ES2351420T3

ES2351420T3 - Método de vulcanización para componentes de varias capas que tienen una gran superficie.

Info

Publication number: ES2351420T3
Application number: ES06015661T
Authority: ES
Inventors: Gerd Kellner
Original assignee: GEKE EQUITEC GmbH
Current assignee: GEKE EQUITEC GmbH
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2011-02-04
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: EP1882573A1; PL1882573T3; DE502006007847D1; ATE480380T1; DK1882573T3; EP1882573B1

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un componente de gran tamaño de dos o más partes o piezas moldeadas rígidas (2,3) unidas por capas de vulcanización (4), que comprende las etapas de: - preparar una estructura de capas (2-4) a partir de al menos dos piezas moldeadas rígidas (2,3) y entre ellas al menos una capa de vulcanización (4) en una disposición (1) que corresponda al componente que se va a fabricar; - envolver o rodear la disposición (1) de piezas moldeadas y capa(s) de vulcanización con una envoltura flexible o estirable, hermética a los fluidos (5); - generar un vacío o una depresión en la envoltura (5) y - someter la disposición (1) rodeada de la envoltura a una presión y temperatura en un recipiente a presión calentable (6) para vulcanizar la(s) capa(s) de vulcanización, de manera que la temperatura se sitúe entre 140ºC y 200ºC.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar componentes de gran superficie o un diseño arbitrario de elementos dispuestos en capas de al menos dos piezas moldeadas rígidas unidas por una capa de vulcaniza

5 ción de un material cualquiera.

A nivel técnico se conocen distintos métodos para la fabricación de piezas moldeadas de varias capas. En estos métodos convencionales se coloca en una prensa un grupo de al menos dos placas rígidas con material de caucho dispues

10 to entre ambas y el caucho se vulcaniza luego en la prensa a una presión y temperatura. Pero en la práctica este método tiene algunos inconvenientes. Resulta un problema durante el proceso de vulcanización separar todas las burbujas de gas de la capa para fabricar un compuesto homogéneo y

15 seguro entre las placas. Mediante una distribución irregular de la temperatura por las placas calentadas de la prensa esto todavía es más difícil. En particular, para la fabricación de componentes curvados y que no son planos sobre la superficie se necesitan moldes caros y costosos. Además

20 una prensa se debe equipar para un componente nuevo de tal forma que al aplicar una presión lateral para determinadas estructuras de los componentes se encuentre algo limitada.

Además, las dimensiones de los componentes que van a ser tratados en una prensa están limitadas por el tamaño de la prensa disponible.

Además, se conoce un método de los llamados DP-RTM (Difference Pressure- Resin transer Moulding) para la fabricación de estructuras a base de fibras. Por lo que, por ejemplo, se fabrican componentes de materiales a base de fibras, de manera que se aplica o coloca en un molde un material de fibra seco previamente moldeado y se inyecta a éste una resina reactiva o bien una mezcla de resinas. Para evitar las inclusiones de gas en el material de fibra se vacía el molde antes de la inyección de resina. En la DE 196 36 675 C1 y en la DE 198 53 709 C1 se habla sobre este método DP-RTM. Para el método DP-RTM se requiere por un lado de un dispositivo de inyección de resina especial, pero por otro lado este método solamente es adecuado para materiales de fibra que puedan ser impregnados con una resina. Así, por ejemplo, dos placas metálicas no se pueden unir una con otra con el método DP-RTM.

Además los métodos de vulcanización son conocidos por recauchutar o vulcanizar neumáticos, en los cuales se vulcaniza una nueva superficie de rodadura de una mezcla de goma sobre una banda de rodadura, de tal manera que la disposición se recubre de un revestimiento, que se elimina o vacía antes de que el propio proceso de vulcanización se lleve a cabo por medio de una mínima adición de calor (vulcanización en frío). Durante el proceso de vulcanización la capa de vulcanización de goma se dilata entre la banda de

rodadura y la superficie de rodadura y fluye. Ver por ejemplo la DE 36 18 251 a1 y la EP 0 399 942 B1.

La patente GB 1.005.498 describe un método para el revestimiento de un rodillo con goma, en el cual se emplea un revestimiento flexible, permeable al aire, que se vacía.

Un cometido de la presente invención consiste en prever un método para fabricar componentes de gran superficie

o bien elementos dispuestos en forma de capas, con el cual se puedan vulcanizar componentes rígidos de cualquier material y de cualquier forma con un gasto mínimo y evitando dispositivos caros y complicados o bien superestructuras de dos o varias capas.

Este cometido se resuelve mediante la técnica del proceso mencionada en la reivindicación 1. Las configuraciones preferidas del método conforme a la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

En el método conforme a la invención se configura inicialmente una disposición a base de al menos dos (por ejemplo, en forma de placas) componentes rígidos con una o varias capas o láminas de vulcanización de un único material de caucho. Los componentes se recubren respectivamente en las superficies de contacto de caucho con los “primers” o fondos adherentes adecuados y con sistemas adhesivos convencionales. A continuación todo el conjunto se recubre de un revestimiento flexible a base de un material suficientemente fluido, y el espacio interior del revestimiento (lámina) se vacía para crear una depresión o vacío. De este modo todo el conjunto se contrae y/o se comprime y estabi

liza. Para el vulcanizado del material de caucho en la superficie de una estructura o entre cada uno de los componentes se presuriza el dispositivo en un recipiente a presión calentable a una presión y a elevada temperatura, de manera que el espacio interior pueda ser vaciado del revestimiento flexible. Mediante el vaciado se absorberán tanto las inclusiones de gas entre las capas del componente como también las burbujas de gas o los vapores formados durante el proceso de vulcanización, de manera que se garantizará un compuesto de vulcanización fiable y homogéneo. La temperatura contrariamente a la vulcanización en frío se sitúa entre 140ºC y 200ºC en el recauchutado de neumáticos mencionado al principio.

