ES2333144T3 - Material de union para posicionar material de soldadura con un cuerpo de soporte y un cuerpo moldeado de soldadura situado discontinuamente sobre el mismo; procedimiento para fabricr un cuerpo de nido de abeja empleando un material de union de esta clase. - Google Patents
Material de union para posicionar material de soldadura con un cuerpo de soporte y un cuerpo moldeado de soldadura situado discontinuamente sobre el mismo; procedimiento para fabricr un cuerpo de nido de abeja empleando un material de union de esta clase. Download PDFInfo
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Abstract
Material de unión (1) para posicionar material de soldadura (3) sobre al menos una zona de unión discreta (18, 29, 31) de una superficie al menos parcialmente metálica (7, 17) de un cuerpo de nido de abeja (19) de un sistema de gas de escape, en donde un material de soldadura (3) está formado discontinuamente sobre un material de soporte continuo (2), caracterizado porque el material de soldadura (3) está formado al menos parcialmente como una lámina de soldadura y, además, el material de soldadura (3) está inmovilizado sobre el material de soporte (2) con un primer adhesivo (4) y presenta un segundo adhesivo (5) en un lado alejado del material de soporte (2).
Description
Material de unión para posicionar material de
soldadura con un cuerpo de soporte y un cuerpo moldeado de soldadura
situado discontinuamente sobre el mismo; procedimiento para fabricar
un cuerpo de nido de abeja empleando un material de unión de esta
clase.
El objeto de la presente invención es un
material de unión para posicionar material de soldadura sobre una
superficie metálica según el preámbulo de la reivindicación 1
(véase, por ejemplo, el documento GB 994 410) y un procedimiento
para fabricar un cuerpo de nido de abeja empleando un material de
unión de esta clase (véase la reivindicación 8). Los cuerpos de
nido de abeja se utilizan preferiblemente en el sistema de gas de
escape de automóviles, especialmente como cuerpos de soporte de
catalizador o cuerpos de filtro.
Los cuerpos de nido de abeja están formados en
general por material cerámico o bien están configurados como una
estructura metálica de nido de abeja. Se diferencian sobre todo dos
formas de construcción típicas para cuerpos metálicos de nido de
abeja. Una forma de construcción temprana, para la que el documento
DE 29 02 779 A1 muestra ejemplos típicos, es la forma de
construcción en espiral, en la que una capa de chapa plana y una
capa ondulada se colocan sustancialmente una sobre otra y se
arrollan en forma de espiral. En otra forma de construcción se
construye el cuerpo de nido de abeja a base de un gran número de
capas de chapa lisas y onduladas o bien dotadas de una ondulación
diferente, dispuestas alternando unas con otras, formando primero
las capas de chapa una o varias filas que después se entrelazan una
con otra. Los extremos de todas las capas de chapa vienen a quedar
situados entonces en el exterior y pueden unirse con una carcasa o
un tubo envolvente, con lo que se originan numerosas uniones que
incrementan la consistencia del cuerpo de nido de abeja. Ejemplos
típicos de estas formas de construcción se describen en el
documento EP 0 245 737 B1 o en el documento WO 90/03220.
Cuando se construye el cuerpo de nido de abeja a
partir de capas metálicas o al menos parcialmente metálicas, éstas
tienen que unirse una con otra por medio de técnicas de ensamble
para obtener un cuerpo de nido de abeja estable frente a la fatiga.
Dado que en el sistema de gas de escape de un vehículo automóvil se
presentan regularmente altas temperaturas, se sueldan regularmente
cuerpos de nido de abeja a altas temperaturas, es decir que se
someten a un llamado proceso de soldadura dura. En el sistema de
gas de escape los cuerpos de nido de abeja están sometidos a altas
cargas mecánicas que, por un lado, se basan en golpes del automóvil
que se transmiten también al cuerpo de nido de abeja, y que, por
otro lado, son de origen térmico. Las altas temperaturas de la
corriente de gas de escape y la pulsatilidad del gas de escape
provocan una carga mecánica alta del cuerpo de nido de abeja.
Particularmente en el caso de cuerpos de nido de abeja que sirven
de cuerpos de soporte de catalizador, esta carga se incrementa aún
debido a que la reacción catalizada por el catalizador aplicado
sobre el cuerpo de soporte de catalizador se desarrolla en general
por vía exoterma. En conjunto, un cuerpo de nido de abeja está
expuesto en el sistema de gas de escape a altos gradientes y
transitorios térmicos. Esto expone al cuerpo de nido de abeja a
altas deformaciones térmicas. Cuando el cuerpo de nido de abeja es
rígido, es decir que las capas están unidas con capas contiguas en
zonas de unión por toda la sección transversal del cuerpo de nido
de abeja y a todo lo largo del mismo, se producen fácilmente roturas
térmicas, de modo que, por este motivo, son deseables un cuerpo de
nido de abeja lo más flexible posible, y, por tanto, un número lo
menor posible de sitios de unión entre las capas. Por otro lado, un
número demasiado pequeño de sitios de unión provoca la aparición
de roturas por fatiga en un momento relativamente temprano.
Por este motivo, existe la tendencia a unir las
capas de un cuerpo de nido de abeja una con otra solamente en
zonas de unión discretas determinadas. Así, se conoce por el
documento DE 103 38 360 un procedimiento en el que se aplica un
aglutinante en forma de gotas solamente en los sitios de las capas
que deberán unirse más tarde uno con otro. Una vez que se arrollan
o apilan y retuercen las capas, se aplica material de soldadura en
forma de polvo. Un procedimiento semejante es conocido por el
documento EP 0 422 000, en el que se aplica el aglutinante con una
esponja y a continuación se introduce material de soldadura en
forma de polvo. Se conoce a su vez por el documento DE 37 11 626 el
recurso de aplicar material de soldadura por proyección térmica. Se
consiguen así sitios de unión discretos debido a que la proyección
térmica se efectúa a través de una máscara correspondiente.
Asimismo, el documento DE 33 12 944 A1 revela que la soldadura
decalada de capas de un cuerpo de nido de abeja es ventajosa para
el comportamiento de dilatación térmica.
