ES2843699T3 - Pieza moldeada y procedimiento de fabricación de tal pieza moldeada - Google Patents

Abstract

Pieza (1) moldeada, formada a partir de una conexión integral entre un soporte (2), un revestimiento (3) moldeado y una espuma originalmente líquida (5) que se introdujo en una cavidad (4) de la pieza (1) moldeada entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado y que se espumó y solidificó mediante una reacción química, en donde a lo largo del borde (6) exterior de la pieza (1) moldeada, entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado, se encuentra presente un sello (8) de canal que consta de varios canales (7) dispuestos uno al lado del otro, en donde los canales (7) individuales del sello (8) de canal salen en la dirección de la cavidad (4) de la pieza (1) moldeada rellena con la espuma (5) en un arco (9) y terminan directamente en la cavidad (4) rellena con espuma (5), caracterizada porque cada canal (7) del sello (8) de canal presenta una abertura (10) de entrada apuntando en dirección opuesta a la dirección de la espuma (5) que se extiende a través del espumado.

Description

DESCRIPCIÓN

Pieza moldeada y procedimiento de fabricación de tal pieza moldeada

La invención se refiere a una pieza moldeada y a dos procedimientos diferentes para producir una pieza moldeada con tal dispositivo.

Como “piezas moldeadas” se hace referencia en general a componentes compuestos que constan de al menos dos componentes diferentes y presentan una “forma” geométrica predeterminada. Por ejemplo, las piezas moldeadas de este tipo pueden ser piezas decorativas para vehículos de motor, como paneles de instrumentos, paneles de puertas o tapas de guanteras. En el caso de las piezas de revestimiento para vehículos de motor antes mencionadas en particular, un problema muy importante en la producción es que presentan una geometría compleja y, además, tienen que estar parcialmente equipadas con recortes que luego permiten instalar herrajes o instrumentos. Tales piezas moldeadas normalmente consisten en un soporte, un revestimiento moldeado y una capa de espuma introducida entre el soporte y el revestimiento moldeado, en donde la espuma de esta capa de espuma consiste en una mezcla de reacción originalmente líquida, que en general es espuma de poliuretano (PU). Los poliuretanos son plásticos o resinas sintéticas que resultan de la reacción de poliadición de dialcoholes o polioles con poliisocianatos. Durante la reacción química, se libera dióxido de carbono (CO²). La espuma de la pieza moldeada conecta materialmente el soporte con el revestimiento moldeado cuando ha reaccionado completamente y, por lo tanto, está espumada. En el caso de los revestimientos para vehículos automóviles antes mencionados, el revestimiento moldeado puede ser una decoración de color, una funda de cuero o una capa de plástico, que forma la superficie visible de un salpicadero, por ejemplo. Cuando se usa un “revestimiento moldeado” en el presente contexto, esta expresión no debe considerarse restrictiva. Por el contrario, el componente por conectar al soporte también pueden ser otros elementos estructurales, es decir, por ejemplo, también un soporte adicional o similar.

Sin embargo, además de la introducción de la capa de espuma entre dos componentes, también es conocido proveer solo un componente con una capa de espuma. Este proceso se denomina a menudo “reespumado” y también se puede utilizar para las piezas moldeadas descritas anteriormente o similares.

Durante la reacción química, a través de la cual la mezcla de reacción forma espuma, esta se esparce cada vez más y desplaza el aire o gas presente en la cavidad de los componentes por conectar, de modo que aquí se debe asegurar una descarga dirigida del aire o el gas. Otro aspecto muy importante en la producción de una pieza moldeada con una capa de espuma también consiste en que, por lo tanto, un dispositivo para producir dicha pieza moldeada, por ejemplo, una herramienta de formación de espuma, debe poder garantizar la eliminación de aire antes mencionada y, además, soportar la presión de reacción resultante. Para ello se requieren sistemas de sellado especiales, ya que, si los sellos no son lo suficientemente efectivos, pueden surgir las llamadas “cavidades de desprendimiento”, que forman células de CO² muy agrandadas o deformadas dentro de la capa de espuma, de modo que la capa de espuma no tiene la calidad requerida. Incluso puede llegar tan lejos que toda la pieza moldeada quede inutilizable. Los sistemas de sellado descritos anteriormente en un dispositivo para producir una pieza moldeada han requerido hasta ahora de manera desventajosa un borde de componente circunferencial muy ancho en la pieza moldeada, que debe separarse como residuo en un proceso posterior, lo que, a su vez, conlleva costos de fabricación adicionales y costos considerables de material y proceso. Los sistemas de sellado que se han utilizado hasta ahora son a menudo los denominados “sellos de contorno”. Los sellos de contorno de la herramienta de formación de espuma permanecen abiertos, al menos por secciones, hasta que se acerca la espuma. El sello de contorno tiene que realizar su función de sellado en un tiempo muy corto, lo que requiere un control o circuito correspondientemente complejo. Por regla general, se utilizan sistemas neumáticos para operar los sellos de contorno. Sin embargo, cuando se utilizan estos sellos de contorno, es casi inevitable que una cierta parte de la espuma pase por el área de sellado, ya que de lo contrario el aire o el gas no pueden escapar completamente de la cavidad entre el soporte y el revestimiento moldeado.