El método no está limitado a determinados tamaños o formas de los componentes que se van a fabricar. En particular se pueden vulcanizar también componentes curvados, no planos o de geometría variada sin que se requieran moldes especiales puesto que los componentes en el recipiente a presión calentable (autoclave) pueden ser presurizados por todos lados de forma homogénea. Este tipo de autoclaves suelen ser de grandes dimensiones como es el caso de las prensas que se emplean en los métodos descritos al principio. Además en un autoclave se pueden vulcanizar al mismo tiempo varios componentes diferentes, lo que conduce a una elevada efectividad del proceso de fabricación. Preferiblemente las etapas del proceso preparatorias (antes de la propia etapa de vulcanización) se realizan fuera del autoclave, de manera que este solamente debe ser ocupado un pe

riodo de tiempo relativamente corto.

En los procesos de vulcanización se distingue en general entre parámetros sensibles y otros menos sensibles. Los parámetros sensibles son el tipo de goma, los componentes empleados, la desgasificación y los plastificantes empleados, los plastificantes, en particular en la capa de adherencia, equivalen a los componentes extraordinariamente críticos en lo que se refiere a la calidad de la adherencia. En este punto ya se ha deducido que el método descrito en la invención es independiente de los plastificantes.

Los parámetros poco sensibles son la presión de vulcanización y la temperatura de vulcanización. La presión de vulcanización es decisiva para el contacto entre los componentes elastoméricos y el medio adherente y por tanto los componentes de la estructura. Por ello se necesita suficiente presión durante el proceso de vulcanización. la temperatura requerida se determina en función de los materiales empleados. La magnitud y la duración del calentamiento son parámetros dependientes uno de otro.

Los parámetros con menor influencia son la presión y el tiempo de vulcanización. Este último se ve influido por la forma del molde, la transmisión de calor o bien el paso del calor por los componentes. Las posibilidades técnicas expuestas en relación con la invención y los posibles métodos de resolución manifiestan una clara preferencia por el método aquí propuesto incluso en el área de estos parámetros de influencia.

Otro punto de vista importante para la calidad de un

componente vulcanizado es la sintonización entre la película adherente y la mezcla de goma o bien la pieza cruda de goma u otros elementos. Aquí tiene importancia la denominada carga continua del molde que se puede ajustar arbitrariamente con el método aquí propuesto. De los puntos de vista expuestos existe una gama de variantes de aplicación posibles especialmente amplia. Esto es deducible a partir de los numerosos ejemplos de aplicación que existen para los diversos grupos de usos.

La temperatura para vulcanizar el material de caucho se ajusta entre 140ºC y 200ºC, preferiblemente a 150-160ºC. La presión necesaria para el vulcanizado se elige entre el intervalo de 0,2 MPa (=2 bar) y 3,0 MPa (=30 bar). Con ello no existen limitaciones respecto al tamaño de los componentes a vulcanizar, puesto que 0,6 MPa (=6 bar) equivale a la presión interior permitida en los autoclaves grandes.

Los requisitos más favorables para el proceso de vulcanización dependen en particular de la composición del material de caucho elegido para la capa de vulcanización. Los grosores de capa de estas capas intermedias dependen exclusivamente del objetivo de aplicación del componente a vulcanizar. No se conocen limitaciones para el método conforme a la invención. Normalmente las capas de vulcanización necesarias se fabrican a partir de la mezcla de caucho elegida con ayuda de calandrias. Por ello se podrán elegir sin problemas grosores de capa entre 0,5 mm y 5 mm. Las capas de vulcanización se pueden disponer arbitrariamente una sobre otra en el método conforme a la invención, de manera

que se pueda ajustar una capa de vulcanización gruesa. Para lograr una vulcanización lo más homogénea posible del material de caucho, puede ser preferible crear inicialmente la presión deseada en el autoclave y luego la temperatura deseada.

El método para fabricar un componente o una estructura

o montaje de capas a base de dos o más capas que se unen por vulcanización (piezas moldeadas rígidas) es adecuado en general para la fabricación de superficies a base de láminas o capas vulcanizadas (ver por favor la figura 6). Aunque en las figuras se representa predominantemente un componente o un montaje de capas que consta de dos placas (piezas moldeadas rígidas) y una capa intermedia (capa de vulcanización) a base de elastómero, el método conforme a la invención se encuentra sin ninguna duda algo limitado. Mas bien los componentes pueden estar fabricados con un número arbitrario de capas con capas de vulcanización dispuestas entre cada una de las piezas moldeadas. Además el método según la invención no está supeditado ni por lo que respecta al tamaño ni a la forma o estructura de la superficie del componente o del montaje de capas.

