ES2764673T3 - Control de temperatura de herramienta - Google Patents

Abstract

Una herramienta de molde (100) que comprende una cara de herramienta (110) y una superficie de control de temperatura (112), opuesta a la cara de herramienta (110), caracterizada por que la herramienta de molde (100) comprende: una primera capa (102), que define la cara de herramienta (110) y la superficie de control de temperatura (112); una segunda capa (106), que define un taladro pasante (134); y un conjunto de control térmico (200), que comprende: una parte de base (202), asegurada a la segunda capa (106); y un transductor térmico (226), asegurado de forma movible a la parte de base (202) y cargado elásticamente en dirección axial de manera tal, que el transductor se alinea con la superficie de control de temperatura (112) al ensamblarse la primera capa (102) a la herramienta de molde (100).

Description

DESCRIPCIÓN

Control de temperatura de herramienta

La presente invención se refiere a una herramienta. Más concretamente, la presente invención se refiere a una herramienta que tiene una cara de trabajo controlada en su temperatura para el moldeo de metal, plástico y materiales compuestos.

Es conocida la práctica de variar la temperatura de una pieza de trabajo durante el procedimiento de conformación, a fin de conseguir el resultado requerido. Esto puede incluir colocar todo el conjunto de herramienta dentro de un autoclave con el fin de curar el material objeto para conseguir las propiedades del material deseadas en la pieza de trabajo.

Un problema de esta solución es que los autoclaves son grandes, ineficientes y, por tanto, caros de instalar y de utilizar. Otro problema es que la pieza de trabajo será curada, por lo común, a una única temperatura; el control dinámico de la temperatura a través de la pieza de trabajo no es, por lo general, posible. Es deseable variar la temperatura a través de la pieza de trabajo en casos en que el espesor o las propiedades del material requeridas precisan ser variadas dependiendo de la especificación funcional final de esa pieza de trabajo.

Se han propuesto soluciones para un control de la temperatura de la pieza de trabajo variable y dinámico. Ya se ha expuesto, en una ocasión, tal solución en la Solicitud anterior del presente Solicitante publicada con el número WO 2011/048365. Esta Solicitud propone el uso de un fluido de calentamiento y/o de enfriamiento bombeado a través de una serie de espigas de herramienta adyacentes con el fin de variar la temperatura de una cara de trabajo a través de la cara de trabajo. Tales espigas de herramienta se construyen de materiales con una elevada conductividad térmica, como los metales. El entorno agresivo a que se somete y la conductividad térmica del material metálico significan que no es posible instalar fácilmente en su interior la electrónica de control del calentamiento / enfriamiento y los circuitos de medición de la temperatura. En lugar de ello, las técnicas conocidas se sirven de unidades de calentamiento / enfriamiento distantes que bombean un fluido calentado o enfriado al interior de la herramienta.

Esta solución es complicada e ineficiente debido a que el fluido calentado o enfriado ha de desplazarse a lo largo de las conducciones de suministro.

Un problema adicional de la técnica anterior es que, a fin de mecanizar canales para fluido en las espigas, estas deben ser bastante voluminosas. Esto es desventajoso porque tendrán entonces una elevada inercia térmica. En otras palabras, necesitarán tiempo y energía para calentarse y enfriarse. Esto resulta desventajoso si la temperatura de la pieza de trabajo ha de ser cuidadosamente controlada. Tales herramientas son también ineficientes.

Es un propósito de la presente invención superar o, al menos, mitigar los problemas antes mencionados.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una herramienta de molde de acuerdo con la reivindicación 1.

Con el término “transductor” quieren decirse unos medios para la medición de temperatura, tales como un termopar. La herramienta de molde puede comprender un dispositivo de accionamiento térmico.

