones de perfil dentro de un tramo de referencia.

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A continuación, se explicará detalladamente el invento en base a ejemplos de fabricación. Se muestran en la:

Figura 1, un representación en perspectiva de una pieza en forma de disco según el invento,

Figura 2, una sección a través de un útil de moldeo para la fabricación de una pieza según el invento y

Figura 3, la utilización de una pieza en forma de disco según el invento para la unión hermética de dos componentes constructivos.

La pieza 1 mostrada en la figura 1 tiene la forma de un disco anular con dos superficies circulares paralelas que conforman las superficies de contacto 2, 3. La pieza tiene un diámetro de aproximadamente 15 mm y un espesor de aproximadamente 1 mm. En el centro de la pieza 1 se encuentra una abertura cuadrada 4 que atraviesa de lado a lado. La dimensión diagonal de la abertura 4 es claramente menor que el diámetro externo de la pieza 1.

La pieza 1 consta de un material adhesivo termoplástico que mediante calentamiento puede ser conducido a un estado líquido. A una temperatura de aproximadamente 20ºC el material de la pieza 1 es firme, sin embargo, no totalmente rígido, sino que es deformable elásticamente. Un material adhesivo de poliamida de este tipo se puede adquirir de la empresa Bostik Findley GMBH en 33829 Berghausen, bajo el nombre comercial "Thermelt". Juntamente con este material adhesivo conocido resaltaron notablemente las ventajas del invento.

La pieza 1 está destinada para ser utilizada como elemento intermedio entre dos componentes constructivos a unir. Para tal aplicación es necesario fabricar una mayor cantidad de piezas 1 que sean transportadas conjuntamente en recipientes adecuados como material a granel hasta el lugar de utilización. Allí, las piezas 1 suministradas deben ser conducidas individualmente al proceso de montaje. Para que la separación se pueda realizar de manera rápida y sencilla y que en caso dado, se pueda realizar con la ayuda de dispositivos automáticos, las superficies de contacto 2, 3 de la pieza 1 están provistas de una estructura de superficie rugosa. En este caso, se ha mostrado como especialmente favorable, si la profundidad de rugosidad media R_{z} según DIN 4768, de las superficies de contacto 2,3 es de al menos 40 a 100 \mum., especialmente de más o menos 60 \mum. El valor de rugosidad medio aritmético R_{a} debería situarse especialmente el rango de 6 a 25 \mum, especialmente en 12,5 \mum.

Debido a la rugosidad de las superficies de contacto 2,3 de las piezas individuales 1, éstas no tienen ninguna tendencia a autoadherirse, incluso en caso de una cierta blandeza del material sintético termoplástico, de modo que se pueden separar y aislar fácilmente.

La fabricación de la pieza 1 en base a material adhesivo termoplástico se realiza según el procedimiento de fundición inyectada. En este caso, se inyecta mediante calentamiento y presión, el material sintético plastificado en las cavidades moldeadoras de un útil de moldeo refrigerado. Tras una fase de refrigeración se abre el útil de moldeo y se extrae la pieza, entretanto solidificada.

En la figura 2 está representado en sección, un útil de moldeo 10. Está compuesto por una mitad inferior del útil 11 con una cavidad 12 que corresponde a la forma de la pieza 1 y por una mitad superior del útil 13 que encierra la cavidad 12. En la mitad superior del útil 13 está previsto un canal de alimentación 14 para introducir el material sintético plastificado.

Para ya durante la fabricación de la pieza 1 poder generar la propiedad rugosa de las superficies de contacto 2, 3, las superficies de molde 15, 16 del útil de moldeo 11, 13 están provistas de una superficie rugosa de correspondiente profundidad de rugosidad. La rugosidad de las superficies de la mitad del útil 11, 13 que está compuesto de acero de gran dureza, se puede generar mediante erosión de chispas.