Todos los procedimientos aquí citados para la
aplicación de material de soldadura en solamente zonas de unión
discretas son relativamente complicados, ya que esta aplicación
tiene que conseguirse con ayuda de medidas adecuadas para que se
aplique aglutinante sobre las capas en solamente zonas determinadas
o para que se posicione una máscara con la exactitud
correspondiente. Asimismo, es conocido el recurso de emplear una
lámina de soldadura o un alambre de soldadura para formar la unión
de soldadura. Éstos forman respectivos materiales de soldadura
continuos con los que no es posible la creación de zonas de unión
discretas.
Partiendo de esto, la presente invención se basa
en el problema de proponer un material de unión con el cual se
haga posible la formación de uniones de soldadura discretas entre
dos estructuras metálicas. Asimismo, se pretende proponer un
procedimiento correspondiente para la fabricación de cuerpos de
nido de abeja, un cuerpo de nido de abeja correspondiente y un
vehículo automóvil correspondiente.
Este problema se resuelve por medio de un
material de unión con las características de la reivindicación 1 y
por medio de un procedimiento con las características de la
reivindicación 8. Ejecuciones ventajosas son objeto de las
respectivas reivindicaciones subordinadas.
El material de unión según la invención para
posicionar material de soldadura sobre al menos una zona de unión
discreta de una superficie metálica se caracteriza porque se forma
un material de soldadura discontinuamente sobre un material de
soporte continuo.
Este material de unión hace posible de manera
ventajosa el posicionamiento de zonas discretas de material de
soldadura sobre zonas de unión de superficies metálicas sin que,
por ejemplo, tenga que aplicarse un aglutinante antes de aplicar un
material de soldadura. En particular, este material de unión puede
arrollarse o conformarse juntamente con las superficies metálicas
que se han de unir. Puede ser ventajoso a este respecto que el
material de soporte y/o el material de soldadura sean provistos de
aglutinantes que inmovilicen el material de unión en las
superficies a unir y garanticen así que unas zonas de unión
exactamente definidas de las superficies metálicas puedan ser
provistas de material de soldadura y unidas más tarde. El material
de soporte y/o el material de soldadura pueden presentar marcas que
faciliten un posicionamiento del material de unión.
Por primera vez, se propone aquí un material
continuo mediante el cual se puede posicionar material de soldadura
en zonas discontinuas. En el caso de materiales de soldadura
continuos como, por ejemplo, una lámina de soldadura continua, no
son posibles una soldadura deliberada ni, por tanto, una unión
deliberada de zonas discretas de la superficie metálica que se ha
de soldar al menos parcialmente, mientras que una soldadura
deliberada de zonas discretas por aplicación de un aglutinante y
aplicación subsiguiente de material de soldadura es complicada y,
especialmente en el caso de la fabricación de cuerpos de nido de
abeja, requiere una alta precisión. El material de unión según la
invención facilita de manera ventajosa el manejo del material de
soldadura y simplifica el establecimiento de uniones discretas
entre superficies al menos parcialmente metálicas. Por una
superficie al menos parcialmente metálica ha de entenderse en este
contexto una superficie que presenta especialmente una superficie
metálica o parcialmente metálica. Esta superficie puede estar
representada por una capa de chapa, pero igualmente por una capa de
fibras, que puede presentar también fibras cerámicas. Por ejemplo,
una superficie al menos parcialmente metálica está representada
también por una esterilla tejida a base de fibras de metal y de
cerámica que pueda utilizarse como esterilla filtrante, por ejemplo
en filtros de partículas de gasóleo.
En el material de unión según la invención el
material de soldadura está configurado al menos parcialmente como
una lámina de soldadura.
Según otra realización ventajosa del material de
unión según la invención, el material de soldadura está configurado
al menos parcialmente en forma de granos de soldadura.
La configuración del material de soldadura como
una lámina de soldadura es ventajosa especialmente cuando deban
unirse superficies planas una con otra. Asimismo, una lámina de
soldadura ofrece la ventaja de que, en caso de una deformación de
las superficies a soldar en la que, por ejemplo, una superficie se
deslice sobre la otra superficie, las zonas de unión formadas por
la lámina de soldadura no se deforman o desplazan sustancialmente.
La formación del material de soldadura a base de granos de
soldadura puede ser ventajosa especialmente cuando sea necesaria
una flexión del material de soldadura, por ejemplo por aplicación
del mismo a una superficie metálica curvada. Además, la formación
del material de soldadura a base de granos de soldadura permite una
adaptación a especialmente, por ejemplo, el espesor y la forma de
las superficies a soldar, ya que, según el espesor y la forma de
las superficies, es ventajosa una fracción diferente del grano de
soldadura para garantizar un amarre óptimo de las superficies
metálicas.
En el material de unión según la invención el
material de soldadura está inmovilizado sobre el material de
soporte con un primer adhesivo.
Como primer adhesivo pueden utilizarse, por
ejemplo, adhesivos orgánicos conocidos o adhesivos a base de agua.
El primer adhesivo proporciona de manera ventajosa una buena
adherencia entre el material de soporte y el material de soldadura,
de modo que se puede conseguir un posicionamiento seguro y preciso
del material de soldadura por posicionamiento del material de
soporte con relación a las superficies al menos parcialmente
metálicas que se deben soldar.
En el material de unión según la invención el
material de soldadura presenta un segundo adhesivo aplicado sobre
el lado alejado del material de soporte.
Esto puede ser ventajoso especialmente cuando el
material de soldadura deba ser transferido por rodadura del
material de unión sobre la superficie metálica que se ha de proveer
de material de soldadura. A este fin, el material de unión es
aplicado por rodadura a todo lo largo de la superficie al menos
parcialmente metálica, de modo que el material de soldadura se
mantiene adherido sobre la superficie por mediación del segundo
adhesivo. El material de soporte puede ser retirado después
simplemente del material de soldadura. Por tanto, el material de
soldadura se pega sobre la superficial al menos parcialmente
metálica de una manera semejante a una etiqueta. En este contexto,
es especialmente ventajosa una primera fuerza adhesiva originada
por el primer adhesivo que sea mayor que una segunda fuerza
adhesiva originada por el segundo adhesivo. Asimismo, es ventajoso
en este contexto que el material de soldadura esté configurado como
una lámina de soldadura, ya que aquí es posible una aplicación del
segundo adhesivo de una manera sencilla.