Preferiblemente, el dispositivo de accionamiento térmico es un calentador; más preferiblemente, el calentador es un calentador de fluido dispuesto en línea, que tiene una salida orientada hacia una herramienta de molde, en uso. Preferiblemente, se proporciona un miembro de contacto a tope montado para su movimiento con el dispositivo de accionamiento o transductor térmico, de tal modo que dicho miembro de contacto a tope se ha configurado para sobresalir hasta una posición más alejada de la base que el dispositivo de accionamiento o transductor, a fin de contactar con una herramienta de molde y, con ello, colocar el transductor o dispositivo de accionamiento en una posición predeterminada separada de una herramienta de molde, en uso.

Preferiblemente, el dispositivo de accionamiento térmico está fijado a la parte de base, y un transductor térmico está asegurado de forma amovible al dispositivo de accionamiento térmico y está cargado elásticamente de manera tal, que el dispositivo de accionamiento y el transductor se alinean por sí mismos al ensamblarse la parte de base a una herramienta de molde.

De preferencia, el dispositivo de accionamiento y el transductor están montados por respectivos elementos elásticos, de tal modo que el elemento elástico del transductor es menos rígido que el elemento elástico del dispositivo de accionamiento.

La herramienta comprende una primera capa y una segunda capa, de tal manera que la primera capa define una cara de herramienta, de modo que la base está asegurada a la segunda capa de forma tal, que el dispositivo de accionamiento y/o el transductor térmico está cargado hacia la cara de herramienta, y de tal forma que la primera capa de la herramienta de molde es reemplazable. Esto puede conseguirse mediante sujetadores mecánicos tales como pernos o tomillos.

Preferiblemente, se proporciona una capa intermedia entre las primera y segunda capas y que define una cámara de fluido intermedia en comunicación de fluido con la primera cámara de fluido.

Preferiblemente, la capa intermedia define una lumbrera de evacuación en comunicación de fluido con la cámara de fluido intermedia.

De preferencia, la lumbrera de evacuación está más cerca de la primera capa que de la segunda capa.

Preferiblemente, se proporciona comunicación entre la segunda cámara de fluido y la cámara de fluido intermedia. De preferencia, la abertura de salida del calentador está dirigida hacia la superficie de control de temperatura.

Preferiblemente, la herramienta comprende una primera capa aislante, colocada entre la primera capa y la capa intermedia, de tal modo que la primera capa aislante se construye de un material con una conductividad térmica más baja que la de la primera capa.

De preferencia, la herramienta comprende una segunda capa aislante, colocada entre la capa intermedia y la segunda capa, de tal manera que la segunda capa aislante está construida de un material que tiene una conductividad térmica más baja que la de la capa intermedia.

Preferiblemente, la superficie de control de temperatura comprende unas formaciones dispuestas para aumentar el área superficial de contacto con un fluido contenido en la cámara.

De preferencia, se proporciona un sensor dispuesto para detectar una temperatura de la superficie de control de temperatura.

Preferiblemente, la segunda capa comprende una abertura de entrada combinada de aporte de fluido y cable eléctrico.

De preferencia, la segunda capa tiene una abertura de entrada de aporte, de tal modo que dicha abertura de entrada de aporte de fluido se divide en un flujo de calentador, que entra en la abertura de entrada de calentador, y un flujo de control, que puentea la abertura de entrada de calentador y se ha dispuesto para fluir directamente al interior de la primera cámara de fluido.

Preferiblemente, el conjunto de calentador está montado de forma axialmente movible en la herramienta.

De preferencia, el conjunto de calentador está cargado elásticamente hacia la superficie de control de temperatura. Preferiblemente, el conjunto de calentador comprende un tope que se extiende más allá de la abertura de salida de calentador, hacia la superficie de control de temperatura, para contactar con ella con el fin de mantener una distancia predeterminada entre la abertura de salida de calentador y la superficie de control de temperatura.

De preferencia, el tope es ajustable con respecto a la abertura de salida de calentador.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método de fabricación de una pieza de trabajo de acuerdo con la reivindicación 10.