En el documento DE 69827178 T2, por ejemplo, se describe un sello de contorno para una herramienta de espumado, que presenta un elemento de tubo expansible, cuya pared es elásticamente deformable aumentando la presión interna que prevalece en el elemento de tubo. Cuando se hace referencia a la presión interna que prevalece en el elemento de manguera, se supone una presión de aire normal, de modo que un aumento en la presión interna significa un aumento en la cantidad por encima de la presión de aire normal. Según el documento DE 69827 178 T2, una parte del sello de contorno que forma el sello consiste en un cuerpo macizo de material elástico. Esta parte del sello de contorno se aloja en una ranura de guía de la herramienta de formación de espuma y, por tanto, se puede mover como un pistón. Dado que en la solución conocida el sello y el elemento de manguera están fabricados en una sola pieza, el sello de contorno es un elemento muy complejo y costoso de fabricar. Tales sellos de contorno para herramientas de espuma también están sujetos a un desgaste considerable, ya que están sujetos a altas cargas térmicas y mecánicas. Por el motivo mencionado, los sellos de contorno deben ser revisados y reemplazados a intervalos regulares. Esto también da como resultado unos costos de fabricación elevados para las piezas moldeadas producidas de esta manera.

El documento DE 10 2007 025 884 A1 también da a conocer un proceso de espumado posterior y un dispositivo adecuado para ello para producir un componente equipado con un lado decorativo. En este procedimiento, los sellos de contorno ya no se utilizan. Según el contenido de la descripción del documento, se forman espesamientos en particular en la región del borde de la pieza decorativa, que sirven como sello. Este sello forma así un sello de laberinto o de canal que recorre toda la circunferencia del componente por producir.

Además, el documento DE 102012219 107 A1 describe un procedimiento para producir una pieza de revestimiento para un vehículo y dicha pieza de revestimiento. La parte de revestimiento, a su vez, consta de un revestimiento moldeado y un soporte, entre los cuales se forma una cavidad que se llena de espuma en un dispositivo adecuado para producir la parte de revestimiento mediante una mezcla de reacción espumante. Una vez que se ha endurecido, la espuma forma una conexión integral entre el soporte y el revestimiento moldeado. En este documento se describen sellos de canal de diseño diferente, cada uno de los cuales se introduce en el área del borde del soporte y constan de elevaciones preferiblemente en forma de nervadura, entre las cuales se forma un canal para ventilar el gas que se crea durante el proceso de formación de espuma y está presente en la cavidad. Las aberturas de entrada del lado de la cavidad de los conductos descritos en el documento DE 102012 219 107 A1 para ventilación están diseñadas cada una como aberturas simples en los recorridos de los canales. En relación con la Figura 6C, se describe un sello de canal especial en el que los canales individuales discurren en un ángulo agudo con el borde exterior del soporte y están alineados en línea recta y paralelos entre sí.

También se hace referencia a la publicación WO 2008/012435 A2 como técnica anterior adicional.

El documento WO 2008/012435 A2 describe una pieza moldeada según el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento EP 2087985 A2 describe un procedimiento para producir una pieza moldeada.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar una pieza moldeada que presente una estructura simple y pueda fabricarse con un esfuerzo bajo y confiable en términos de tecnología de fabricación, en donde siempre debería ser posible producir piezas moldeadas de alta calidad de la misma calidad incluso en la producción en serie. Tampoco forma parte de la invención especificar un dispositivo con el que se pueda producir tal pieza moldeada y definir al menos un procedimiento adecuado para ello.

La invención resuelve este problema con las características de las reivindicaciones independientes 1, 13 y 14. Otras realizaciones de la invención son objeto de las subsecuentes reivindicaciones subordinadas.

Una pieza moldeada, formada a partir de una unión de material entre un soporte, un revestimiento moldeado y una espuma originalmente líquida, que se espuma y solidifica mediante una reacción química, introducida en una cavidad de la pieza moldeada entre el soporte y el revestimiento moldeado, en donde un sello de canal que consta de varios canales dispuestos uno al lado del otro está presente a lo largo del borde exterior de la pieza moldeada entre el soporte y el revestimiento moldeado, se desarrolló aún más de acuerdo con la invención con el fin de que los canales individuales del sello de canal se extiendan en la dirección de la cavidad de la pieza moldeada llena con la espuma y terminen directamente en la cavidad llena de espuma, en donde cada canal del sello de canal presenta una abertura de entrada que apunta en la dirección opuesta a la dirección de expansión de la espuma debido a la formación de espuma.