Según otra realización ventajosa del material de
unión conforme a la invención, en un lado del material de soporte
que queda alejado del material de soldadura está formado un tercer
adhesivo.
Gracias a este tercer adhesivo se puede
inmovilizar el material de unión de una manera sencilla. En
particular, se puede conseguir así también una inmovilización
previa del producto que se debe soldar. Asimismo, gracias a la
formación del tercer adhesivo se aumenta de manera ventajosa la
exactitud del posicionamiento del material de soldadura con
relación a la superficie al menos parcialmente metálica que se debe
soldar, ya que se evita un desplazamiento posterior del material de
unión con relación a la superficie.
Según otra realización ventajosa del material de
unión conforme a la invención, el material de soporte está formado
por un metal, un plástico y/o papel, preferiblemente un plástico
y/o papel.
Tanto los plásticos como los metales y el papel
permiten una sencilla fabricación y manejo del material de unión.
Se pueden utilizar de manera ventajosa materiales de soporte
conocidos por la fabricación de etiquetas adhesivas. Un papel
revestido de plástico puede ser utilizado también, según la
invención, como material de soporte.
Según otra realización ventajosa del material de
unión conforme a la invención, el material de soporte presenta una
temperatura crítica a la superación de la cual se destruye el
material de soporte y la cual es más pequeña o igual que una
temperatura de fusión del material de soldadura. En este contexto,
se prefiere especialmente que el material de soporte, al alcanzar
al menos la temperatura crítica, se evapore al menos parcialmente o
se descomponga al menos parcialmente, de preferencia se evapore
sustancialmente sin dejar residuos o se descomponga sustancialmente
sin dejar residuos.
Se garantiza así de manera ventajosa que el
producto final soldado no presente preferiblemente residuos del
material de soporte. Se puede presentar una evaporación
especialmente al formar el material de soporte al menos
parcialmente a base de plástico. Es también posible y conforme a
la invención una combustión del material de soporte que esté exenta
de residuos en muy amplio grado.
Según otro aspecto de la idea de la invención,
se propone un procedimiento para fabricar un cuerpo de nido de
abeja con una estructura de nido de abeja dotada de cavidades
atravesables al menos parcialmente por un fluido, cuyo procedimiento
comprende al menos los pasos siguientes:
A) habilitación de al menos una capa al menos
parcialmente metálica;
B) posicionamiento de material de soldadura
sobre al menos zonas de unión de al menos una de las capas;
C) formación de la estructura de nido de abeja a
base de la al menos una capa;
D) eventualmente, habilitación de un tubo
envolvente;
E) eventualmente, posicionamiento de material de
soldadura sobre al menos una zona de amarre de una superficie
exterior de la estructura de nido de abeja y/o de una superficie
interior del tubo envolvente;
F) eventualmente, introducción de la estructura
de nido de abeja en el tubo envolvente;
G) realización de un proceso de soldadura,
en donde, en los pasos B) y/o E) del
procedimiento, se posiciona el material de soldadura (3) al menos
parcialmente en forma de un material de unión (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 7.
Por tanto, el procedimiento según la invención
permite la fabricación de un cuerpo de de nido de abeja a base de
capas al menos parcialmente metálicas, que comprende solamente una
estructura de nido de abeja, y de un cuerpo de nido de abeja que
comprende una estructura de nido de abeja en un tubo envolvente,
preferiblemente un tubo envolvente metálico. El material de unión
según la invención (véase la reivindicación 1) puede utilizarse
aquí tanto para la formación de las uniones en la estructura de
nido de abeja como para la unión de la estructura de nido de abeja
con el tubo envolvente. La combinación con otros procedimientos de
soldadura de cualquier tipo es posible y conforme a la invención.
El pegado de la lámina de la soldadura puede efectuarse con ayuda
de adhesivos conocidos, por ejemplo adhesivos a base de agua o de
base orgánica. El procedimiento según la invención para fabricar un
cuerpo de nido de abeja permite por primera vez la fabricación
económicamente conveniente de cuerpos de nido de abeja con
soldadura decaladas según el documento DE 33 12 944 A1.
En particular, los cuerpos de nido de abeja así
fabricados son adecuados para su utilización en la construcción de
vehículos automóviles, especialmente en el sistema de gas de escape
de un vehículo automóvil. Un cuerpo de nido de abeja fabricado
conforme a la invención puede servir allí, por ejemplo, como cuerpo
de soporte de catalizador, cuerpo de filtro, cuerpo adsorbedor y/o
silenciador. Por consiguiente, las capas al menos parcialmente
metálicas pueden estar formadas al menos en parte como capas de
chapa, capas de fibras, capas filtrantes y/o capas de material
compuesto. Por una capa de material compuesto ha de entenderse, por
ejemplo, una capa que presente porciones tantos metálicas como no
metálicas, por ejemplo una capa de fibras cerámicas que esté
retenida en una capa de cubierta metálica porosa. Asimismo, una
capa en el sentido de la presente invención puede comprender
también una combinación cualquiera de capas parciales, por ejemplo
una capa de fibras reforzada con tramos de capa de chapa o
similares. En particular, con el procedimiento según la invención
se pueden fabricar también cuerpos de nido de abeja con grandes
diámetros, preferiblemente de más de 150 mm (milímetros). Por
diámetro ha de entenderse, en un cuerpo de nido de abeja que
presenta una sección transversal de forma no circular, una
dimensión característica de esta sección transversal, por ejemplo
un diámetro máximo, mínimo o promediado.