Con el método de vulcanización conforme a la invención se fabrican o se pueden realizar desde el punto de vista técnico células de seguridad o estructuras de seguridad de una forma especialmente simple. En este contexto tienen un especial interés los compuestos que, por ejemplo, no son soldables o bien los compuestos de componentes muy delgados por un lado hasta aquellos componentes con un grosor de pa

red extremadamente fino. Otro aspecto interesante desde el punto de vista técnico reside en la creación de estructuras de rigidez torsional importante, estables en el molde y al mismo tiempo muy ligeras, que se pueden fabricar mediante este procedimiento. Este tipo de estructuras pueden ser adecuadas también en casos de aplicación especiales para absorber o permitir el paso de gases o líquidos. Además con este procedimiento de vulcanización se pueden vulcanizar juntos cualquier grupo de elementos de tamaño y forma arbitrarios o bien se pueden cubrir con una capa de vulcanización. Los ejemplos de aplicación son las placas con solidez a la pisada, las capas que amortiguan los golpes, los componentes protegidos de la humedad, las superficies de los techos de los vehículos o los cubrerruedas, los grupos de elementos de los bajos del coche, las construcciones de diversas capas, en particular, en el sector de la chapa delgada, las piezas expuestas a la intemperie, los módulos con propiedades amortiguadoras requeridas en parte o en la totalidad de su superficie, elementos que amortiguan las vibraciones y componentes aislantes.

Otras características y ventajas de la invención se indican con detalle en la descripción siguiente de diferentes ejemplos de aplicación que hacen referencia a las figuras adjuntas: Figura 1 un dispositivo con una disposición revestida de una lámina, que se monta sobre una estructura inferior y por medio de un dispositivo móvil y se coloca en un autoclave para la fabricación de un componente conforme a la invención; Figura 2 una representación esquemática de una configuración ejemplo de un dispositivo de un componente fabricado con dos piezas moldeadas en forma de placas y una capa de vulcanización situada en medio con un revestimiento que envuelve el dispositivo; Figura 2A una ampliación parcial de la figura 2; componentes, capa de vulcanización y agente aglomerante o adhesivo con un revestimiento que lo envuelve todo; Figura 2B una ampliación parcial que corresponde a la figura 2; ejemplo de protector (regleta) para capas de vulcanización gruesas (probablemente con envoltura protectora); Figura 3 una representación esquemática de un ejemplo de aplicación de una disposición que corresponde a la figura 2 con un revestimiento completo de lámina y vellón así como dispositivo de absorción y regleta hermética con absorción; Figura 3A una ampliación parcial de la figura 3; ejemplo de protección con vellón aspirador y revestimiento; Figura 3B una ampliación parcial que corresponde a la figura 3; ejemplo de protección con envoltura con otra versión protectora (regleta hueca) en la zona de la capa de vulcanización; Figura 3C una ampliación parcial de la figura 3B; regleta protectora hermética para la capa de vulcanización (falda obturadora); Figura 4 una representación esquemática para la distribución de la presión en una zona que engloba el dispositivo que se vacía en un autoclave; Figura 4A Una representación esquemática de la figura 4; Figura 5 Representación esquemática de dos ejemplos para una protección a base de láminas o de cantos, donde el lateral izquierdo es una regleta angular con vellón y una lámina de baja presión y el lateral derecho una regleta angular hueca sin base de vellón de la lámina de baja presión; Figura 5A una ampliación parcial del lateral izquierdo de la figura 5; Figura 5B una ampliación parcial del lateral derecho de la figura 5; Figura 6 una representación esquemática de dos ejemplos de aplicación de una disposición para un componente a base de dos placas con una capa de vulcanización superior (protectora) con estructura superficial, de manera que el lateral izquierdo muestra una estructura lineal y el lateral derecho una estructura con motas o nervaduras; Figura 7 una representación esquemática de un ejemplo de la alimentación de un autoclave con diferente mercancía a vulcanizar; y Figura 8 una representación esquemática de ejemplos para la aspiración conjunta o separada de los componentes o grupos de elementos colocados en el autoclave para la vulcanización.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS EJEMPLOS DE CONFIGURACIONES O VERSIONES PREFERIDAS

La figura 1 muestra de forma esquemática un sistema

conforme a la invención con una disposición 1 recubierta de

una lámina (una protección o envoltura hermética frente al gas o frente a los líquidos) 5, aquí una disposición de doble capa con una capa de vulcanización 4 situada entre el componente 2 superior y el componente 3 inferior, que está montada sobre un soporte 10 y se coloca en un autoclave 6 por medio de un dispositivo móvil 11. Entre la disposición 1 y la envoltura 5 se encuentra preferiblemente una capa 13 para una mejor dispersión de un vacío (por ejemplo, un vellón, una celosía o una capa de cualquier tipo permeable al gas). El calor requerido para la vulcanización puede ser producido por un dispositivo interno de calor 6A o por una instalación de aire caliente externa. A través de un conducto o tubería 7 de depresión o vacío y de una conexión 8 de vacío y por medio de un dispositivo creador del vacío o bien por medio de una bomba de vacío 9 se produce una depresión o vacío que actúa sobre las piezas moldeadas 2 y 3 y sobre la capa de vulcanización 4 dentro de la envoltura

5. Luego a través de una alimentación a una sobrepresión 12 dentro del autoclave 6 por medio de un medio cualquiera se crea una presión de vulcanización. Al mismo tiempo se produce un calentamiento del espacio interior del autoclave.

