ES2391752A1 - Sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas y junta de puerta obtenida - Google Patents

Sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas y junta de puerta obtenida Download PDF

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Abstract

Sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas y junta de puerta obtenida.Se trata de juntas de estanqueidad (3) utilizadas en el cierre de las puertas de vehículos y obtenidas por extrusión, a la vez que comprenden una estructura básica determinada por al menos una porción tubular (4) y una grapa en forma de "U" (5) reforzada mediante un fleje embebido en el propio material.La junta se encastra por su grapa en forma de "U" (5) en una nervadura de chapa (6) sobre cuyas caras laterales contactan pares de aletas (9) que arrancan de las ramas de esa grapa (5), a la vez que el borde libre de tal nervadura contacta con un material de esponja sellante (11) ubicado en el fondo de tal grapa (5).Incorpora un característico material de espuma sellante (11) que se aplica antes de conformarse los pares de aletas (9).

Description

SISTEMA PARA FABRICAR JUNTAS DE ESTANQUEIDAD DE PUERTAS Y JUNTA DE PUERTA OBTENIDA OBJETO DE LA INVENCION
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas y junta de puerta obtenida.
La junta de estanqueidad de puerta obtenida mejora la estanqueidad en la grapa que forma parte de la junta, grapa mediante la cual se fij a el conj unto de la j unta a una nervadura de chapa.
Por otro lado, el sistema de fabricación reduce el coste de la propia fabricación de la junta y por tanto su coste final.
Así pues, se trata de unas juntas de puerta que se utilizan en automoción para asegurar la estanqueidad frente al aire, agua y ruido en las puertas de los vehículos, tanto laterales como en el caso del portón trasero de ese mismo vehículo.
Son juntas materializadas por unas piezas obtenidas mediante extrusión de compuestos de goma que se colocan en todo el perímetro de la puerta insertando la grapa en la nervadura de chapa de la carrocería del vehículo, teniendo generalmente una zona de forma tubular para cerrar contra
ella
la puerta.
ANTECEDENTES
DE LA INVENCION
Las
juntas de puertas de vehículos se utilizan en la
automoción
para asegurar la estanqueidad frente al aire,
agua
y ruido en las puertas de los vehículos, tanto
laterales
como en el caso de los portones traseros.
Las juntas comprenden básicamente una porción tubular y una grapa, a través de la cual se fija a una nervadura de simple, doble e incluso triple chapa de una puerta. A su vez dicha grapa incorpora un alma determinada por un fleje metálico para rigidizar el conjunto de la junta,
esencialmente en lo que se refiere a la grapa.
Se trata pues de piezas producidas mediante extrusión de compuestos de goma (principalmente materiales como EPDM) que se colocan en todo el perímetro de la puerta insertando la grapa en la chapa de la carrocería, teniendo generalmente una zona de estructura tubular para cerrar contra ella la puerta correspondiente.
Las juntas de puerta son perfiles de goma (compuestos de EPDM) con un alma metálica (fleje) incorporada en la grapa que forma parte de la junta. Generalmente suelen llevar dos materiales diferentes: goma en la zona de la grapa y un material de esponja en la zona del aletón y del tubular.
Las juntas se fabrican mediante el proceso de extrusión (se llama coextrusión a la extrusión de dos o más gomas), impulsando la goma mediante extrusión a través de una hilera (similar a un molde, aunque trabaja en abierto y en continuo, es decir, el material entra, se conforma en la hilera y sale con una forma determinada) .
Las extrusoras se componen de un cañón y un husillo, funcionando con el principio del tornillo de Arquímedes. La línea deberá estar dotada de tantas extrusoras como diferentes gomas haya en el perfil a obtener.
Una vez que el perfil de la junta es extruido, es necesaria la vulcanización de las gomas mediante una gran aportación de calor (hornos microondas, hornos de aire caliente, etc.). Mediante la vulcanización se entrelazan las cadenas de polímeros (cauchos) empleando puentes, tales como el azufre, para crear una retícula elástica.