Se describirá, a continuación, una herramienta proporcionada a modo de ejemplo, de acuerdo con la presente invención, con referencia a las siguientes figuras, en las cuales:

La Figura 1 es una vista en corte lateral y en despiece de una primera herramienta de acuerdo con la presente invención;

La Figura 2 es una vista en estado ensamblado de la herramienta de la Figura 1;

La Figura 3a es una vista en planta inferior de una parte de la herramienta de la Figura 1; la Figura 3b es un corte alternativo tomado a través de la herramienta de la Figura 1;

La Figura 4 es una vista en perspectiva de una parte de una segunda herramienta de acuerdo con la presente invención; y

La Figura 5 es una vista en corte de una tercera herramienta de acuerdo con la presente invención.

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, una herramienta 100 comprende una primera capa 102, una capa intermedia 104, una segunda capa 106 y un conjunto de soporte 108.

La primera capa 102 comprende una cara de trabajo 110. La cara de trabajo 110 refleja la forma de una pieza de trabajo que se ha de conformar, y, a la hora de utilizarse, se asocia con una herramienta opuesta (no mostrada). En la faz inferior de la cara de trabajo 110, se ha definido una superficie 112 de control de la temperatura, tal y como se describirá más adelante.

La primera capa 102 está rodeada por una pared periférica 114 con el fin de definir un volumen encerrado. La primera capa 102 define un cierto número de cámaras discretas 118 que están delimitadas por una parte de la superficie 112 de control de la temperatura, por un primer extremo, y abiertas por un segundo extremo 116. Las cámaras 118 están separadas por unas paredes 120 de cámara que se extienden desde la superficie 112 de control de la temperatura hasta los extremos abiertos 116. De esta forma, la primera capa 102 define un tipo de estructura de panal de abejas que comprende un cierto número de cámaras discretas en forma de celda 118.

La superficie 112 de control de temperatura comprende un cierto número de nervaduras 122. Las nervaduras 122 proporcionan una gran área superficial de la superficie 112 de control de temperatura para que contacte con el fluido del interior de la cámara 118 y, con ello, favorecer la transferencia de calor entre el fluido y la superficie 112 de control de la temperatura. Así, pues, todo fluido que esté presente en ese instante en la cámara 118 influirá en la temperatura de la cara de trabajo 110 por conducción a través de la primera cámara 102.

La segunda capa 106 comprende un bloque 132 que tiene una serie de taladros pasantes 134. Cada uno de los taladros pasantes 134 contiene un aparato de montaje para un calentador de aire dispuesto en línea (según se describirá más adelante).

El conjunto de soporte 108 comprende una placa de obturación 136 que tiene una pluralidad de taladros ciegos 138 definidos en ella, una placa de soporte 140 y una pluralidad de vigas en 1142.

Además de los componentes antes mencionados, se han proporcionado una primera junta de estanqueidad 144 y una segunda junta de estanqueidad 146.

La capa intermedia 104 es intermedia con respecto a las primera y segunda capas, y comprende un bloque 124 que tiene un cierto número de taladros pasantes 125 definidos en él. Los taladros pasantes 125 se encuentran en comunicación de fluido a través de unas lumbreras internas 128. Los taladros pasantes próximos a la periferia del bloque 124 se encuentran en comunicación de fluido con el exterior de la herramienta a través de unas lumbreras de evacuación 130. De esta forma, la capa intermedia 104 proporciona una capacidad funcional de evacuación, tal como se describirá más adelante.

La herramienta 100 se ensambla como sigue.

Las vigas en I 142 forman una estructura de reacción para la herramienta, de tal manera que cualesquiera cargas de compresión que se impartan por parte de la herramienta opuesta (no mostrada) sobre la cara de trabajo 110 pueden encontrar una reacción. La placa de soporte 140 se monta en las vigas en I 142, y la placa de obturación 136 se coloca encima de la placa de soporte 140, tal y como se muestra en la Figura 2. La segunda capa 106 se monta entonces en la placa de soporte 140 de manera tal, que cada uno de los taladros pasantes 134 se alinea con un taladro ciego 138 respectivo de la placa de obturación 136.