Con ayuda de la figura 1 hasta la 3 se pueden explicar inicialmente las etapas esenciales del proceso para la fabricación de un componente o bien una estructura a base de dos o más capas individuales (piezas moldeadas rígidas) que se unirán mediante el vulcanizado.

En una primera etapa del proceso (véase por ejemplo la

figura 2) se disponen una sobre otra las piezas moldeadas

que presentan una forma y dimensiones que corresponden al componente que se va a fabricar, de tal manera que entre cada una de las piezas moldeadas 2 y 3 se dispone una capa de vulcanización 4 a base de material de caucho, para crear una estructura. Las piezas moldeadas 2, 3 se revisten en su superficie de contacto de un sistema adherente adecuado 25. La elección (aptitud) del sistema adherente que habitualmente consta de un fondo adherente y un agente aglomerante

: o adhesivo se deduce de las materias primas que se van a unir y de la mezcla de caucho elegida. Estos sistemas de adherencia son corrientes en el mercado y corresponden a los sistemas empleados en la vulcanización a nivel técnico. No se requiere una optimización especial o una adaptación cuidadosa al nuevo proceso de fabricación.

Antes del propio proceso de fabricación se tratarán previamente las piezas moldeadas 2 y 3 que se van a unir tal como ya se conoce y es habitual. El pretratamiento de las piezas 2 y 3 incluye en particular la limpieza de las superficies, por ejemplo, por medio de chorros de arena o soluciones (por ejemplo, lotes o preparados químicos) y la aplicación inmediata del fondo adherente y del aglomerante

: o adhesivo 25 para garantizar una buena unión de las piezas moldeadas con el material de caucho. Puesto que estas etapas preparatorias del proceso son conocidas por el técnico, se evita durante esta descripción la aclaración detallada del proceso y de los materiales a emplear.

La elección de materiales de las piezas moldeadas del

componente que se van a unir o de la estructura de capas no

tiene límite. El método se caracteriza pues por piezas moldeadas de cualquier material, es decir, de todo tipo de metales, aleaciones, en particular todo tipo de aceros y aleaciones de metales ligeros, plásticos, materias primas para compuestos de fibra (por ejemplo, CFK y GFK), cerámicas, madera laminada con resina sintética (por ejemplo, Lignostone®), mezclas y compuestos de estos materiales, componentes no homogéneos (por ejemplo, metales espumados o plásticos espumados) así como materiales fabricados a partir de materias primas de origen natural. El caucho vulcanizado debe satisfacer los requisitos del componente fabricado sobre todo en lo que se refiere a la resistencia mecánica y a las propiedades físicas y químicas. Este tipo de propiedades se consiguen por la adición de los aditivos adecuados bien conocidos por el experto.

Tras estas etapas de preparación se coloca la capa de vulcanización de caucho 4 a ser posible inmediatamente entre las superficies de las piezas moldeadas 2 y 3, para evitar que se ensucien las superficies revestidas con el sistema adhesivo 25. Esta disposición de las piezas moldeadas y de las etapas de vulcanización se puede guardar durante un largo periodo de tiempo (por ejemplo de hasta 4 semanas) antes del siguiente tratamiento.

Después se recubre la estructura así formada de una envoltura flexible 5, por ejemplo en forma de una lámina de vacío, tal como se representa esquemáticamente por ejemplo en la figura 2. El interior de la envoltura 5 está unido por medio de una conducción o tubería de fluido 7 a una

fuente de baja presión o vacío 9 como, por ejemplo, a una bomba de vacío. La magnitud del vacío o de la depresión depende en el método aquí descrito de las materias primas empleadas y de la calidad deseada del compuesto. Por lo que puede ir desde una ligera depresión hasta alcanzar el llamado vacío técnico.

En la etapa del proceso siguiente se conecta la fuente de presión negativa o depresión 9 y se vacía el espacio rodeado de la envoltura 5, de manera que en el interior se ajusta una presión negativa o vacío suficientes. Las piezas moldeadas 2, 3 y la capa de vulcanización 4 del componente

o de la estructura de capas se comprimen ligeramente y de este modo se estabiliza todo el conjunto.

El grado de vaciado se juzga pues en función de los puntos de vista de la calidad deseada del compuesto. El vaciado sirve también para evitar inclusiones de aire. Una presión negativa en el orden de magnitud entre 60 y 80 hPa (=60 hasta 80 mbar) se considera suficiente. Un vacío técnico, es decir una presión inferior a 10 hPa es necesaria solamente en el caso de exigencias técnicas especiales o en determinadas técnicas del proceso. Los gases o los vapores que se forman en la presurización y durante la vulcanización son conducidos a través de la tubería de vacío 7. De un modo alternativo podrían ser absorbidos en un recipiente suficientemente resistente a la compresión, colocado en el interior de un autoclave.

Las etapas o fases del proceso anterior se pueden lle

var a cabo sin aparatos especiales ni un gran gasto. Además

la mayoría de etapas se realizan fuera del autoclave, de manera que el autoclave solamente se utiliza poco y de forma temporal y la fabricación de componentes no se encarece.