La rugosidad de las superficies de molde 15, 16 del útil de moldeo 10 tienen la ventaja, a parte de producir superficies de contacto rugosas 2, 3, tiene la sorprendente ventaja, que tras inyectar el material adhesivo en el útil de moldeo 10, la pieza 1 conserva su forma predeterminada durante su refrigeración y no tiende a contraerse de manera indeterminada o a desformarse. Si tras una fase de refrigeración definida, la refrigeración está tan avanzada, que la pieza 1 ha alcanzado un estado sólido, pero sin haber enfriado totalmente, se abre el útil de moldeo 10, extrayendo la mitad del útil de moldeo 13. La inclinación residual de la pieza 1, continuar contrayéndose debido a la aún progresiva refrigeración tras abrir el útil de moldeo, conduce juntamente con la rugosidad de las superficies de la pieza 1 y la mitad del útil de moldeo 11 que se intercontactan, a que la pieza 1 se autodesprenda de la mitad del útil 11, de modo que pueda ser extraída o expulsada fácilmente de la cavidad 12 del útil de moldeo 10.

La figura 3 muestra una aplicación preferente de la pieza 1. En esta aplicación, la pieza 1, como se muestra en la representación izquierda de la figura 3, se monta entre un componente constructivo en forma de placa 20 y la brida 21 de un elemento de sujeción 22 dispuesto en un orificio del componente constructivo 20, por ejemplo, una chapa de carrocería. El elemento de sujeción 22 presenta elementos de bloqueo elásticos 23 que se apoyan sobre el lado de la base 20 alejado de la brida 21 y que presionan el elemento de sujeción 22 en la pieza 1 y el elemento constructivo 20. La disposición premontada de este modo, es calentada a continuación en un horno hasta que el material adhesivo del que consta la pieza 1, quede fluidificado. En estado fluidificado la pieza 1 es presionada mediante la fuerza de presión de los elementos de bloqueo 23 como se muestra en el lado derecho de la representación de la figura 3. En este caso, se tira la brida 21 hasta hacer contacto con el componente 20, fluyendo el material de la pieza 1 hacia la ranura existente entre la abertura y el elemento de sujeción 22, sellando ésta totalmente. Mediante el efecto adhesivo del material adhesivo termoplástico de la pieza 1 se incrementa adicionalmente la resistencia de la unión entre elemento de sujeción 22 y el componente constructivo 20.

Claims (6)

1. Pieza en forma de disco de material sintético termoplástico, especialmente de material adhesivo termoplástico como elemento intermedio para hermetizar o sujetar tapones o elementos de sujeción en un componente constructivo, estando conformadas superficies de contacto en las caras contrapuestas de la pieza, caracterizada porque la pieza en forma de disco se fabrica según el procedimiento de fundición por inyección y porque las superficies de contacto presentan una profundidad de rugosidad media R_{z} según DIN 4768, que se sitúa en el rango de 40 a 100 \mum.

2. Pieza según la reivindicación 1, caracterizada porque la profundidad de rugosidad media R_{z} de las superficies de contacto se sitúa en el rango de 55 a 70 \mum.

3. Pieza según la reivindicación 1, caracterizada porque el valor de rugosidad medio aritmético R_{a} se sitúa dentro de un rango de 6 a 25 \mum.

4. Pieza según la reivindicación 2, caracterizada porque el valor de rugosidad medio aritmético R_{a} se sitúa dentro de un rango de 10 a 15 \mum.

5. Procedimiento para fabricar una pieza en forma de disco según una de las reivindicaciones precedentes, inyectando el material sintético plastificado bajo presión en un útil de moldeo refrigerado para, tras una fase de refrigeración ser extraído de éste, caracterizado porque las superficies de molde del útil de moldeo, las cuales conforman las superficies de contacto de la pieza, están provistas de una profundidad de rugosidad correspondiente.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizada porque la abertura del útil de moldeo se realiza antes de la refrigeración completa de la pieza en forma de disco que allí se encuentra.