El procedimiento según la invención para la
fabricación de un cuerpo de nido de abeja permite que, con un
posicionamiento sencillo y barato del material de soldadura, se
unan solamente zonas de unión discretas determinadas de las capas
entre ellas y/o entre la estructura de nido de abeja y el tubo
envolvente. Así, pueden fabricarse cuerpos de nido de abeja que
sean flexibles, pudiendo estar adaptada también la flexibilidad,
por ejemplo, al uso posterior, es decir, especialmente a los
caudales volumétricos del gas de escape que son de esperar, la
frecuencia de la pulsatilidad de estos caudales y los impulsos de
estos caudales. Así, se pueden fabricar de manera ventajosa
cuerpos de nido de abeja cuya durabilidad esté incrementada. Estos
cuerpos de nido de abeja pueden fabricarse de manera sencilla y
barata con el material de unión según la invención o bien por
pegado de una lámina de soldadura. Preferiblemente, pueden estar
formadas varias zonas de unión sobre una capa, especialmente
también sobre los dos lados longitudinales de una capa.
Según una ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, la lámina de soldadura es cortada, antes
del paso B) del procedimiento o durante este paso, a las
dimensiones de la zona de unión.
Por tanto, las dimensiones de la lámina de
soldadura después del corte corresponden a las dimensiones deseadas
de la zona de unión.
En el procedimiento según la invención la lámina
de soldadura está unida con un material de soporte.
Esta lámina de soldadura sobre un material de
soporte puede representar un material de unión como el
anteriormente descrito. No obstante, se puede presentar aquí
también una lámina de soldadura continua sobre material de soporte
que se corte en cada caso de conformidad con las dimensiones
necesarias de la zona de unión. La lámina de soldadura continua
puede presentar sitios de rotura que conduzcan a un corte
deseado.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, se habilita en el paso A) de dicho
procedimiento al menos una capa al menos parcialmente
estructurada.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, se habilita en el paso A) de dicho
procedimiento al menos una capa sustancialmente lisa.
Por ejemplo, se puede fabricar una estructura de
nido de abeja arrollando en forma de espiral en el paso C) del
procedimiento al menos una capa al menos parcialmente estructurada
y eventualmente al menos una capa sustancialmente lisa. Por capa
sustancialmente lisa ha de entenderse una capa que puede ser lisa,
pero que puede presentar también microestructuraciones, cuya
amplitud de estructura sea sensiblemente más pequeña que la de la
capa al menos parcialmente estructurada. Por estructuración ha de
entenderse especialmente una ondulación, por ejemplo una ondulación
sinusoidal, una ondulación en dientes de sierra y/o una ondulación
triangular. Preferiblemente, una estructuración es periódica, es
decir que presenta una longitud de repetición característica, tal
como, por ejemplo, una longitud
de onda.
de onda.
Se puede formar también una estructura de nido
de abeja en el paso C) del procedimiento, por ejemplo, apilando al
menos una capa al menos parcialmente estructurada y eventualmente
al menos una capa sustancialmente lisa para obtener al menos una
pila y retorciendo al menos una pila en el mismo sentido o en
sentidos contrarios.
Según la configuración en detalle de las capas,
se pueden formar así cuerpos de nido de abeja que presenten una
estructura de nido de abeja con canales que atraviesen dicha
estructura de nido de abeja en una dirección longitudinal. También
es posible y conforme a la invención la formación de una estructura
de nido de abeja con canales parcialmente cerrados, con estructuras
de guía en la pared de los canales, con perforaciones, con
estructuras de arremolinamiento, etc.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, una estructuración de la capa al menos
parcialmente estructurada presenta una distancia características de
dos extremos de estructura, especialmente una longitud de onda, en
la dirección transversal de la estructuración, presentando al menos
una parte de las zonas de unión, en la dirección transversal de la
estructuración, una extensión que es mayor que la distancia
característica.
Si se aplica el material de unión sobre una capa
lisa, es decir que se posiciona el material de soldadura en el
paso b) o B) del procedimiento sobre una capa sustancialmente lisa,
se garantiza entonces la extensión preferida de las zonas de unión
y el al menos un extremo de estructura de la capa al menos
parcialmente estructurada viene a aplicarse a la zona de unión y,
por tanto, se une allí con la capa sustancialmente lisa. En este
contexto, se prefiere especialmente que el cociente de la distancia
característica y la extensión esté comprendido entre
sustancialmente 1,2 y sustancialmente 5, de preferencia entre
sustancialmente 1,5 y sustancialmente 3, de manera especialmente
preferida entre sustancialmente 1,8 y sustancialmente 2,5.
Aparte de una aplicación del material de unión
sobre una capa sustancialmente lisa, es también posible y conforme
a la invención la aplicación del material de unión sobre una capa
al menos parcialmente estructurada. Es posible y conforme a la
invención una combinación de estas dos clases de aplicación en un
cuerpo de nido de abeja.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, las dimensiones del material de soporte
del material de unión corresponden sustancialmente al menos en parte
a las dimensiones de al menos una de las capas.
La expresión "corresponden al menos en
parte" significa en este contexto que una dimensión del material
de unión corresponde sustancialmente a una dimensión
correspondiente de una de las capas, es decir que, por ejemplo, el
material de unión y una capa presentan la misma longitud y/o
anchura. Esto hace posible el posicionamiento de una manera
especialmente sencilla, ya que el material de unión y la capa
pueden orientarse de manera correspondiente uno respecto de
otra.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, el material de unión se inmoviliza en el
paso B) del procedimiento sobre la capa o en el paso E) del
procedimiento sobre la superficie exterior de la estructura de nido
de abeja y/o la superficie interior del tubo envolvente.
Esta inmovilización puede conseguirse por medio
de adhesivos correspondientes aplicados sobre el material de
soporte y/o el material de soldadura. Si se inmoviliza el material
de soldadura sobre la capa o la superficie exterior de la
estructura de nido de abeja y/o la superficie interior del tubo
envolvente, se puede retirar entonces el material de soporte, de
modo que éste no se enrolle dentro del cuerpo de nido de abeja.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, se aplica un tercer adhesivo sobre el
material de soporte antes del paso B) o E) del procedimiento o bien
durante este paso.