Lo siguiente consiste en colocar la disposición para el vulcanizado del material de caucho de la etapa de vulcanización 4 en un recipiente a presión que se pueda calentar 6 (autoclave). Como ya se ha indicado, se dispone de este tipo de autoclave en todos los tamaños, de manera que con el método aquí comentado también se pueden fabricar componentes muy grandes. Como se aclara en las figuras 7 y 8, también se pueden vulcanizar varios grupos al mismo tiempo en un autoclave, aumentando así la eficiencia de este método y disminuyendo los costes de fabricación.

Una vez ajustada la presión correspondiente en el espacio rodeado por la envoltura 5, tal como se ha mencionado, las disposiciones o los componentes se someten a una presión del orden de 0,3 MPa (=3 bar) hasta 2,0 MPa (=20 bar), preferiblemente entre 0,5 MPa (=5 bar) y 1,5 MPa (=15 bar). De este modo las piezas moldeadas 2,3 y las capas de vulcanización 4 de dichas disposiciones se comprimen de nuevo (veáse fig. 4). El autoclave 6 está unido a una fuente de sobrepresión 12 para crear la presión. Contrariamente a las prensas empleadas convencionalmente y a los útiles para prensar se aplica en el autoclave 6 la sobrepresión de forma homogénea por todas las superficies de las disposiciones. Una serie de ejemplos demuestran que la anchura de la cinta se ensancha de forma decisiva si se compara con el

método convencional.

A continuación se calientan las disposiciones por medio de un dispositivo de calentamiento externo o interno 6A (véase fig. 1). El calentamiento se realiza preferiblemente después de que en el autoclave se haya alcanzado la presión de vulcanización propiamente dicha, puesto que entonces se puede conseguir una vulcanización más homogénea del material de caucho de la capa de vulcanización. La temperatura, tal como se ha mencionado, se incrementa según el material de caucho empleado a 140ºC hasta 200ºC, preferiblemente a 150ºC hasta 160ºC. Puesto que esta temperatura no se aplica directamente sobre una placa de presión caliente, como este es el caso de una prensa para un método convencional descrito al principio, el calentamiento de las capas intermedias de caucho 4 se realiza de forma homogénea y uniforme, de tal manera que también se lleva a cabo la vulcanización de un modo uniforme en el método aquí descrito. Además de la magnitud de la temperatura se ha de tener en cuenta su distribución durante la vulcanización.

Durante el impulso de la disposición con presión y temperatura se mantiene preferiblemente la presión negativa en la envoltura flexible que la rodea. De este modo son aspiradas todas las inclusiones de gas entre las capas de las disposiciones y también los gases o vapores formados en el proceso de vulcanización y se evita la formación de burbujas de gas en la capa de vulcanización.

Tal como se ha mencionado, la duración del impulso de presión y temperatura dependerá básicamente de las propiedades de los materials del material de caucho elegido y de

la temperatura ajustada en el autoclave. Además los grosores de capa y las propiedades de las materias primas así como la transmisión de calor de cada una de las capas determinan la duración (periodo de permanencia en el autoclave). La superficie interior de la capa de material correspondiente hacia el caucho debe alcanzar la temperatura necesaria para la vulcanización en un periodo de tiempo breve. Por lo que la permanencia en el autoclave será inferior a una hora o bien puede ser de varias horas dependiendo del grosor de capa y del material.

Las figuras 2 y 4 nos muestran unas explicaciones fundamentales respecto a la estructura conforme a la invención.

Así la figura 2 muestra un ejemplo de una estructura de dos capas de una disposición (componente o estructura de capas) 1 con una placa 2 superior, una placa 3 inferior y una capa de vulcanización 4 situada entre ellas. Toda la disposición está rodeada de una envoltura (lámina de vacío)

5.

La figura 2A muestra una ampliación parcial de la figura 2 con los componentes 2 y 3, la capa de vulcanización 4 y un sistema de adherencia 25. Las capas de adhesivo 25 previstas entre la lámina de caucho y los componentes de la pieza de construcción se han identificado solamente en casos especiales en las figuras siguientes.

La figura 2B muestra una ampliación parcial de la figura 2 con una regleta protectora 26 para una capa de vulcanización 4 más gruesa, en la que existe el peligro de que

durante la vulcanización la masa de goma blanda pueda salirse por los laterales. En este ejemplo una regleta protectora 26 recta descansa sobre las caras laterales de los componentes 2 y 3 para evitar la creación de una presión de agrietamiento durante la presurización al renunciar a una aspiración.

La figura 3 muestra un ejemplo de una estructura que corresponde a la figura 2 con los componentes 2 y 3, una capa de vulcanización 4 intermedia y una envoltura completa

5.

La figura 3A muestra una ampliación parcial de la figura 3. Se representan los componentes 2 y 3, la capa de vulcanización 4, las capas de adherencia 25, una envoltura 5, un vellón asimismo envolvente o bien una capa permeable al gas de cualquier tipo como capa de difusión 13 bajo la envoltura 5 y un tubo o conducto de vacío o depresión 7 en una conexión de vacío 8.