La estanqueidad contra la puerta se asegura con la porción tubular de la junta mientras que la estanqueidad en la grapa se tiene que garantizar en el interior de la misma. El problema de estanqueidad en la grapa se centra esencialmente en las juntas del portón trasero del vehículo, ya que es esta zona donde más disparidad de espesores de chapa encontramos. Así nos podemos encontrar
con dos o tres chapas conformantes de la nervadura superpuestas en zonas de la carrocería, incluso con diferentes alturas, por lo que se generan puntos de entrada de agua a través de la grapa.
Para solucionar este problema de estanqueidad en la grapa, actualmente existen dos posibilidades: una de ellas es realizar un enmasillado y una segunda es la de emplear sistemas de sellado contra goma.
La primera solución mediante enmasillado se basa en colocar en el fondo de la grapa masilla sellante, de tal manera que la misma rodea toda la chapa, adaptándose a las variaciones de espesor que ésta pudiese tener.
Se trata de un fluido de alta viscosidad con capacidad para adaptarse a los huecos de las chapas en la carrocería. El comportamiento de la masilla es plástico, por lo que
puede
deformarse para cerrar los huecos de entrada de agua.
Se
aplica con la pieza ya vulcanizada, ya que un calor
excesivo
la resecaría y perdería por tanto sus
características
de adaptabilidad.
Aunque
es la solución más fiable, tiene otros
inconvenientes
añadidos:
Variaciones en la aportación de masilla: la masilla es un producto muy viscoso, por lo que es necesario disponer de una bomba de engranajes para garantizar con precisión la cantidad de masilla aplicada en el perfil conformante de la junta.
Coste de la masilla. Este es un material
relativamente caro. Si la pieza se moldea (unión a testa), hay que dejar los extremos de la pieza sin masilla para poder moldear. Para evitar este problema existen dos soluciones:
Aplicación de un enmasillado selectivo o aplicación de un enmasillado perimetral.
En el caso del enmasillado selectivo se deja una zona sin enmasillar en la propia extrusión, para posteriormente seccionar por la mitad de esta zona, de tal modo que queden dos extremos de la pieza libres de masilla. La ventaja de este enmasillado selectivo es que el enmasillado se realiza en línea y por lo tanto no hay sobrecostes en el manipulado para enmasillar.
En cambio este enmasillado selectivo presenta los
siguientes inconvenientes: En primer lugar hay que posicionar correctamente el perfil en la máquina cortadora, ya que la operación de enmasillado selectivo determina la longitud de la pieza antes del corte, por lo que para tener buena precisión hay que dejar un retal para acumular los errores, lo que supone un coste añadido, o cortar con cabezal alternativo y después refrentar extremos para la unión a testa, ya que el corte con cabezal alternativo no garantiza la buena calidad de corte
(el perfil
no se para a la hora de cortar).
Es
necesario reponer la masilla en la zona de la
unión,
operación esta realizada manualmente por lo
que
genera un gasto extra.
El nivel de desperdicio de piezas con enmasillado selectivo es históricamente mayor que una pieza sin dicha operación.
En cuanto al enmasillado perimetral, cabe señalar que primero se extruye la pieza sin enmasillar en línea, después se realiza la unión a testa y posteriormente se aplica masilla en una enmasilladora perimetral (sistema compuesto por un plato giratorio donde se coloca la pieza unida en aro y se enmasilla toda la longitud).
Las ventaj as de este enmasillado perimetral son que por un lado se elimina el problema de corte con retal o refrentado de extremos y por otro lado no es necesario reponer masilla en la zona de la unión, ya que el enmasillado se realiza en toda la pieza una vez unida en
aro.
El inconveniente de este enmasillado perimetral radica en que es necesaria una enmasilladora perimetral, con los platos propios con la forma del perfil a enmasillar.
Otra solución para mejorar la estanqueidad en la grapa es colocar en el fondo de la misma un elemento que garantice el cierre estanco con la carrocería del vehículo. Generalmente dicho elemento es un material de esponja para que se adapte mejor al borde libre de la nervadura de chapa
o chapas. La goma utilizada es una goma vulcanizada muy elástica, pero que carece de un comportamiento plástico que garantice el sellado por la grapa.
Este sistema no es tan eficaz como la masilla en cuanto a estanqueidad, pero tiene la ventaj a de eliminar operaciones que se realizan en los casos de emplear el sistema de enmasillado.