Gracias a la aplicación del tercer adhesivo
sobre el material de soporte, se puede conseguir una inmovilización
correspondiente del material de unión sobre las zonas de unión de
las capas que deben unirse.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, se forman zonas de unión sobre una capa
en ambos lados longitudinales, presentando la capa en una
coordenada una zona de unión en solamente un respectivo lado
longitudinal.
Por tanto, la capa no presenta ningún punto que
tenga zonas de unión en ambos lados longitudinales. Esto posibilita
la construcción de cuerpos de nido de abeja con un comportamiento
de dilatación térmica muy bueno, ya que un cuerpo de nido de abeja
construido a base capas correspondientes admite en cierta medida
movimientos relativos de las capas en sentido perpendicular a la
dirección longitudinal del cuerpo de nido de abeja, sin que se
produzca una rotura de una unión de soldadura.
Según otra ejecución ventajosa del procedimiento
conforme a la invención, las zonas de unión se configuran de modo
que en una dirección longitudinal del cuerpo de nido de abeja se
formen al menos dos zonas parciales en las que estén formadas zonas
de unión, presentando una capa en un lado longitudinal solamente
zonas de unión en una zona parcial.
Un cuerpo de nido de abeja fabricado de esta
manera presenta un buen comportamiento de dilatación térmica junto
con, al mismo tiempo, una buena durabilidad. En particular, las
zonas de unión decaladas permiten también un movimiento relativo de
las distintas capas en la dirección longitudinal del cuerpo de nido
de abeja. Las zonas parciales se forman preferiblemente en los
lados frontales del cuerpo de nido de abeja o en posiciones
contiguas a éstos. Alternativa o adicionalmente, es posible y
conforme a la invención la formación de una tercera zona parcial
adicional sustancialmente en dirección longitudinal y en el centro
del cuerpo de nido de abeja. En este contexto, es especialmente
ventajoso que en la primera zona parcial y en la segunda zona
parcial las zonas de unión estén formadas en un primer lado
longitudinal de las capas, mientras que en la tercera zona parcial
las zonas de unión están formadas en el segundo lado longitudinal
que queda enfrente del primer lado longitudinal. Esta soldadura a
manera de acordeón ha demostrado ser especialmente ventajosa con
respecto al comportamiento de dilatación térmica y a la
durabilidad.
Según otro aspecto, se describe un cuerpo de
nido de abeja que comprende una estructura de nido de abeja con
cavidades atravesables al menos parcialmente por un fluido,
constituida por al menos una capa al menos parcialmente metálica, y
eventualmente un tubo envolvente que rodea a la estructura de nido
de abeja, en el que una capa está soldada consigo misma y/o con una
capa contigua solamente en las zonas de unión y/o al menos una capa
está soldada con el tubo envolvente solamente en zonas de amarre,
habiéndose posicionado o pegado como lámina de soldadura el
material de soldadura en al menos una parte de las zonas de unión
y/o de las zonas de amarre por medio de un material de unión según
la invención.
En particular, el cuerpo de nido de abeja puede
haberse fabricado según el procedimiento de la invención para
fabricar un cuerpo de nido de abeja.
Según una realización ventajosa del cuerpo de
nido de abeja, este cuerpo de nido de abeja presenta un diámetro
sustancialmente mayor o igual que 150 mm (milímetros).
Según otra ejecución ventajosa del cuerpo de
nido de abeja, este cuerpo de nido de abeja comprende al menos una
capa que incluye zonas de unión en ambos lados longitudinales,
presentando la capa en una coordenada una zona de unión en
solamente un respectivo lado longitudinal.
Según otra ejecución ventajosa, las zonas de
unión están configuradas de modo que en una dirección longitudinal
del cuerpo de nido de abeja se forman al menos dos zonas parciales
en las que están formadas zonas de unión, presentando una capa en
un lado longitudinal solamente zonas de unión en una zona
parcial.
Según otra ejecución ventajosa del cuerpo de
nido de abeja, cada zona parcial está formada en la zona de un lado
frontal del cuerpo de nido de abeja o en una posición contigua a
este lado.
Según otra ejecución ventajosa del cuerpo de
nido de abeja, una tercera zona parcial está formada
sustancialmente en dirección longitudinal y en el centro del cuerpo
de nido de abeja.
Asimismo, se describe un vehículo automóvil que
comprende al menos un cuerpo de nido de abeja fabricado según el
procedimiento conforme a la invención.
Por un vehículo automóvil se entiende aquí
especialmente un automóvil de turismo, un camión, un vehículo
motorizado de dos ruedas, un quad, un barco y un vehículo
aéreo.
Los detalles y ventajas revelados con respecto
al material de unión conforme a la invención, al procedimiento
conforme a la invención, al cuerpo de nido de abeja y al vehículo
automóvil son aplicables y transferibles en cada caso alternando
entre ellos.
En lo que sigue se explica la invención con más
detalle ayudándose del dibujo, sin que la invención quede limitada
a los ejemplos de realización que allí se ilustran.
Muestran:
La figura 1, esquemáticamente, un fragmento de
un material de unión según la invención, en vista en planta;
La figura 2, esquemáticamente, un fragmento de
un material de unión según la invención, en sección
transversal;
La figura 3, esquemáticamente, un paso del
procedimiento según la invención para fabricar un cuerpo de nido de
abeja;
La figura 4, esquemáticamente, una pila de una
pluralidad de capas, en vista en perspectiva;
La figura 5, esquemáticamente, una pila de una
pluralidad de capas, en sección transversal;
La figura 6, esquemáticamente, un cuerpo de nido
de abeja en sección transversal que puede haberse fabricado por el
procedimiento según la invención;
La figura 7, esquemáticamente, un fragmento de
un cuerpo de nido de abeja que puede haberse fabricado por el
procedimiento según la invención;
La figura 8, esquemáticamente, en vista en
planta, una capa para construir un cuerpo de nido de abeja que
puede haberse fabricado por el procedimiento según la invención;
La figura 9, esquemáticamente, en alzado
lateral, una capa para construir un cuerpo de nido de abeja que
puede haberse fabricado por el procedimiento según la
invención;
y
La figura 10, esquemáticamente, en sección
longitudinal, un fragmento de un cuerpo de nido de abeja que puede
haberse fabricado por el procedimiento según la invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente, en vista
en planta, un fragmento de un material de unión 1 según la
invención. El material de unión 1 está constituido por un material
de soporte 2 y un material de soldadura 3 que está formado
discontinuamente sobre el material de soporte 2. El material de
soldadura 3 está configurado como una lámina de soldadura (al menos
parcialmente) o como un polvo de soldadura. Las zonas de material
de soldadura 3 pueden presentar formas y tamaños diferentes.