La figura 3B muestra una ampliación parcial que corresponde a la figura 3A, con una lámina como envoltura 5 permeable al gas, aquí sin capa de difusión, un dispositivo 9que crea un vacío o una depresión y otro ejemplo de protección para la capa de vulcanización 4. Este consiste en una regleta protectora 26 hueca o bien una pieza redonda hueca sobre la capa de vulcanización de cualquier tipo de configuración. Una pieza de este tipo puede servir también para recoger también el resalto o reborde de la capa de vulcanización 28 que aparece bajo la presión de vulcaniza

ción.

La figura 3C muestra una ampliación parcial de la figura 3B con una regleta protectora provista de una falda obturadora 29 para la capa de vulcanización.

La figura 4 proporciona aclaraciones sobre la distribución de la presión en un entorno de la disposición o estructura 1 del componente que se va a fabricar por medio de una envoltura 5 y una capa permeable al gas, tipo celosía o bien un vellón como capa de difusión 13 que corresponde a la invención. La envoltura 5 hace que la presión creada en un autoclave 6 pueda actuar solamente desde fuera del componente y no pueda penetrar en una hendidura eventual 30 entre los componentes 2 ó 3 y la capa de vulcanización 4. Las flechas 32 simbolizan la presión de agrietamiento activa dentro del autoclave 6 en el caso de que no exista envoltura 5 y las flechas 31 corresponden a la presión de la lámina sobre la superficie del componente si se utiliza una envoltura 5. La adherencia de la capa de vulcanización 4 a los componentes 2 y 3 se garantiza a través de un agente aglomerante y/o fondo adherente 25, que realiza la aspiración o creación de una depresión sobre una conexión 8.

La figura 4A muestra un detalle de la figura 4 con la envoltura 5, la capa de difusión 13 y la conexión de vacío

8. Las flechas 33 simbolizan la depresión creada en la capa de difusión 13.

Otra ventaja de la invención es que en lo que se refiere al tipo de revestimiento de la lámina y sobre las posibilidades técnicas de otros aparatos de vulcanización

existe un espacio libre o de movimiento mayor.

Otra ventaja significativa de la invención desde el punto de vista técnico reside en que en la uniformidad no se deben ajustar o establecer grandes requisitos puesto que las pequeñas desviaciones de la capa de vulcanización apenas influyen en el curso y en la calidad del proceso de vulcanización. Esto es válido tanto en lo referente a las desigualdades de las superficies interiores como a una distribución irregular del grosor (naturalmente solo si las propiedades requeridas de la capa de vulcanización no se ven alteradas).

Hasta el momento se han destacado por su sencillez, preferiblemente, aquellos elementos o estructuras en forma de capas 1 con dos componentes que se vulcanizan juntos. Las mismas reflexiones sirven naturalmente para elementos con un número arbitrario de componentes. Como un ejemplo simple mencionaremos una variante de un elemento de construcción de tres capas con capas de vulcanización 4 dispuestas entre los componentes del elemento de construcción.

La figura 5 muestra dos ejemplos para una protección de láminas o de cantos en la vulcanización de un elemento 1 de cantos afilados. En la ampliación parcial izquierda (figura 5A) la lámina de vacío 5 se forra con un vellón para compensar la presión, de manera que una regleta 69 situada sobre el canto del elemento o componente protege la lámina 5 y el vellón 13 del canto 70 del componente 1. Naturalmente puede existir otro tipo de protección de cantos o bien en el caso más simple puede tratarse de reforzar el componente 13 bajo la lámina 5 en esta zona. En el caso de la

ampliación parcial derecha (figura 5B) se coloca una regleta angular o una regleta protectora de cantos 69 bajo la lámina 5. Sobre esta puede producirse, por ejemplo, una compensación de la presión (véase fig. 3B).

La figura 6 muestra dos ejemplos para un componente o elemento de construcción 1 a base de dos placas 2 y 3 con una capa de vulcanización 4 entre ellas y una capa de vulcanización protectora y vulcanizada sobre el lateral superior con una estructura superficial básicamente arbitraria. En el ejemplo de la izquierda se trata de una disposición de capas con una capa superficial 77 vulcanizada con una configuración 74 a modo de líneas o en forma de tiras, en el ejemplo de la derecha se trata de una superficie de vulcanización 77 con una estructura de motas 75. Por supuesto que también aquí se puede pensar en otras muchas posibilidades de configuración de este tipo de superficies 76. Podrá cumplir una serie de funciones, como por ejemplo, representar en general una protección superficial, formar o crear una capa resistente al deslizamiento, una capa con canales de drenaje, una capa al mismo tiempo coloreada o que presente otras propiedades como ser algo conductora de la electricidad o aislante. También se puede pensar en que en un tipo de capa superficial de este estilo se puede integrar una calefacción (por ejemplo, para el desempañamiento o para evitar una formación de hielo).

Una configuración superficial como la representada en la figura 6 se puede formar o bien directamente por vulcanización o bien se puede conseguir de manera que las piezas

de goma premoldeadas se vulcanicen.

Otro campo de aplicación ampliado notablemente por la invención se deduce del hecho de que los cuerpos elastoméricos ya premoldeados se vulcanizan sobre el soporte, y se aplican como otra variante que entre este tipo de configuraciones tiene unas estructuras adicionales conseguidas por medio de la vulcanización.