Se ha proporcionado un calentador de aire dispuesto en línea 148, que tiene un conjunto calentador 150, una sección de tubo alargado 152 y una abertura de salida 154. El conjunto calentador 150 se monta dentro de la segunda capa 106, en el interior de un taladro pasante 134. Se apreciará que se instalan dentro de cada uno de los taladros pasantes 134 una pluralidad de tales calentadores. También se instalarán unos termopares que sobresalen hacia arriba, los cuales se describirán con mayor detalle más adelante.

La segunda junta de obturación 146 se coloca encima de la segunda capa 106. La segunda junta de obturación 146 comprende una pluralidad de orificios 156 que forman una obturación apretada en torno a la sección de tubo 152 del calentador 148. De esta forma, cuando cada uno de los calentadores 148 se instala conjuntamente con la junta de estanqueidad 146, cada uno de los taladros 134 es obturado en virtud de la placa de obturación 136 situada por debajo de la junta de estanqueidad 146, dispuesta encima.

La capa intermedia 104 se coloca entonces encima de la segunda capa 106, de tal manera que cada uno de los taladros pasantes 125 se alinea con un taladro pasante 134 respectivo. De esta forma, cada uno de los taladros pasantes 125 tiene parte de una sección de tubo 152 de calentador de aire contenida en su interior. La primera junta de estanqueidad 144 se coloca encima de la capa intermedia 104.

La primera junta de estanqueidad 144 comprende una serie de orificios 158 que son sustancialmente más anchos que las secciones 152 de los calentadores 148, de tal manera que los taladros pasantes 125 se abren hacia arriba. Finalmente, la primera capa 102 es apilada sobre la capa intermedia 104 de tal modo que cada una de las cámaras 118 se alinea con un taladro pasante 125 respectivo. De esta forma, los taladros pasantes 125 y las cámaras 118 se encuentran, cada uno de ellos, en comunicación con los demás.

Como se observará en la Figura 2, una vez ensamblado, la abertura de salida 154 de la sección de tubo 152 emerge próxima a la superficie 112 de control de temperatura de la primera capa 102.

Cada una de las juntas de estanqueidad 144, 146 se ha construido de un material térmicamente aislante. El material tiene una conductividad térmica inferior a la del material utilizado para construir las capas 102, 104. De esta forma, se minimiza la conducción entre la primera capa 102 y la capa intermedia 104.

De forma similar, la conducción entre la capa intermedia 104 y la segunda capa 106 se minimiza como consecuencia de la segunda junta de estanqueidad 146. Además de ello, debido a que los orificios 156 forman un cierre hermético en torno a las secciones de tubo 152 de los calentadores 148, no se permite ningún paso de fluido entre el taladro pasante 125 y los taladros pasantes 134. Así, pues, no se permite la transferencia de calor mediante conducción ni convección entre la capa intermedia 104 y la segunda capa 106.

Haciendo referencia a la Figura 3a, puede verse en ella una vista desde debajo de la primera capa 102. Se han formado una serie de pequeños rebajes u hoyuelos 160 en la superficie 112 de control de la temperatura. Además de los calentadores de aire dispuestos en línea 148, que se extienden desde la segunda capa 106, a través de la capa intermedia 104, hasta la primera capa 102, una serie de termopares 162 que tienen cuerpos alargados se han cargado elásticamente hacia arriba desde la segunda capa 106, en dirección a la superficie 112 de control de la temperatura y al interior de los rebajes 160. De esta forma, si la primera capa 102 se cambia (por ejemplo, para definir una cara de trabajo 110 que tenga un perfil diferente), entonces los termopares pueden desplazarse según sea apropiado y permanecer en contacto con la superficie 112 de control de la temperatura. Esto les permite medir con precisión la temperatura de la primera capa 102.

Se apreciará que cada uno de los termopares 162 está conectado a un sistema de control que, a su vez, controla cada uno de los calentadores 150 de manera tal, que es posible conseguir la temperatura deseada de la cara de trabajo 110. Semejante sistema se conoce en la técnica y no se describirá aquí.