La ventilación esencial para la calidad de la pieza moldeada por producir se implementa en la solución según la invención, expresada en términos muy generales, mediante una pluralidad de canales individuales que se incorporan en las regiones de borde relevantes del soporte. La característica especial aquí es el diseño arqueado de las entradas en el lado de la cavidad de los canales individuales. Esto permite que el frente de espuma expansiva y el volumen de gas desplazado por él penetre de manera óptima en los canales del sello del canal sin, por ejemplo, bordes inclinados hacia arriba de la abertura de entrada que dificulten la descarga del aire o la penetración de la mezcla de espuma. Según la presente invención, el sello no se prevé en el dispositivo para la fabricación de una pieza moldeada, es decir, en la herramienta de formación de espuma, sino directamente sobre el soporte de la pieza moldeada. Esto significa una enorme ventaja en términos de tecnología de producción y economía, porque simplifica considerablemente la herramienta de formación de espuma. La fricción de fluido relativamente alta de la espuma en un canal estrecho se utiliza para sellar. Esta fricción del fluido genera calor adicional, que acelera aún más la reacción química de la mezcla de reacción y aumenta adicionalmente la viscosidad de la espuma. Como resultado, aumenta la fricción del fluido. Esto crea un proceso de autorrefuerzo que, a su vez, acelera significativamente el endurecimiento de la capa de espuma en el sello de canal.

Por lo tanto, el factor decisivo es la diferencia de viscosidad entre el aire y la espuma que, a su vez, influye en la respectiva resistencia al flujo.

Otro aspecto interesante de este procedimiento es que el dispositivo utilizado para producir una pieza moldeada, por ejemplo, en una herramienta de formación de espuma, puede prescindir de elementos de control.

Además, del modo según la invención, los residuos generados previamente en el caso de sellos de contorno en la herramienta de formación de espuma se pueden reducir a un mínimo absoluto. Por tanto, las piezas moldeadas de acuerdo con la invención pueden producirse en forma mucho más económica que antes. Se pueden lograr funciones confiables de desgasificación o ventilación, sellado confiable y reducciones considerables de costos. El sello de canal utilizado es de bajo desgaste y bajo mantenimiento en general.

La primera forma de realización de la invención es una pieza moldeada en la que los canales del sello de canal discurren en línea recta y están alineados en un ángulo agudo con el borde exterior de la pieza moldeada. Tal disposición de los canales ha demostrado ser óptima en términos de tecnología de producción y tecnología de flujo. Además, se puede lograr una densidad de canal relativamente alta como parte del sello de canal.

En el presente caso, una solución alternativa a esto es que los canales del sello de canal, vistos en la dirección del flujo, presenten un curso curvo, en forma de meandro o en zigzag.

En este caso, el principio básico es que todo el sello de canal se compone preferiblemente de una pluralidad de canales individuales en forma de laberinto, de modo que se pueda optimizar la ventilación o la desgasificación. Cuanto más cerca estén las aberturas de entrada de los canales individuales del sello de canal entre sí, mejor será la calidad de la formación de espuma de la cavidad entre el revestimiento moldeado y el soporte.

De acuerdo con la invención, cada canal del sello de canal presenta una abertura de entrada opuesta a la dirección de la espuma que se extiende debido a la formación de espuma. La expansión del frente de espuma se puede predeterminar con mucha precisión, ya que depende de la geometría interior de la cavidad por rellenar entre el soporte y el revestimiento moldeado de la pieza moldeada. La alineación exacta de la abertura de entrada con el frente de espuma expansiva permite la entrada de baja fricción de la mezcla de reacción espumante, que forma la espuma después de que se ha endurecido. En consecuencia, la fricción fluida de la espuma ya descrita al principio solo se utiliza después de que ha entrado en el canal.

La abertura de entrada en el sentido de la invención forma la boca del lado final del arco de cada canal, siendo una variante especial del sello de canal que la distancia entre dos aberturas de entrada dispuestas contiguas entre sí está entre 25 mm y 35 mm. Sin embargo, aquí se prefiere una distancia en el rango de 30 mm. Las pruebas han demostrado que este diseño permite una eliminación óptima del gas presente y la mejor absorción posible de la mezcla de reacción de propagación en los canales.

El diseño geométrico del sello del canal y la disposición de los canales individuales permiten una declaración muy precisa sobre el comportamiento del sello del canal y es de crucial importancia para la calidad de la pieza moldeada por producir. Por este motivo, otra propuesta de la invención consiste en disponer los canales del sello de canales equidistantes entre sí.

Los canales individuales del sello de canal también pueden presentar una sección transversal en forma de onda, preferiblemente sinusoidal. Por supuesto, también son posibles otras geometrías, como una forma de V o una forma de U. La forma de onda, en particular la geometría sinusoidal, ha demostrado ser particularmente ventajosa porque representa una variante que es ventajosa en términos de tecnología de fabricación porque facilita la extracción del soporte de un molde de fundición para fabricar el soporte y también proporciona una superficie de conexión relativamente grande entre el revestimiento moldeado y las superficies adhesivas formadas por los canales del sello de canal. Al mismo tiempo, la espuma forma una especie de adhesivo entre el revestimiento moldeado y el soporte, ya que crea una conexión integral entre estos componentes.

Para el diseño geométrico de la sección transversal de un canal individual del sello del canal, se determinó un área de la sección transversal de entre 0,15 mm2 y 0,4 mm2 dependiendo de la viscosidad de la espuma por procesar. Como puede verse en el mismo, los canales del sello de canal en general presentan un área relativamente pequeña y, en consecuencia, están diseñados para ser relativamente estrechos. Esto lleva a que se consiga una ventilación óptima y al mismo tiempo el calor de fricción ya descrito al principio y que surge en los canales a través de la entrada de la espuma puede utilizarse en forma obvia para acelerar el proceso.