La figura 2 muestra esquemáticamente, en sección
transversal, un fragmento de un material de unión 1 según la
invención. El material de soldadura 3 está inmovilizado sobre el
material de soporte 2 por medio de una capa de un primer adhesivo
4. En el lado alejado del material de soporte 2 está formada una
capa de un segundo adhesivo 5 con el cual se puede inmovilizar el
material de soldadura sobre una superficie al menos parcialmente
metálica. Esto puede efectuarse, por ejemplo, de manera semejante
al pegado de una etiqueta. Acumulativamente, en el lado del
material de soporte 2 que queda alejado del material de soldadura
3 puede estar formado un tercer adhesivo 6 con el que se inmoviliza
el material de soporte 2 sobre una superficie, especialmente sobre
una superficie al menos parcialmente metálica que debe ser provista
de material de soldadura.
Los adhesivos 4, 5, 6 se han elegido de modo que
las fuerzas adhesivas hagan posible un posicionamiento exacto del
material de soldadura 3 sobre las superficies correspondientes. En
particular, el primer adhesivo 4 origina una primera fuerza
adhesiva entre el material de soporte 2, el primer adhesivo 4 y el
material de soldadura 3, y el segundo adhesivo 5 origina una fuerza
adhesiva entre el material de soldadura 3, el segundo adhesivo 5 y
la superficie a soldar, las cuales están sintonizadas una con otra
de modo que se efectúe el pegado del material de soldadura 3 sobre
la superficie correspondiente a proveer de material de soldadura,
junto con un desprendimiento simultáneo del material de soldadura 3
desde el material de soporte 2.
El material de soporte 2 está formado
preferiblemente por plástico y/o papel. Se prefiere especialmente
formar el material de soporte 2 a base de un material que, a una
temperatura crítica que esté por debajo de la temperatura de
soldadura del material de soldadura 3, se evapore sin dejar en lo
posible residuos o se descomponga sin dejar en lo posible
residuos.
La figura 3 muestra esquemáticamente el paso B)
de un procedimiento según la invención para fabricar un cuerpo de
nido de abeja. Se muestra aquí a título de ejemplo el modo en que
se aplica material de soldadura 3 sobre una capa sustancialmente
lisa 7. Están formadas para ello dos unidades 8 de aplicación de
material de soldadura. Éstas comprenden cada una de ellas un rollo
de reserva 9 de material de unión 1, unos rodillos de guía
correspondientes 10 y unos aplicadores 10. Los aplicadores 10 hacen
que, por efecto de un movimiento en la dirección de aplicación 13,
se presionen en posiciones predeterminables sobre la capa
sustancialmente lisa 7 las distintas zonas del material de
soldadura 3 que están provistas de un segundo adhesivo 5 (no
mostrado), de modo que unas zonas de unión correspondientes de la
capa sustancialmente lisa 7 sean provistas de material de soldadura
3. Eventualmente, puede estar formado un rodillo de apriete 12 con
el cual se inmovilice posteriormente el material de soldadura 3 por
aplicación de presión en la dirección de apriete 14. Por motivos
de una mayor claridad, se prescinde de una representación de la
evacuación del material de soporte gastado 2. La capa
sustancialmente lisa 7 se mueve en la dirección de movimiento
15.
La figura 4 muestra esquemáticamente una pila 16
de varias capas sustancialmente lisas 7 y varias capas al menos
parcialmente estructuradas 17 que forman canales 22. Las capas
sustancialmente lisas 7 presentan zonas de unión 18 en las que se
ha aplicado material de soldadura 3 sobre la capa lisa 7. En el
presente ejemplo cada capa sustancialmente lisa 7 presenta en un
lado longitudinal cuatro zonas de unión 18 situadas cada una de
ellas en la zona del borde de la capa 7, y en el segundo lado
longitudinal opuesto de la capa 7 están presentes dos zonas de
unión 18 situadas sustancialmente en el centro. La figura 5 muestra
una sección transversal de la pila 16 de la figura 4.
La figura 6 muestra esquemáticamente, en sección
transversal, un cuerpo de nido de abeja 19 que puede haberse
fabricado por el procedimiento según la invención. El cuerpo de
nido de abeja 19 comprende una estructura de nido de abeja 20 que
está formada dentro de un tubo envolvente 21. La estructura de nido
de abeja 20 se ha formado por plegado de tres pilas 16 y
subsiguiente retorcimiento de las mismas. En aras de una mayor
claridad, se ha prescindido de una representación de las capas al
menos parcialmente estructuras 17.
Debido al retorcimiento se obtiene el patrón
mostrado de zonas de unión 18 que se representan como pequeños
círculos. Esta disposición de las zonas de unión conduce de manera
ventajosa a un cuerpo de nido de abeja elástico y duradero 19 que
puede utilizarse especialmente como cuerpo de soporte de
catalizador o como cuerpo de filtro en el sistema de gas de escape
de un vehículo automóvil. La estructura de nido de abeja 20 está
inmovilizada en el tubo envolvente 21 a través de zonas de amarre
23 que se posicionaron por medio de un material de unión 1 según la
invención.
La figura 7 muestra esquemáticamente un
fragmento de un cuerpo de nido de abeja 19 que puede haberse
fabricado por el procedimiento según la invención. Una capa
sustancialmente lisa 7 está unida con una capa al menos
parcialmente estructurada 17 a través de una zona de unión 18
formada por material de soldadura 3. La capa al menos parcialmente
estructurada 17 está ondulada, de modo que presenta en una
dirección transversal 24 de la estructuración una longitud de onda
25, es decir, una distancia de dos máximos 27 de las estructuras.