A la hora de utilizarse, se bombea aire al interior de la abertura de entrada 153 del calentador de aire dispuesto en línea 148, y este es calentado por el conjunto calentador 150. Los circuitos de control y el cableado 149 hacia el calentador 150 son hechos pasar a través de las paredes de la segunda capa 106. El aire calentado se desplaza hacia arriba por la sección de tubo alargado 152, hasta la abertura de salida 154, donde incide en la superficie 112 de control de la temperatura. Se transfiere, con ello, calor a la superficie 110 de control de la temperatura, que es conducido a la cara de trabajo 110. El aire circula entonces hacia abajo a través de la cámara 118, al interior de la capa intermedia 104, donde pasa a través de las lumbreras interiores adyacentes 128 y es, finalmente, evacuado por las lumbreras de evacuación 130.

Se apreciará que la convección de fluido al interior de la segunda capa 106 no se permite debido a la presencia de la junta de estanqueidad 146.

Debido a que el fluido que sale por la abertura de salida 154 se habrá enfriado para cuando incida y rebote hacia la capa intermedia 104, se habrá enfriado ligeramente. Debido a que la capa intermedia 104 está aislada a conducción de la primera capa 102, estará ligeramente más fría. Como consecuencia de que no se permite la conducción ni la convección entre la capa intermedia 104 y la segunda capa 106, la segunda capa 106 está significativamente más fría que la capa intermedia 104 y, de esta forma, puede evitarse cualquier posibilidad de daño al conjunto calentador 150, a los circuitos de control situados en su interior o a los circuitos 162 de control de termopar. De esta forma, toda la electrónica y servicios necesarios pueden ser instalados dentro de la segunda capa 106, sin que surjan problemas significativos de una elevada (o reducida, en el caso de enfriamiento) temperatura.

Por otra parte, debido a que la capa intermedia 104 está aislada a conducción de la primera capa 102, la masa térmica de la primera capa 102 se reduce, con lo que se hace más fácil modificar dinámicamente la temperatura de la cara de trabajo 110 utilizando un fluido calentado.

El resultado de ello es una herramienta altamente ágil térmicamente, en la que la temperatura a través de las diversas zonas (controladas por las diferentes cámaras 118) puede ser variada independiente y fácilmente.

Haciendo referencia a la Figura 4, se muestra en ella el diseño detallado de un conjunto calentador dispuesto en línea 200. Dicho conjunto calentador 200 puede ser utilizado con la herramienta 100.

El conjunto 200 comprende un armazón de soporte 202 que define en su centro un taladro 204 de recepción de calentador, con un taladro de aseguramiento 206, un taladro 208 de recepción en contacto a tope, y un taladro 210 de recepción de termopar, separados entre sí en torno a la periferia del taladro de recepción de calentador. Los taladros periféricos 206, 208 y 210 están separados unos de otros de forma aproximadamente equidistante en torno al taladro 204 de recepción de calentador.

Se ha proporcionado un calentador de aire dispuesto en línea 212 en el conjunto 200. El calentador 212 comprende una abertura 214 de entrada de aire, que alimenta una cámara 216. La cámara 216 se encuentra en comunicación de fluido con un tubo 218 de calentador, el cual contiene un elemento de calentamiento eléctrico.

La cámara 216 contiene la electrónica de control y de potencia necesaria para el calentador. El tubo 218 termina en una abertura de salida axial 220.

El calentador 212 se asienta dentro del taladro 204 de recepción de calentador, perteneciente al armazón 202, y está asegurado al mismo por medios de aseguramiento convencionales (por ejemplo, mediante sujetadores tales como tornillos, o por soldadura):

Volviendo al armazón 202, existe un tetón de aseguramiento 222 instalado dentro del taladro de aseguramiento 206. El tetón 222 resulta adecuado para su aseguramiento dentro de una herramienta tal como la herramienta 100. En particular, el tetón de aseguramiento está unido a la herramienta de manera tal, que es relativamente movible con respecto a ella (por ejemplo, deslizando sobre un árbol vertical). El tetón de aseguramiento y, por tanto, el conjunto 200 pueden, por lo tanto, moverse con respecto a la herramienta, y, de preferencia, el conjunto 200 se monta de manera que esté cargado elásticamente hacia la superficie de control de la herramienta (es decir, la faz inferior de la cara de trabajo), por razones que se describirán más adelante.