Para la longitud del canal del sello del canal, dependiendo de la viscosidad de la espuma, se han mostrado particularmente ventajosos órdenes de magnitud entre 30 mm y 60 mm. La regla general aquí es que, si la espuma presenta una alta viscosidad, una pequeña longitud del canal del sello del canal es suficiente, mientras que, si la espuma presenta una baja viscosidad, la longitud del canal debe ser mayor. Sin embargo, dado que la longitud de los canales del sello del canal es relativamente pequeña en general, esto significa que el área del borde en el soporte o en el revestimiento moldeado también se puede estrechar, lo que conduce a la reducción del desperdicio que se produce como se mencionó al principio.

Con el fin de asegurar la eliminación sin problemas del aire o los gases de la cavidad entre el soporte y el revestimiento moldeado, una realización de la invención consiste en que el sello del canal presenta una abertura de descarga de aire que está abierta al medio ambiente. En el caso más simple, esta abertura de descarga de aire puede ser una abertura, en la que cada canal del sello de canal puede presentar su propia abertura y también se puede prever una abertura común para varios canales. Lo único importante aquí es que no existe una resistencia significativa al volumen de aire o gas que emerge para no obstaculizar la descarga.

Otro aspecto muy importante de la mejora de la descarga de aire se ve en el hecho de que las aberturas en los canales del sello de canal están previstas en particular en áreas de esquina y/o transiciones geométricas de la pieza moldeada. En consecuencia, las aberturas de salida de aire también deben estar disponibles en los puntos más altos del sello del canal. Este principio también se conoce, por ejemplo, para la ventilación de sistemas de calefacción en espacios habitables y se utiliza para la solución según la invención. La disposición de las aberturas de descarga de aire en puntos altos del soporte es importante siempre que la pieza moldeada por producir presente pendientes.

Como ya se ha dicho, muchas piezas moldeadas presentan geometrías muy complejas. Además, a menudo es necesario prever recortes en los que posteriormente se deben insertar instrumentos, unidades o componentes adicionales. Dado que anteriormente esto no era posible de otra manera por razones de fabricación, estos recortes se recubrieron completamente con espuma en soluciones conocidas del estado de la técnica, lo que condujo a una pérdida considerable de material, porque los recortes cerrados como resultado tuvieron que ser posteriormente liberados del material adherido después de que la pieza moldeada fuera retirada de la herramienta de formación de espuma para poder insertar los instrumentos, componentes o conjuntos mencionados en la pieza moldeada.

Con la solución de acuerdo con la invención, ahora es posible por primera vez rodear el contorno exterior de un recorte de este tipo con un sello de canal de modo que la pieza moldeada ya no presente una capa de espuma en esta zona y, por lo tanto, se termine inmediatamente después de la fabricación de la pieza moldeada. Por lo tanto, la reelaboración se limita al mínimo y el desperdicio resultante se reduce significativamente con esta solución.

Un dispositivo para producir una pieza moldeada descrito anteriormente presenta al menos una herramienta superior que se puede colocar o conectar a una herramienta inferior correspondiente, formándose una cavidad que forma la pieza moldeada por producir entre la herramienta superior y la herramienta inferior.

La pieza moldeada por producir en el dispositivo consiste en una conexión cohesiva entre un soporte, un revestimiento moldeado y la capa originalmente líquida de espuma que forma espuma a través de una reacción química y autopolimerizable para ser introducida entre el soporte y el revestimiento moldeado.

Las zonas de borde del soporte o del revestimiento moldeado que son decisivas para la conformación están equipadas con un sello de canal, lo que significa que el dispositivo está diseñado como tal sin dicho sello de contorno. De este modo, el dispositivo se simplifica en una medida muy decisiva, lo que conduce a una reducción del esfuerzo de producción y una reducción considerable del costo de fabricación del dispositivo. La cavidad presente en el dispositivo presenta la forma negativa de la pieza moldeada por realizar, como era el caso anteriormente. Los elementos de control para sellos de contorno, es decir, por ejemplo, dispositivos de control neumáticos y electrónica compleja para implementar los controles, sin embargo, pueden omitirse por completo en un dispositivo según la invención o al menos reducirse al mínimo absoluto. Los controles deslizantes complejos, como se usaban anteriormente en algunos diseños de dichos dispositivos, ya no son necesarios o solo se requieren en una medida muy limitada.

El procedimiento de acuerdo con la invención para producir una pieza moldeada con tal dispositivo se caracteriza por las siguientes etapas del procedimiento:

- introducción de un revestimiento moldeado en una parte de la cavidad formada en el dispositivo,

- disposición de un soporte en la otra parte correspondiente de la cavidad formada en el dispositivo,

- cierre del dispositivo y al mismo tiempo creación de las condiciones de reacción necesarias para el proceso de formación de espuma de la mezcla de reacción,

- introducción de la mezcla de reacción líquida, que luego formará la espuma, en una cavidad presente entre el soporte y el revestimiento moldeado, en donde el proceso de formación de espuma, seguido de la mezcla de reacción de espuma que se extiende en su volumen, se descarga del espacio intermedio a través de un sello de canal que está presente en el soporte y/o en el revestimiento moldeado y consta de varios canales dispuestos uno al lado del otro hasta que la mezcla de reacción llena el sello de canal y cierra debido a su endurecimiento, - endurecimiento completo de la mezcla de reacción con la formación de la capa de espuma que une firmemente el soporte y el revestimiento moldeado entre sí,

- apertura del dispositivo y retiro de la pieza moldeada producida.