La zona de unión 18 presenta una extensión 26 en dirección
transversal 24 que es mayor que la longitud de onda 25.
La figura 8 muestra esquemáticamente, en una
vista en planta por un primer lado longitudinal 28, una capa
sustancialmente lisa 7 para construir un cuerpo de nido de abeja
19 según la invención que puede haberse fabricado por el
procedimiento conforme a la invención. En el primer lado
longitudinal 28 están formadas unas primeras zonas de unión 29,
mientras que en un segundo lado longitudinal 30 está formada una
segunda zona de unión 31. Ésta se ha ilustrado en forma punteada
para insinuar que está formada en el segundo lado longitudinal 30.
La capa sustancialmente lisa 7 no presenta ningún punto en el que
estén formadas zonas de unión 29, 31 en ambos lados longitudinales
28, 30. Por tanto, no existen zonas de unión 29, 31 enfrentadas en
el mismo punto de la capa 7. Es igualmente posible y conforme a la
invención una formación corresponde las zonas de unión 29, 31 en una
capa al menos parcialmente estructurada 17. El número y la posición
de las zonas de unión 29, 31 han de entenderse solamente como
ejemplo. Asimismo, la figura 8 muestra la dirección longitudinal
posterior 32 del cuerpo de nido de abeja 19.
La figura 9 muestra una vista lateral de la capa
sustancialmente lisa 7 mostrada en la figura 8. En el primer lado
longitudinal 28 están formadas unas primeras zonas de unión 29,
mientras que en el segundo lado longitudinal 30 está formada una
segunda zona de unión 31.
La figura 10 muestra esquemáticamente, en
sección longitudinal, un fragmento de un cuerpo de nido de abeja
19 que puede haberse fabricado por el procedimiento según la
invención, habiéndose prescindido, en aras de una mayor claridad,
de la representación de las capas al menos parcialmente
estructurada 17 que están situadas entre las capas sustancialmente
lisa 7 mostradas. Se han dibujado esquemáticamente las primeras
zonas de unión 29 y las segundas zonas de unión 31, estando formada
cada una de las primeras zonas de unión 29 en el primer lado
longitudinal 28 de las capas sustancialmente lisas 7, mientras que
cada una de las segundas zonas de unión 31 está formada en el
segundo lado longitudinal 30 de las capas sustancialmente lisas 7.
En las zonas de unión 29, 31 existe una unión de la capa
sustancialmente lisa 7 con capas al menos parcialmente
estructuradas 17 contiguas. Las zonas de unión 29, 31 se forman con
material de soldadura 3 que se posiciona por medio del material de
unión 1 según la invención o que se forma por medio de una lámina
de soldadura pegada encima.
En una dirección longitudinal 32 del cuerpo de
nido de abeja 19, en el que los canales 22 no dibujados pueden ser
recorridos al menos parcialmente por fluido, están formadas una
primera zona parcial 33, una segunda zona parcial 34 y una tercera
zona parcial 35. Las primeras zonas de unión 29 están construidas
cada una de ellas de modo que una capa individual 7 en el primer
lado longitudinal 28 presenta solamente primeras zonas de unión 29
en el primer lado longitudinal 28 de la capa sustancialmente lisa
7. Por tanto, las primeras zonas de unión 28 de una capa 7
pertenecen a la primera zona parcial 33 o a la segunda zona parcial
34. En consecuencia, no existe preferiblemente ninguna capa 7 que
presente primeras zonas de unión 29 en la primera zona parcial 32 y
en la segunda zona parcial 34.
La primera zona parcial 33 y la segunda zona
parcial 34 están situadas preferiblemente en la zona de un lado
frontal del cuerpo de nido de abeja 19 o bien en posición contigua
a este lado. La tercera zona parcial 35 está situada
sustancialmente en el centro con respecto a la extensión del cuerpo
de nido de abeja 19 o de las capas 7.
Un cuerpo de nido de abeja 19 configurado de
manera correspondiente a la figura 10 presenta un comportamiento de
dilatación térmica muy bueno, ya que es posible en cierta medida un
movimiento relativo de las distintas capas 7, 17 una respecto de
otra, por ejemplo provocado por el comportamiento de dilatación
térmica de las capas 7, 17, tanto en la dirección longitudinal 32
como en una dirección transversal 24. Al mismo tiempo, este cuerpo
de nido de abeja 19 presenta una estabilidad muy buena frente a la
fatiga.
El material de unión 1 según la invención se
utiliza en la fabricación de cuerpos de nido de abeja 19, ya que
es posible de manera sencilla por medio del material de unión 1 una
unión de capas contiguas 7, 17 del cuerpo de nido de abeja 19 en
solamente zonas de unión discretas 18. Así, se pueden fabricar
cuerpos de nido de abeja 19 que sean elásticos y, no obstante,
estables frente a la fatiga.
- 1
- Material de unión
- 2
- Material de soporte
- 3
- Material de soldadura
- 4
- Primer adhesivo
- 5
- Segundo adhesivo
- 6
- Tercer adhesivo
- 7
- Capa sustancialmente lisa
- 8
- Unidad de aplicación de material de soldadura
- 9
- Rollo de reserva
- 10
- Rodillo de guía
- 11
- Aplicador
- 12
- Rodillo de apriete
- 13
- Dispositivo de aplicación
- 14
- Dirección de apriete
- 15
- Dirección de movimiento
- 16
- Pila
- 17
- Capa al menos parcialmente estructurada
- 18
- Zona de unión
- 19
- Cuerpo de nido de abeja
- 20
- Estructura de nido de abeja
- 21
- Tubo envolvente
- 22
- Canal
- 23
- Zona de amarre
- 24
- Dirección transversal
- 25
- Longitud de onda
- 26
- Extensión
- 27
- Máximo de estructura
- 28
- Primer lado longitudinal
- 29
- Primera zona de unión
- 30
- Segundo lado longitudinal
- 31
- Segunda zona de unión
- 32
- Dirección longitudinal
- 33
- Primera zona parcial
- 34
- Segunda zona parcial
- 35
- Tercera zona parcial.