Se ha proporcionado una barra de contacto a tope 224 montada dentro del taladro 208 de recepción en contacto a tope, que está fijada al armazón 202. La barra de contacto a tope 224 se extiende paralela al extremo de tubo 218 de calentador y más allá de este. La barra de contacto a tope 224 define una punta 225 que se asienta a una distancia axial predeterminada con respecto al extremo del tubo 218. Cuando la parte de la herramienta que comprende la cara de trabajo se coloca en la herramienta, la faz opuesta a la cara de trabajo (la superficie de control de la temperatura) entrará en contacto con la punta 225 de la barra de contacto a tope 224 y empujará el conjunto 200 hacia abajo. Debido a la distancia fija entre la punta 225 y el tubo 218, el extremo del tubo 218 permanecerá a la distancia predeterminada de la superficie de control de la temperatura de la herramienta. Esta distancia será optimizada con el fin de proporcionar las características de calentamiento / enfriamiento deseadas.

La posición axial de la barra de contacto a tope 224 dentro del taladro 208 de recepción en contacto a tope puede ser ajustada de tal modo que ajuste la distancia predeterminada entre el extremo del tubo 218 y la superficie de control de temperatura de la herramienta, en uso.

Existe un termopar alargado 226, situado dentro del taladro 210 de recepción de termopar y que comprende una punta 227. El termopar 226 comprende una brida 228 y un resorte de compresión 230 que se dispone atrapado entre la brida 228 y el armazón 202, de tal manera que el termopar 226 queda cargado de forma elástica axialmente. Por lo que respecta al termopar 162, la punta 227 se sitúa dentro de una formación existente en una superficie de control de temperatura de una herramienta, con el fin de medir la temperatura de la misma. Necesariamente, el resorte 230 es menos rígido que el resorte que fuerza el armazón 202 hacia arriba.

Haciendo referencia a la Figura 5, una herramienta alternativa comprende una serie de elementos de herramienta dispuestos en mosaico 300. Cada elemento de herramienta 300 comprende un primer cuerpo 306, un cuerpo intermedio 304 y un segundo cuerpo 302.

El primer cuerpo 306 se ha conformado generalmente en forma de cubo y tiene una abertura circular 322 definida en uno de sus lados. Opuestamente a la abertura 322, una pared 324 tiene una cara de trabajo 326 definida en la superficie exterior de la misma. Opuestamente a la cara de trabajo 326, se ha definido una superficie 328 de control de temperatura cuya área superficial se ha incrementado con una pluralidad de taladros mecanizados adyacentes, practicados en ella.

El cuerpo intermedio 304 es generalmente cilíndrico. El cuerpo intermedio 304 está abierto por un extremo inferior 318 y por un extremo superior 320. El cuerpo intermedio 304 define una lumbrera de evacuación 319, definida en una pared lateral y en comunicación de fluido con su interior.

El segundo cuerpo 302 es cilíndrico y es generalmente del mismo diámetro que el cuerpo intermedio 304. El segundo cuerpo 302 es hueco y tiene un extremo cerrado 308 y un extremo abierto 310. El segundo cuerpo 302 define una primera porción de taladro 312 que conduce al extremo cerrado 308 y que se abre hacia fuera en un hombro 313, a una segunda porción de taladro 314, de diámetro más grande. La segunda porción de taladro 314 se abre, de nuevo, a una tercera porción de taladro 316 que termina en el extremo abierto 310. Se ha dispuesto una abertura de entrada 315 de fluido / servicio en una pared lateral del segundo cuerpo 302, la cual se encuentra en comunicación de fluido con la primera porción de taladro 312.

Se ha dispuesto un elemento divisorio 330 dentro del segundo cuerpo 302, el cual constituye un miembro anular que tiene un taladro central 332 definido a su través.