En otra configuración de las posibilidades propuestas hasta el momento para el empleo del método de vulcanización aquí establecido se pueden añadir a forma simple ya descrita unas estructuras superficiales a base de componentes no metálicos o metálicos con placas soporte o estructuras soporte de formas totalmente arbitrarias. Aquí entre el componente configurado y la lámina de depresión se coloca un negativo, de manera que la lámina se transforme en un perfil suficientemente simple.

El método de vulcanización conforme a la invención es especialmente apropiado para la fabricación de estructuras internas vulcanizadas muy complejas o bien estructuras internas con funciones técnicas como la amortiguación por choque o por vibraciones. Además al mismo tiempo se pueden producir espacios huecos.

Otra ventaja de la invención reside en que con medios muy simples se arman o ensamblan estructuras de formas arbitrarias (algo complejas) y esto permite una mejora simultánea del patrón técnico del elemento o componente en su totalidad. Esto hace referencia en particular a estructuras delgadas y en especial a estructuras de paredes muy delga

das. De aquí se deduce un campo de posibilidades de aplicación en la construcción generalizada de máquinas, en el ramo de la construcción, en la construcción de aparatos y en particular en la construcción ligera. Se pueden crear así compuestos que sean independientes de las propiedades de cada uno de sus componentes y esto permite además de mejorar las propiedades técnicas de la estructura una gran mejora en la amortiguación al choque, la configuración superficial o el comportamiento oscilatorio.

Los anteriores ejemplos sobre el método de vulcanización se refieren especialmente a componentes planos o estructuras de capas. Pero este no es el único campo de aplicación. En particular la invención se puede aplicar a componentes o elementos simétricos rotativos. El método descrito en relación a la invención para la vulcanización de componentes de este tipo presenta una serie de avances decisivos. No solamente se revisten piezas redondas, sino piezas con superficies configuradas arbitrariamente, y esto de la manera más simple imaginable desde el punto de vista técnico.

En el caso de revestimiento de recipientes, tubos o espacios huecos la presión de vulcanización en el método convencional es baja. En general se trata de una presión de contacto que se ejerce sobre la superficie. Por lo tanto el proceso de vulcanización se debe apoyar en parte mediante el empleo de plastificantes o disolventes. Contrariamente a ello con el método conforme a la invención se puede crear una presión interior muy elevada, de manera que las posibi

lidades de revestimiento por medio de la vulcanización de los componentes no planteen ninguna limitación técnica. Al mismo tiempo existe total libertad en la configuración de la superficie interior.

Es evidente que los ejemplos anteriormente expuestos para la vulcanización de componentes o elementos técnicos por medio de una lámina de caucho estable en forma durante la vulcanización abre una multitud de posibilidades de aplicación muy diversas. Existe la ventaja de que según el tipo y la dureza de la goma sintética o natural empleada o de las materias adecuadas para este campo de aplicación se puedan ajustar o manipular las propiedades técnicas de este tipo de compuestos.

Otro campo de aplicación especialmente amplio para el método de vulcanización conforme a la invención se obtiene al ensamblar componentes simétricos segmentados como, por ejemplo, cilindros ranurados como forma básica de un diafragma de impulsión (Sabot) en la balística.

En el caso de una capa de vulcanización estable en forma, la capa también puede estar provista de una estructura superficial. La idea de una capa de vulcanización estructurada puede transmitirse solamente a la lámina de vacío y desarrollarse posteriormente de manera que la estructura superficial de la lámina de vacío se adapte a otros requisitos, para hacer innecesario el uso de un vellón.

La dificultad de las configuraciones o versiones actuales es la vulcanización de componentes o estructuras en capas y la formación de superficies a base de capas de vul

canización. La estructura en la que se basa esta invención, en el caso de una capa de vulcanización estable en forma, se puede adaptar sin embargo a que se organicen en los lados interiores de los elementos de construcción o componentes huecos o entre dos capas unas zonas vulcanizadas. Únicamente habrá que interceptar la fuerza de abocinamiento producida por la presión de vulcanización a través del propio elemento o componente, o bien por medio de un mecanismo sujetador apropiado.

De un modo alternativo se puede aplicar la fuerza externa necesaria a través de la reorganización isócrona de una sobrepresión externa en un recipiente a presión.

Puesto que los elementos de goma colocados entre los componentes (vistos los posibles espacios huecos) son incompresibles, puede realizarse una vulcanización fundamentalmente tanto en las zonas de contacto de los cuerpos de goma como también en las placas 2 y 3 por medio de la capa de vulcanización 4.

La libertad en lo que se refiere a la configuración ante las distintas posibilidades de vulcanización según la invención permite también que en un autoclave se puedan colocar varias piezas moldeadas o estructuras de capas, una sobre otra. En la figura 7 se puede ver la alimentación de un autoclave 6 con tres pilas o montones 292 de distinta mercancía que se va a vulcanizar con una lámina de vacío (con aspiración) conjunta o separada. Cada montón 292 se puede colocar en su propia plataforma de carga.