Las soluciones más usuales son las adoptadas como una aleta interior de esponja en voladizo enfrentada y próxima al fondo de la grapa y cuando se aplica el material de esponja directamente sobre una parte del fondo de esa
grapa,
siendo preferible la solución de la aleta en
voladizo
frente a la del material de esponja aplicado
directamente
sobre el fondo de la grapa.
Las
ventajas de este sistema es la eliminación de
todos los extracostes asociados a la aplicación de masilla y al tratamiento de las piezas que van a unirse a testa.
Por el contrario, los inconvenientes de este sistema son los siguientes:
El sellado de la grapa es mucho menos fiable que el
de la masilla, siendo este tipo de soluciones no
válidas para determinados casos en los que la
situación de las chapas es desfavorable.
Por otro lado, con este sistema queda poco espacio para introducir la goma del fondo, teniendo que hacerla pasar por en medio de las aletas de atrape.
Puede ser limitada la longitud de las aletas de atrape, o incluso darse el caso de que se comunique el canal de la esponja con las puntas de las aletas de atrape.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Con el fin de alcanzar los obj etivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas, siendo también objeto de la invención la junta de puerta obtenida.
El sistema se basa en el empleo de una extrusora adicional a través de la cual se extruye un material que posee las ventajas de la masilla, es decir, se trata de un material blando y plástico con capacidad para sellar las entradas del agua por la chapa de la carrocería en el interior de la grapa, pero que no posee los inconvenientes de la masilla.
Dicho material extruible es un material de esponja sellante, con una formulación característica muy similar a una esponja convencional, pero con las siguientes diferencias principales:
Ausencia de aceleración: la goma no tiene ni azufre
ni
agentes acelerantes, o si los tiene son en
cantidades
muy inferiores a lo normal.
Mayor
cantidad de agente esponjante.
Menor
viscosidad y dureza, de manera que la goma es
más
blanda de lo normal, ya que su objetivo es
adaptarse
a la chapa de la carrocería.
Al
no tener aceleración (o una mínima aceleración), la
acción
del agente esponjante será mayor, ya que en el
momento de gasificación del agente la goma presentará menor resistencia que una goma con aceleración. Esto j unto con una mayor cantidad de agente esponjante para crear más números de poros, creará una retícula de goma sin vulcanizar son agujeros en su interior.
La bandeja de viscosidad y dureza de la goma es importante para mejorar el comportamiento plástico del material una vez colocado en el perfil y a temperatura ambiente. Un material con dichas características tendría la capacidad de absorber las diferencias de espesores de las chapas de la carrocería correspondientes con las nervaduras donde engancha la junta por su grapa, y garantizar un sellado suficiente para ser una alternativa a la masilla.
Este material se extruiría mediante una extrusora adicional, de tal modo que la entrada de dicho material a la hilera se podría hacer bien desde el frontal de la hilera para no tener que modificarla o bien creando un nuevo cabezal. Este material es conducido desde la entrada
(bien en el cabezal, bien desde el frontal de la hilera) hasta el fondo de la grapa sin haber extruido las aletas de atrape todavía, aunque con una geometría lo suficientemente definida como para acceder a su alojamiento.
Una vez que se ha posicionado la esponja sellante, se colocan las aletas de atrape en la última rodaj a de la hilera.
Al estar totalmente garantizada la posición de la esponj a sellante, no es necesario colocar ningún elemento de retención para la misma (cuando se coloca masilla es habi tual tener que colocar aletas de retención de masilla para garantizar la posición)
Las ventaj as del nuevo sistema frente al proceso de aplicación de masilla son las siguientes:
El material se coloca en el propio cabezal de
extrusión.
El coste del material por unidad de superficie en
sección es menor que la masilla.
Se pueden realizar uniones a testa con el material
en el interior, eliminando operaciones de
enmasillado selectivo o perimetral y posterior
reposición de masilla.
La cantidad está regulada por una extrusora, garantizando el caudal mucho mej or que con bombas
para masilla.
La posición está garantizada por la hilera, de
manera que no hay posibilidad de colocarla mal.
No tiene ningún problema de suciedad ni atascos.
El material de esponja que se utiliza posee como características novedosas las siguientes:
Posee una viscosidad Mooney según ASTM D-1646 a
100°C ML entre 25 y 35.