Se ha dispuesto un calentador de aire en línea 334 dentro del elemento de herramienta 300. El calentador 334 comprende una sección de control / servicio 336 que tiene una abertura de entrada 338 de aire. La sección de control / servicio 336 contiene la electrónica necesaria para controlar y alimentar en energía el calentador 334. La abertura de entrada 338 está en comunicación de fluido con un tubo 340 para aire que se extiende hasta una abertura de salida axial 342. Se ha dispuesto un calentador de aire (no mostrado) dentro del tubo 340.

A fin de ensamblar el elemento 300, el calentador de aire dispuesto en línea 334 se coloca dentro del segundo cuerpo 302 y es soportado por el elemento divisorio 330. Se apreciará que el elemento divisorio 330, cuando se ensambla con el calentador 334, no obtura completamente el segundo cuerpo 302 pero permite el paso de fluido más allá del tubo 340, desde el extremo abierto 310.

El cuerpo intermedio 304 está asegurado, por su extremo inferior 318, al segundo cuerpo 302 y está obturado mediante una junta tórica 344 con el fin de evitar las fugas de fluido dentro del elemento 300.

El primer cuerpo 306 está asegurado al cuerpo intermedio 304 por el extremo superior 320 del mismo, y queda obturado en su lugar.

Se apreciará que la abertura de salida 342 está dirigida hacia la superficie de control de la temperatura y, de esta forma, se ha dispuesto para calentar (o enfriar, si se desea) la cara de trabajo 326.

Un primer termopar 346 se extiende desde el primer cuerpo 306 hacia la superficie 328 de control de la temperatura. Un segundo termopar 350 se extiende al interior del segundo cuerpo 302 con el fin de medir la temperatura del fluido de su interior.

Durante el uso, el elemento 300 se conecta a una fuente de suministro de aire situado en la abertura de entrada 315, y a una manguera de evacuación situada en la lumbrera de evacuación 319. Todos los cables de control eléctrico y de alimentación en energía están encaminados a través de la fuente 315 de suministro de aire y entran al interior del segundo cuerpo 302 por la abertura de entrada 315 de fluido / servicio. En consecuencia, la invención se sirve de un único taladro tanto para el suministro eléctrico como para el aporte de aire.

Algo del aire procedente de la abertura de entrada pasa a través del calentador 334 y es calentado para incidir en la superficie 328 de control de la temperatura, en la que calienta la cara de trabajo 326. El enfriamiento puede también conseguirse simplemente desactivando el elemento de calentamiento y prosiguiendo con el flujo de aire ambiental. Una vez que el aire ha incidido en la superficie 328 de control de la temperatura, fluye de vuelta al interior del cuerpo intermedio 304, desde el que puede salir a través de la lumbrera de evacuación 319.

El elemento 300 se ha diseñado de forma tal, que la presión dentro del segundo cuerpo 302, que rodea la electrónica situada dentro del calentador y el termopar, es más alta que la de la cavidad definida por los cuerpos intermedio y primero, 304 y 306. Esto es beneficioso para mantener un flujo constante de aire frío que fluye pasando a través del suministro eléctrico, pasando por el elemento divisorio 330 y entrando en los cuerpos intermedio y primero, 304 y 306, para mezclarse con el aire calentado y ser evacuado por la lumbrera 319. De esta manera, la capa de suministro eléctrico (representada por el segundo cuerpo 302) se mantiene a una temperatura controlada. Se apreciará también que la unión entre los cuerpos segundo e intermedio, 302 y 304, minimiza el contacto y, por lo tanto, la conducción entre ellos. El emplazamiento de la lumbrera de salida 319 cerca del primer cuerpo 306 también contribuye a asegurarse de que el nivel inferior del suministro eléctrico no es excesivamente calentado.

La temperatura del segundo cuerpo 302 puede ser cuidadosamente supervisada por el segundo termopar 350. A la hora de utilizarlo, se soldarán varios elementos 300 unos con otros para proporcionar una cara de trabajo de temperatura continua y variable.

Se apreciará que la espiga de herramienta 300 es una versión de una sola unidad de la herramienta 100, de tal manera que los cuerpos primero, segundo e intermedio, 306, 304 y 302, tienen las mismas funciones que las capas primera, segunda e intermedia, 102, 104 y 106, esto es, el control de la temperatura de la herramienta, la evacuación y la protección del suministro eléctrico, respectivamente.