Desde el punto de vista técnico puede ser importante o

bien servir para una producción más favorable el que se optimice la aspiración de la mercancía vulcanizada. Así en la figura 8 se representa un autoclave 6 con ejemplos para una aspiración conjunta o separad de las piezas situadas en el autoclave para la vulcanización. La aspiración se realiza por ejemplo a través de tuberías o conductos sueltos o fijados, agujas de inyección, sujeciones de aspiración. En la plataforma de carga de la izquierda e encuentran los grupos de elementos o cuerpos individuales 295 o 297, que son vaciados o evacuados por medio de aspiraciones separadas 296 ó 298. En la plataforma de carga de la derecha se dispone un montón de piezas o estructuras en capas 299 a evacuar, que serán evacuadas por medio de un mecanismo de aspiración 300 conjunto (acoplado o unido). LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

1: Disposición (componente/estructura en capas)

2: Pieza moldeada (parte superior del componente)

3: Pieza moldeada (parte inferior del componente)

4: Capa de vulcanización

5: Envolvente

6: Autoclave /recipiente a presión

6A: Dispositivo calefactor

7: Tubería de vacío

8: Conexión de vacío

9: Fuente de vacío

10: Soporte

11: Dispositivo móvil

12: Fuente de sobrepresión

13 Capa de difusión (capa permeable al gas/vellón/celosía/Estructura)

25 Sistema de adherencia

26 Regleta protectora

28 Capa de vulcanización –reborde

29 Falda obturadora de 26

30 Hendidura

31 Flecha para la presión de lámina sobre la superficie del componente

32 Flecha para la presión de agrietamiento (aquí idéntica a la presión interna del autoclave)

33 Flecha para el vacío en el vellón

69 Regleta angular

70 Canto/rebaba

74 Estructura de vulcanización tipo lineal de la superficie del 77

75 Mota, surco, elemento moldeado de 77

76 Superficie de 77

77 Superficie de vulcanización

287 Plataforma de carga

292 Montón de componentes /estructuras formado capas

295 Cuerpo aislado

296 Aspiración de 295

297 Grupo de componentes

298 Aspiración de 297

299 Montón de elementos de vulcanización con una aspiración conjunta

300 Elemento de aspiración-unión de 299

Claims

Reivindicaciones

1. Procedimiento para la fabricación de un componente de gran tamaño de dos o más partes o piezas moldeadas rígidas (2,3) unidas por capas de vulcanización (4), que comprende las etapas de:

-preparar una estructura de capas (2-4) a partir de al menos dos piezas moldeadas rígidas (2,3) y entre ellas al menos una capa de vulcanización (4) en una disposición (1) que corresponda al componente que se va a fabricar;

-envolver o rodear la disposición (1) de piezas moldeadas y capa(s) de vulcanización con una envoltura flexible o estirable, hermética a los fluidos (5);

-generar un vacío o una depresión en la envoltura (5) y

-someter la disposición (1) rodeada de la envoltura a una presión y temperatura en un recipiente a presión calentable (6) para vulcanizar la(s) capa(s) de vulcanización, de manera que la temperatura se sitúe entre 140ºC y 200ºC.
2.

Procedimiento conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza por que incluso durante la etapa de vulcanización se mantiene una presión de vacío en la envoltura (5).
3.

Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza por que en la etapa de vulcanización, inicialmente la presión y luego la temperatura se ajustan para la vulcanización de las capas de vulcanización (4).
4.

Procedimiento conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza por que la etapa de vulcanización en el recipiente a presión calentable (6) se lleva a cabo mientras las etapas preparatorias del método se rea

lizan fuera del recipiente a presión calentable
5.

Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza por que dentro de la envoltura (5) de la disposición se crea una depresión inferior a 80 hPa.
6.

Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza por que para la vulcanización de las capas de vulcanización del componente se elige una presión entre 0,1 MPa y 2 MPa.
7.

Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza por que la temperatura para la vulcanización de las capas de vulcanización (4) se encuentra entre 150 y 160ºC.
8.

Procedimiento conforme a una de las anteriores reivindicaciones, que se caracteriza por que las capas de vulcanización comprenden una capa amortiguadora de una o varias partes.
9.

Procedimiento conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que las capas de vulcanización se cubren de una regleta hermética (26) autosellable o bien recubierta de una lámina protectora.
10.

Procedimiento conforme a la reivindicación 9, que se caracteriza por que la regleta hermética propiamente equivale a un volumen de compensación o puede ser absorbida y se puede disipar la sobrepresión allí creada.
11.

Procedimiento conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la envoltura

(5) está provista por su lado interior de una capa de difusión 813) para recibir o descargar los gases atrapados.
12. Procedimiento conforme a la reivindicación 11, que se caracteriza por que la capa de difusión (13) presenta un vellón de fibra, un material tejido, una capa de tejido o bien un trenzado de fibras o comprende una construcción de

5 otro diseño permeable a fluidos y/o gases.
13. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que se dispone otra capa de vulcanización (77) sobre al menos un lateral externo de la estructura en forma de capas (2-4) y toda la disposición

10 formada por la estructura de capas (2-4) y otra capa de vulcanización (77) se rodea de la envoltura (5), para vulcanizar al mismo tiempo las capas de vulcanización (4) de la estructura de capas (2-4) y la otra capa de vulcanización (77).

15 14. Procedimiento conforme a la reivindicación 13, que se caracteriza por que la otra capa de vulcanización (77) tiene una estructura superficial (74, 75) o bien durante el proceso de vulcanización se equipa al mismo tiempo con una estructura superficial (74,75).

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