Como alternativa a esto, el dispositivo también puede cerrarse solo cuando la mezcla de reacción líquida, que luego formará la espuma, se ha introducido previamente en una cavidad presente entre el soporte y el revestimiento moldeado. Si, en este contexto, se crean las condiciones de reacción necesarias para el proceso de formación de espuma de la mezcla de reacción, el proceso de formación de espuma resultante hace que el aire, seguido de la mezcla de reacción de formación de espuma, que se extiende en volumen, pase a través del sello del canal en el soporte y/o en el revestimiento moldeado hasta que la mezcla de reacción llene el sello del canal y lo cierre a través de su endurecimiento.

La creación de las condiciones de reacción necesarias para el proceso de formación de espuma de la mezcla de reacción incluye en este caso, por ejemplo, el calentamiento de la herramienta superior o inferior, que se puede realizar de manera convencional mediante un dispositivo de calentamiento o suministrando agua caliente. Según la invención, es importante que el sello de canal se pueda formar sobre el soporte o sobre el revestimiento moldeado o también sobre ambos componentes. La mezcla de reacción reactiva, que luego forma la espuma, empuja el aire presente en la cavidad entre el soporte y el revestimiento moldeado frente a él, que resulta de las diferentes viscosidades del aire y la espuma, de modo que el frente de espuma posterior se puede expandir hacia las áreas de esquina más pequeñas de la pieza moldeada por producir y así se consigue un llenado al ciento por ciento de la cavidad entre el revestimiento moldeado y el soporte, lo que permite una pieza moldeada libre de defectos, bolsas de aire o cavidades. Como resultado, se puede garantizar un alto nivel de calidad de producción con el procedimiento según la invención.

Una primera forma de realización del procedimiento según la invención se puede ver en el hecho de que el revestimiento moldeado se introduce en la herramienta inferior y el soporte se introduce en la herramienta superior correspondiente.

Sin embargo, como alternativa a esto, también es posible introducir el revestimiento moldeado en la herramienta superior y el soporte en la herramienta inferior correspondiente.

La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Los ejemplos de realización mostrados no representan una restricción a las variantes mostradas, sino que simplemente sirven para explicar un principio de la invención. Los componentes idénticos o similares siempre se indican con los mismos números de referencia. Para poder ilustrar el modo de funcionamiento según la invención, las figuras muestran sólo representaciones esquemáticas muy simplificadas en las que se ha prescindido de los componentes que no son esenciales para la invención. Sin embargo, esto no significa que tales componentes no estén presentes en una solución según la invención.

Figura 1: muestra una vista parcial de un sello de canal de un soporte para la realización de una pieza moldeada, Figura 2: muestra un detalle de una sección a través de una primera realización de una pieza moldeada;

Figura 3: muestra un detalle de una sección a través de una segunda realización de una pieza moldeada, Figura 4: muestra un detalle de una sección a través de otra forma de realización de una pieza moldeada, Figura 5: muestra un detalle de un soporte con canales formados en el mismo,

Figura 6: muestra un posible desarrollo de la expansión del frente de espuma mediante una pieza moldeada, Figura 7: muestra un dispositivo abierto para producir una pieza moldeada,

Figura 8: muestra el dispositivo mostrado en la Figura 7 para la realización de una pieza moldeada en estado cerrado, y

Figura 9: muestra la sección IX ampliada de la Figura 8.

La Figura 1 permite una vista parcial de un sello 8 de canal de un soporte 2 para la realización de una pieza 1 moldeada. El soporte 2 presenta el mencionado sello 8 de canal solo en la zona de su borde 6 exterior. Según la invención, esto presenta la ventaja de que un dispositivo 13 para la realización de la pieza 1 moldeada, es decir, la herramienta de formación de espuma, se puede hacer extremadamente simple, ya que en este dispositivo 13 no es necesario incorporar sellos de canal.

El sello 8 de canal en la Figura 1 consta de una pluralidad de canales 7 equidistantes y en este caso adicionalmente paralelos, cada uno de los cuales presenta una abertura 11 de descarga de aire en el borde 6 exterior del soporte 2 y termina en un arco 9 en su lado opuesto a la abertura 11 de descarga de aire, lo que tiene como consecuencia que un frente 20 de espuma que se extiende en una cavidad 4 entre el revestimiento 3 moldeado y el soporte 2 durante el proceso de espumado puede penetrar en los canales 7 de una manera mejorada. Además, este diseño de los canales 7 también mejora la descarga de aire de la cavidad 4 en una medida decisiva. También es importante para el diseño del sello 8 de canal que los canales 7 estén dispuestos en un ángulo agudo con el borde 6 exterior del soporte 2. El extremo del arco 9 de cada canal 7 y, por tanto, la abertura 10 de entrada presente en esta zona está orientado en un ángulo a = 90° con el borde 6 exterior en el ejemplo mostrado. Además, la distancia entre dos arcos 9 adyacentes es de 30 mm y la longitud de cada canal 7 es de aproximadamente 60 mm. Con estas dimensiones, hasta ahora se han logrado resultados óptimos de la descarga de aire.