La curva reométrica a 180°C, ángulo de oscilación
0,5, el tiempo de vulcanización al 90% se encuentra
por encima de 2 minutos.
La diferencia principal del sistema convencional con el nuevo sistema estriba en la correcta colocación del material sellante en el cabezal de extrusión.
En una hilera normal, la zona de la grapa queda libre de otros materiales que no sea la goma maciza de la extrusora principal. Se pueden hacer entradas desde el comienzo para definir la geometría en las aletas y no supone ningún problema.
En las hileras con esponja en el fondo de la grapa, se respeta la misma técnica, introduciendo la esponja del fondo por un canal entre las aletas, teniendo como inconveniente el poco espacio que queda para las mismas; además se pueden producir fugas de material de esponj a a las puntas de las aletas debido a la proximidad de los canales. Otro inconveniente es que la longitud de las aletas se ve limitada por el canal de la esponja de grapa.
En la nueva invención para colocar la esponja sellante se descartan las soluciones convencionales, ya que la baja viscosidad de la esponja hace que fluya por cualquier recoveco, inundando casi por completo las aletas en caso de utilizar la solución de esponja en el fondo de grapa.
Para evitar estos problemas, se ha de colocar la
esponj a sin tener definidas las aletas de la grapa para tener sitio suficiente para confinar el flujo del material de esponja sellante, para a continuación colocar las aletas y definir con la última rodaja.
Esto obliga a tener una placa más en la hilera, inconveniente menor si se conserva la anchura total de placas para evitar subir la presión.
Así en un primer paso se coloca el material de esponja sellante en el fondo de la grapa y en un segundo paso colocamos las aletas de macizo por un nivel superior al anterior.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Figura 1.-Muestra una vista de una junta de estanqueidad que se obtiene mediante el sistema para
fabricar
juntas de estanqueidad de puertas y junta de
puerta
obtenida, objeto de la invención. La junta se
obtiene
mediante extrusionado. La junta comprende
básicamente una porción tubular y una grapa en forma de "U" reforzada mediante un fleje embebido en el propio material. Dentro de la grapa se ajusta una nervadura de doble chapa de una carrocería de vehículos, contactando sobre las caras laterales de tal nervadura unos pares de aletas, contactando el borde libre de esa nervadura con un material de esponja sellante ubicado en el fondo de la grapa.
Figura 2.-Muestra una vista de la junta en una de las fases de fabricación en la que se aplica el material de esponja sellante sobre el fondo de la grapa, antes de conformarse los pares de aletas.
Figura 3.-Muestra otra fase de la conformación de la junta.
Figura 4.-Muestra una fase final en la que se muestra el conjunto de la junta totalmente conformada.
Figura 5.-Muestra una vista esquemática de un cabezal donde confluyen varias extrusoras para obtener la junta de la invención.
DESCRIPCION DE LA FORMA DE REALIZACION PREFERIDA
Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema para fabricar juntas de estanqueidad de puertas consiste en un sistema de extrusión con un cabezal 1 donde confluyen varias extrusoras 2-2'-2" con materiales diferentes para conformar una junta 3 de puerta de vehículo que comprende en principio al menos un cuerpo cerrado determinado por una porción tubular 4 y un cuerpo abierto
en
forma de "U" constitutivo de una grapa 5 mediante la
cual
se fija sobre una nervadura de doble chapa 6 de la
carrocería
7 de un vehículo, de manera que al cerrar la
puerta del vehículo, la misma contactará por su perímetro contra la junta 3 para asegurar un cierre que evite la entrada de agua, aire o ruido.
La grapa 5 incorpora un alma determinada por un fleje metálico 8 para dar rigidez y consistencia a dicha grapa 5, a la vez que incorpora pares de aletas enfrentadas 9 que contactan contra las caras de la nervadura de doble chapa
6.
El fleje metálico 8 está embebido en el material de la grapa 5 a la vez que se ha incorporado durante la extrusión de la misma y en general durante la extrusión del conjunto de la junta de estanqueidad 3.
Esta junta de estanqueidad 3 puede incorporar además otras partes añadidas, tal como un aletón 10, aparte de la porción tubular 4 y grapa 5, extruidas todas ellas.