Claims (22)
1. Material de unión (1) para posicionar
material de soldadura (3) sobre al menos una zona de unión discreta
(18, 29, 31) de una superficie al menos parcialmente metálica (7,
17) de un cuerpo de nido de abeja (19) de un sistema de gas de
escape, en donde un material de soldadura (3) está formado
discontinuamente sobre un material de soporte continuo (2),
caracterizado porque el material de soldadura (3) está
formado al menos parcialmente como una lámina de soldadura y,
además, el material de soldadura (3) está inmovilizado sobre el
material de soporte (2) con un primer adhesivo (4) y presenta un
segundo adhesivo (5) en un lado alejado del material de soporte
(2).
2. Material de unión (1) según la reivindicación
1, caracterizado porque el material de soldadura (3) está
realizado al menos parcialmente en forma de granos de soldadura.
3. Material de unión (1) según la reivindicación
1, caracterizado porque una primera fuerza adhesiva
originada por el primer adhesivo (4) es mayor que una segunda
fuerza adhesiva originada por el segundo adhesivo (5).
4. Material de unión (1) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en un
lado del material de soporte (2) que queda alejado del material de
soldadura (3) está formado un tercer adhesivo (6).
5. Material de unión (1) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
material de soporte (2) está formado por un metal, un plástico y/o
papel, preferiblemente plástico y/o papel.
6. Material de unión (1) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
material de soporte (2) presenta una temperatura crítica a la
superación de la cual se destruye el material de soporte (2) y la
cual es más pequeña o igual que una temperatura de fusión del
material de soldadura (3).
7. Material de unión (1) según la reivindicación
6, caracterizado porque el material de soporte (2), al
alcanzar al menos la temperatura crítica, se evapora al menos
parcialmente o se descompone al menos parcialmente, de preferencia
se evapora sustancialmente sin dejar residuos o se descompone
sustancialmente sin dejar residuos.
8. Procedimiento para fabricar un cuerpo de nido
de abeja (19) con una estructura de nido de abeja (20) dotada de
cavidades (22) que pueden ser atravesadas al menos parcialmente por
un fluido, cuyo procedimiento comprende al menos los pasos
siguientes:
A) habilitación de al menos una capa al menos
parcialmente metálica (7, 17);
B) posicionamiento de material de soldadura (3)
sobre al menos zonas de unión (18) de al menos una de las capas (7,
17);
C) formación de la estructura de nido de abeja
(20) a base de la al menos una capa (7, 17);
D) eventualmente, habilitación de un tubo
envolvente (21);
E) eventualmente, posicionamiento de material de
soldadura (3) sobre al menos una zona de amarre (23) de una
superficie exterior de una estructura de nido de abeja (20) y/o de
una superficie interior del tubo envolvente (21);
F) eventualmente, introducción de la estructura
de nido de abeja (20) en el tubo envolvente (21);
G) realización de un proceso de soldadura,
caracterizado porque en los pasos B) y/o
E) del procedimiento se posiciona el material de soldadura (3) al
menos parcialmente en forma de un material de unión (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque, antes del paso B) del procedimiento o
durante el mismo, se corta la lámina de soldadura a las dimensiones
de la zona de unión (18).
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque en el paso A)
del procedimiento se habilita al menos una capa al menos
parcialmente estructurada (17).
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque en el paso A)
del procedimiento se habilita al menos una capa sustancialmente
lisa (7).
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u
11, en el que una estructuración de la capa al menos parcialmente
estructurada (17) presenta una distancia característica de dos
extremos de estructura contiguos (27), especialmente una longitud
de onda (25), en la dirección transversal (24) de la
estructuración, caracterizado porque al menos una parte de
las zonas de unión (18, 29, 31) presenta en la dirección
transversal (24) de la estructuración una extensión (26) que es
mayor que la distancia característica (25).
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque el cociente de la distancia
característica (25) y la extensión (26) está comprendido entre
sustancialmente 1,2 y sustancialmente 5, de preferencia entre
sustancialmente 1,5 y sustancialmente 3 y de manera especialmente
preferida entre sustancialmente 1,8 y sustancialmente 2,5.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque el material de
unión (1) se aplica sobre una capa sustancialmente lisa (7).
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el material de
unión (1) se aplica sobre una capa al menos parcialmente
estructurada (17).
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque las
dimensiones del material de soporte (2) corresponden
sustancialmente, al menos en parte, a las dimensiones de al menos
una de las capas (7, 17).
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 16, caracterizado porque el material de
unión (1) se inmoviliza en el paso B) del procedimiento sobre la
capa (7, 17) y/o en el paso E) del procedimiento sobre la
superficie exterior de la estructura de nido de abeja (20) y/o la
superficie interior del tubo envolvente (21).
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 17, caracterizado porque antes del paso
B) o E) del procedimiento o durante el mismo se aplica un adhesivo
(6) sobre el material de soporte (2).
19. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 18, caracterizado porque se forman
zonas de unión (18, 29, 31) en ambos lados longitudinales (28, 30)
de una capa (7, 17), presentando la capa (7, 17) una zona de unión
(18, 29, 31) en una coordenada de solamente un respectivo lado
longitudinal (28, 30).
20. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado porque las zonas de unión (18, 29, 31) se
configuran de modo que en una dirección longitudinal (32) del
cuerpo de nido de abeja (19) se formen al menos dos zonas parciales
(33, 34, 35) en las que estén realizadas zonas de unión (18, 29,
31), presentando una capa (7, 17) en un lado longitudinal (28, 30)
solamente zonas de unión (18, 29, 31) en una zona parcial (33, 34,
35).
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
caracterizado porque se forma cada zona parcial (33, 34) en
el área de un lado frontal del cuerpo de nido de abeja (19) o en el
área contigua a este lado frontal.
22. Procedimiento según la reivindicación 20 ó
21, caracterizado porque se forma una tercera zona parcial
(35) sustancialmente en la dirección longitudinal (32) y en el
centro del cuerpo de nido de abeja (19).
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