De la Figura 2, se desprende un corte a través de una primera realización de una pieza 1 moldeada, en la que la particularidad es que la pieza 1 moldeada presenta un recorte 12 que, una vez fabricada la pieza 1 moldeada, puede servir, por ejemplo, de válvula o para tomar un instrumento o un componente. En el presente caso, la pieza 1 moldeada consta de un soporte 2 y un revestimiento 3 moldeado, entre los cuales se dispone una capa de espuma 5 como conexión de material. La capa de espuma 5 es generada por una mezcla de reacción originalmente líquida, espumante por reacción química y luego autoendurecible, que se introduce en la cavidad 4 existente entre el revestimiento 3 moldeado y el soporte 2 y allí reacciona, es decir, espuma hasta que la cavidad 4 está completamente llena. Un sello 8 de canal presente en el borde 6 exterior entre el soporte 2 y el revestimiento 3 moldeado sirve para descargar inicialmente el aire presente en la cavidad 4 y el gas resultante de la reacción química de la espuma de manera dirigida. Para este propósito, el sello 8 de canal consta de una pluralidad de canales individuales 7, cuya disposición y estructura se describirán con mayor detalle a continuación. En la zona de transición entre el recorte 12 y la pieza 1 moldeada, también están presentes en esta realización puntos 17 de rotura predeterminados, que facilitan la separación del revestimiento 3 moldeado que forma el recorte 12, es decir, la parte del revestimiento 3 moldeado que ya no es necesaria. En este caso, es importante que la zona del recorte 12 no esté provista de una capa de espuma 5, que es posible exclusivamente por el sello 8 de canal utilizada, ya que esta se puede llevar hasta la zona de borde del recorte 12. Esto reduce la cantidad de residuos que se generan, lo que se traduce en ahorros considerables.

La Figura 3 muestra un detalle de un corte a través de una segunda realización de una pieza 1 moldeada. También se indica una parte de la herramienta 14 superior y la herramienta 15 inferior. La particularidad según la invención se desprende claramente de la Figura 3, que consiste en que en el dispositivo 13 para la realización de la pieza 1 moldeada no se forma un sello 8 de canal, sino directamente sobre la pieza 1 moldeada por fabricar, más precisamente sobre el soporte 2 de la pieza 1 moldeada. Este sello 8 de canal consta de un gran número de canales 7 individuales, preferiblemente laberínticos, que aquí presentan forma sinusoidal y que sirven para eliminar el aire presente en la cavidad 4 y el gas producido durante la formación de la espuma, que es predominantemente dióxido de carbono (CO²) y en los que la espuma entrante se endurece y por tanto solo cierra el sello del canal 8 cuando todo el volumen de aire presente en la cavidad 4 ha escapado completamente de la pieza 1 moldeada por producir. La espuma espumante crea así una conexión cohesiva entre el soporte 2 y el revestimiento 3 moldeado. El sello 8 de canal está diseñado en el soporte 2 como una reducción regional en la sección transversal. En consecuencia, aquí no se utilizan nervaduras en el sentido de una aplicación de material adicional.

En el ejemplo de la Figura 4, se muestra una variante especial de un soporte 2 con un revestimiento 3 moldeado apoyada contra él. En este caso, el soporte, de tan solo 2,8 mm de espesor, presenta en su zona de borde exterior un sello 8 de canal, que consta de un sistema de canales 7. La peculiaridad de este sello 8 de canal se puede ver en el hecho de que presenta un ancho de solo 5 mm y los canales 7 presentan una curva sinusoidal. En el caso del revestimiento 3 moldeado, se trata de un elemento de tan solo 1 mm de espesor y, por tanto, fácilmente deformable y que puede diseñarse como capa decorativa, por ejemplo. El bajo espesor del material del revestimiento 3 moldeado y su deformabilidad elástica asociada aseguran que el revestimiento 3 moldeado se imprima en el sello del canal 8 en aproximadamente 0,2 mm en el área del sello del canal 8 debido a la presión aplicada a través de la herramienta 14, 15, por lo que también se conoce como “sobrepresión”. Se ha descubierto que, de esta manera, se puede conseguir una mejora adicional en el sello en la zona del sello 8 de canal. El estampado o sobreprensado del revestimiento 3 moldeado en el sello 8 de canal, por lo tanto, solo tiene lugar cuando el dispositivo 13 para producir una pieza 1 moldeada está cerrado, es decir, cuando la herramienta de espumado está cerrada.

En el marco de la representación de la Figura 4, la Figura 5 muestra con más detalle de lo que era posible la sección final del soporte 2 en la zona del sello 8 de canal. De esto se puede ver que los canales 7 individuales, que están configurados con un perfil sinusoidal, presentan 0,7 mm de profundidad y 1,6 mm de ancho. En esta variante especial, como se muestra en la Figura 5, el radio del lado inferior de los canales 7 es aquí R = 0,2 mm. El radio de transición entre el canal 7 y la superficie del soporte 2 también presenta un valor de R = 0,3 mm.