La junta 3 de la invención puede incorporar también un material ubicado en el fondo de la grapa, caracterizándose porque comprende un material de espuma sellante 11 que posee una viscosidad Mooney según ASTM D-1646 a 100°C ML
entre
25 Y 35. Además la curva reométrica a 180°C ángulo
de
oscilación 0,5, el tiempo de vulcanización al 90% se
encuentra
por encima de 2 minutos.
El sistema para fabricar la junta de estanqueidad 3 de la invención, se caracteriza porque sobre el fondo de la grapa se aplica el material de espuma sellante 11 mediante un dispositivo aplicador 12 que forma parte de una extrusora adicional antes de conformar los pares de aletas 9 de la grapa 5, con lo cual se evita que parte de ese material de espuma de baj a viscosidad fluya fuera de la zona de aplicación (fondo de la grapa), evitando además que los pares de aletas 9 y otras partes del interior de la grapa 5 se impregnen indebidamente de ese material de espuma.
Así pues, al aplicar el material de esponj a sellante 11, antes de conformarse los pares de aletas enfrentadas 9 de la grapa 5, se tiene suficiente espacio para confinar el flujo de material de esponja sellante 11, para a continuación extrusionar tales aletas 9 de la grapa 5.
La boquilla del dispositivo aplicador 12 del material de espuma sellante 11 ocupa prácticamente toda la anchura del fondo de la grapa, con lo cual, se asegura mejor que el material sellante se aplique solamente sobre tal fondo de la grapa, evitando cualquier posibilidad de escape de ese material fuera de la zona de aplicación.
Sobre el material de esponja sellante 11 contactará el borde libre 13 de la nervadura de doble chapa 6, asegurándose una total estanqueidad en esa zona que se verá reforzada por los pares de aletas 9, que contactan contra las caras laterales de la nervadura de doble chapa 6.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. SISTEMA PARA FABRICAR JUNTAS DE ESTANQUEIDAD DE
    PUERTAS, siendo las juntas de las que se obtienen por
    extrusión de al menos un material, comprendiendo cada junta
    5
    de estanqueidad (3), al menos un cuerpo cerrado determinado
    por una porción tubular (4) y un cuerpo abierto en forma de
    "U" determinado por una grapa (5) que incorpora un alma
    embebida en el propio material y la cual está determinada
    por un fleje (8), incorporando la grapa (5) pares de aletas
    10
    (9) que contactan contra las caras laterales de una
    nervadura de chapa (6) de la carrocería de vehículo o
    similar, nervadura de chapa (6) ubicada dentro del espacio
    delimitado por la grapa, a la vez que el borde libre de esa
    nervadura de chapa (6) hace tope contra un material de
    15
    espuma sellante aplicado sobre el fondo de la grapa (5);
    caracterizado porque el material de espuma sellante (11) se
    aplica sobre el fondo de la grapa (5) antes de conformarse
    los pares de aletas (9), aplicándose dicho material de
    esponja sellante (11) mediante un dispositivo aplicador
    2 O
    (12) que forma parte de una extrusora adicional, ocupando
    dicho dispositivo aplicador (12) la mayor parte del espacio
    interior delimitado por la grapa (5), quedando enfrentada
    la boquilla del disposi tivo aplicador (12) en proximidad a
    toda la anchura del fondo de tal grapa (5).
    25
    2. SISTEMA PARA FABRICAR JUNTAS DE ESTANQUEIDAD DE
    PUERTAS, según la reivindicación 1, caracterizado porque el
    material de los pares de aletas (9) se extruye a
    continuación de la aplicación del material de esponja
    sellante (11)
    3 O
    3. JUNTA OBTENIDA MEDIANTE EL SISTEMA PARA FABRICAR
    JUNTAS DE ESTANQUEIDAD DE PUERTAS, según la reivindicación
    1, caracterizada porque el material de espuma sellante (11)
    posee una viscosidad Mooney según ASTM D-1646 a 100°C ML
    entre 25 y 35, a la vez que la curva reométrica a 180°C
    35
    ángulo de oscilación 0,5, el tiempo de vulcanización al 90%
    se encuentra por encima de 2 minutos.
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