Las herramientas que se han descrito anteriormente resultan particularmente adecuadas para entornos agresivos tales como en la formación de material compuesto de fibra, debido a que todo el recorrido del fluido está obturado. En consecuencia, las fibras dañinas no pueden entrar en el sistema.

La segunda capa del sistema puede estar simplemente abierta al aire ambiental, siempre que esté aislada de las capas exteriores y, en particular, al aire de calentamiento (que, en este caso, necesitaría ser extraído por un conducto)

La tecnología anterior es igualmente aplicable a tanto a un enfriamiento como a un calentamiento selectivos, y el calentamiento y el enfriamiento pueden ser utilizados en la misma herramienta.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. - Una herramienta de molde (100) que comprende una cara de herramienta (110) y una superficie de control de temperatura (112), opuesta a la cara de herramienta (110), caracterizada por que la herramienta de molde (100) comprende:

una primera capa (102), que define la cara de herramienta (110) y la superficie de control de temperatura (112); una segunda capa (106), que define un taladro pasante (134); y

un conjunto de control térmico (200), que comprende:

una parte de base (202), asegurada a la segunda capa (106); y

un transductor térmico (226), asegurado de forma movible a la parte de base (202) y cargado elásticamente en dirección axial de manera tal, que el transductor se alinea con la superficie de control de temperatura (112) al ensamblarse la primera capa (102) a la herramienta de molde (100).

2. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual el transductor térmico (226) es un termopar.

3. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la cual el conjunto de control térmico (200) comprende:

un dispositivo de accionamiento térmico (212), asegurado a la parte de base (202), de tal manera que la parte de base (202) está montada de forma amovible en la segunda capa (106) de un modo tal, que el dispositivo de accionamiento térmico (212) y el transductor térmico (226) se alinean por sí mismos al ensamblarse la primera capa (102) a la herramienta de molde (100).

4. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con la reivindicación 3, en la cual el dispositivo de accionamiento térmico es un calentador.

5. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con la reivindicación 4, en la cual el calentador es un calentador de fluido dispuesto en línea que tiene una abertura de salida (220) orientada hacia la primera capa (102), en uso.

6. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la cual el conjunto de control térmico (200) comprende un miembro de contacto a tope (224), montado para su movimiento con el dispositivo de accionamiento térmico, de tal modo que dicho miembro de contacto a tope (224) está configurado para sobresalir hasta una posición más alejada de la parte de base (202) que el dispositivo de accionamiento (212), a fin de contactar con la primera capa (102) y, con ello, colocar el dispositivo de accionamiento en una posición predeterminada, separada de la primera capa (102), en uso.

7. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en la cual la parte de base (202) y el transductor (226) están montados por medio de respectivos elementos elásticos, de tal modo que el elemento elástico (230) del transductor es menos rígido que el elemento elástico de la parte de base (202).

8. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una capa intermedia (104) entre la primera capa (102) y la segunda capa (106), de tal modo que el dispositivo de accionamiento térmico y/o el transductor pasan a través de la capa intermedia (104).

9. - Una herramienta de molde (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la primera capa comprende una pluralidad de cámaras, cada una de las cuales tiene un conjunto de control térmico (200).

10. - Un método para fabricar una pieza de trabajo, que comprende las etapas de:

proporcionar una herramienta de molde (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; proporcionar una herramienta de molde opuesta;

formar una pieza de trabajo entre la herramienta de molde y la herramienta de molde opuesta.

11. - Un método para fabricar una pieza de trabajo de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende la etapa de medir la temperatura de la primera capa de la herramienta de molde con el transductor térmico.

12. - Un método para fabricar una pieza de trabajo de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que la herramienta de molde (100) es una herramienta de molde de acuerdo con la reivindicación 4 o con cualquier reivindicación dependiente de la misma, y que comprende la etapa de calentar la primera capa de la herramienta de molde con el calentador.