La Figura 6 ilustra una vez más cómo se expande la espuma 5 dentro de la pieza 1 moldeada. Cabe señalar que, en el presente caso, el sello 8 de canal consiste en una multiplicidad de canales laberínticos 7 individuales. En el interior de la pieza 1 moldeada orientada hacia la cavidad 4, hay varias aberturas 10 de entrada de los canales 7, que están lo más cerca posible entre sí, a través de las cuales, por un lado, se puede descargar el aire o el gas formado en la cavidad 4 y, por otro lado, es posible la expansión del frente 20 de espuma. La espuma 5 recién puede penetrar en los canales 7 cuando el aire o el gas se han escapado completamente de la cavidad 4. A partir de la Figura 6, se desprende claramente que al final de este proceso de ventilación se forma una burbuja 21 de aire que se descarga a través de la última abertura 10 de entrada que todavía está libre y aún no está llena de espuma. Las flechas indicadas dentro de la burbuja 21 de aire están destinadas a ilustrar cómo el volumen de esta burbuja 21 de aire se reduce uniformemente durante el proceso de espumación de la espuma 5. Una vez que la espuma 5 se ha endurecido, establece una conexión integral entre el soporte 2 y el revestimiento 3 moldeado.

La Figura 7 muestra, en forma simplificada, un dispositivo 13 abierto para la realización de una pieza 1 moldeada, que en el presente caso es una herramienta de formación de espuma. El dispositivo 13 consta de una herramienta 14 superior y una herramienta 15 inferior opuesta, en donde, en el ejemplo mostrado, la herramienta 14 superior se puede mover en la dirección vertical simbolizada por la doble flecha “A”, de modo que el dispositivo 13 se puede abrir o cerrar mediante el movimiento de la herramienta 14 superior. En los lados opuestos de la herramienta 14 superior y la herramienta 15 inferior, estos presentan una cavidad 16 que corresponde a la forma negativa de la pieza 1 moldeada por realizar en el dispositivo 13. En la cavidad 16, por un lado, se utiliza el revestimiento 3 moldeado y, por otro lado, el soporte 2. Después de que se haya cerrado el dispositivo 13, se puede introducir una espuma 5 en la cavidad 4 formada entre el revestimiento 3 moldeado y el soporte 2 y espumar en ella. En la herramienta 14 superior o en la herramienta 15 inferior, también hay dispositivos no mostrados en la Figura 7 que permiten precalentar las herramientas de modo que las condiciones de reacción de la espuma 5 se mejoran como resultado. El dispositivo 13 también presenta, de una manera conocida per se, un marco 18 que sirve como estructura de soporte para la instalación del dispositivo 13. La herramienta 14 superior se mueve en la dirección de la doble flecha A a través de una unidad 19 de accionamiento, que aquí es un motor eléctrico, de modo que el dispositivo 13 se puede abrir o cerrar.

El dispositivo 13 cerrado se ilustra en la Figura 8, de la cual se puede ver que la herramienta 14 superior se movió en la dirección de la herramienta 15 inferior y ahora descansa en esta posición sobre la herramienta 15 inferior de manera estanca con respecto al entorno. Se inserta un revestimiento 3 moldeado en la herramienta 15 inferior y un soporte 2 se inserta en la herramienta 14 superior, entre los cuales la cavidad 4 se llena con una espuma 5, como resultado de lo cual se establece una conexión integral entre el soporte 2 y el revestimiento 3 moldeado.

El detalle ampliado de la Figura 8 constituye el objeto de la ilustración de la Figura 9. A partir de esto, el detalle descrito anteriormente se hace evidente en una vista ampliada. La capa de espuma 5 producida en la cavidad 4 se puede ver entre el soporte 2 en la herramienta 14 superior y el revestimiento 3 moldeado en la herramienta 15 inferior. La pieza 1 moldeada formada de esta manera se puede retirar directamente del dispositivo 13, para lo cual la herramienta 14 superior se lleva primero a una posición abierta.

Aunque la invención ha sido ilustrada y descrita con más detalle por la realización ejemplar preferida, la invención no está restringida por los ejemplos descritos y el experto en la técnica puede derivar de ellos otras variaciones sin apartarse del alcance de protección de la invención. En particular, la invención no se limita a las combinaciones de características especificadas a continuación, sino que también pueden formarse otras combinaciones y subcombinaciones que son obvias para los expertos en la técnica a partir de las características descritas.

Lista de signos de referencia:

1 pieza moldeada

2 soporte

3 revestimiento moldeado

4 cavidad

5 espuma

6 borde exterior

7 canal

8 sello de canal

9 arco

10 abertura de entrada

11 abertura de salida de aire

12 recorte

13 dispositivo

14 herramienta superior

15 herramienta inferior

16 cavidad

17 punto de ruptura predeterminado

18 marco

19 unidad de accionamiento

20 frente de espuma

21 burbuja de aire

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Pieza (1) moldeada, formada a partir de una conexión integral entre un soporte (2), un revestimiento (3) moldeado y una espuma originalmente líquida (5) que se introdujo en una cavidad (4) de la pieza (1) moldeada entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado y que se espumó y solidificó mediante una reacción química, en donde a lo largo del borde (6) exterior de la pieza (1) moldeada, entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado, se encuentra presente un sello (8) de canal que consta de varios canales (7) dispuestos uno al lado del otro,

en donde los canales (7) individuales del sello (8) de canal salen en la dirección de la cavidad (4) de la pieza (1) moldeada rellena con la espuma (5) en un arco (9) y terminan directamente en la cavidad (4) rellena con espuma (5), caracterizada porque cada canal (7) del sello (8) de canal presenta una abertura (10) de entrada apuntando en dirección opuesta a la dirección de la espuma (5) que se extiende a través del espumado.

2. Pieza moldeada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los canales (7) del sello (8) de canal discurren en línea recta y están alineados en ángulo agudo con el borde (6) exterior de la pieza (1) moldeada.

3. Pieza moldeada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los canales (7) del sello (8) de canal, vistos en la dirección de flujo de la espuma (5) expansiva, presentan un recorrido curvo, en forma de meandro o en zigzag.

4. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la abertura (10) de entrada forma la boca del lado final del arco (9) de cada canal (7).

5. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la distancia entre dos aberturas (10) de entrada dispuestas contiguas entre sí está comprendida entre 25 mm y 35 mm.

6. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los canales (7) del sello (8) de canal discurren equidistantes entre sí.

7. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la sección transversal de los canales (7) del sello (8) de canal presenta una forma de onda, una forma de V o una forma de U.

8. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la sección transversal de los canales (7) del sello (8) de canal en función de la viscosidad de la espuma (5) por procesar está comprendida entre 0,15 mm2 y 0,4 mm2.

9. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la longitud de los canales (7) del sello (8) de canal en función de la viscosidad de la espuma (5) está comprendida entre 30 mm y 60 mm.

10. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los canales (7) del sello (8) de canal presentan una abertura (11) de descarga de aire abierta al entorno.

11. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en cada zona de las esquinas y/o transiciones geométricas de la pieza (1) moldeada hay al menos una abertura (11) de descarga de aire.

12. Pieza moldeada de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza (1) moldeada presenta al menos un recorte (12), cuyo contorno está rodeado por un sello (8) de canal.

13. Procedimiento para producir una pieza moldeada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, producida en un dispositivo para producir una pieza moldeada que comprende una herramienta (14) superior que puede colocarse o conectarse a una herramienta (15) inferior correspondiente, en donde entre la herramienta (14) superior y la herramienta (15) inferior se forma una cavidad (16) que forma la pieza (1) moldeada por producir, formándose las regiones de borde de la cavidad (16) sin un sello (8) de canal, con las siguientes etapas de procedimiento:

- introducción de un revestimiento (3) moldeado en una parte de la cavidad (16) formada en el dispositivo (13), - disposición de un soporte (2) en la otra parte correspondiente de la cavidad (16) formada en el dispositivo (13), - cierre del dispositivo (13) creando al mismo tiempo las condiciones de reacción necesarias para el proceso de formación de espuma de la mezcla de reacción,

- introducción de la mezcla de reacción líquida, que luego forma la espuma (5), en una cavidad (4) presente entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado, en donde, durante el proceso de formación de espuma, el aire, seguido de la mezcla de reacción de formación de espuma que se extiende en su volumen, se descarga del espacio (12) intermedio a través de un sello (8) de canal en el soporte (2) y/o en el revestimiento (3) moldeado y que consta de varios canales (7) dispuestos uno al lado del otro, hasta que la mezcla de reacción llena el sello (8) de canal y lo cierra por su endurecimiento,

- curado completo de la mezcla de reacción con la formación de la capa de espuma (5) que une integralmente el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado entre sí,

- apertura del dispositivo (13) y retiro de la pieza (1) moldeada producida.

14. Procedimiento para producir una pieza moldeada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, producida en un dispositivo para producir una pieza moldeada que comprende una herramienta (14) superior que puede colocarse o conectarse a una herramienta (15) inferior correspondiente, en donde entre la herramienta (14) superior y la herramienta (15) inferior se forma una cavidad (16) que forma la pieza (1) moldeada por producir, formándose las regiones de borde de la cavidad (16) sin un sello (8) de canal, con las siguientes etapas de procedimiento:

- introducción de un revestimiento (3) moldeado en una parte de la cavidad (16) formada en el dispositivo (13), - disposición de un soporte (2) en la otra parte correspondiente de la cavidad (16) formada en el dispositivo (13), - introducción de la mezcla de reacción líquida, que luego formará la espuma (5), en una cavidad (4) presente entre el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado,

- cierre del dispositivo (8) mientras que al mismo tiempo se crean las condiciones de reacción necesarias para el proceso de formación de espuma de la mezcla de reacción, de modo que, durante el proceso de formación de espuma, el aire, seguido de la mezcla de reacción de formación de espuma que se extiende en su volumen, se descarga de la cavidad (4) a través de un sello (8) de canal en el soporte (2) y/o en el revestimiento (3) moldeado y que consta de varios canales (7) dispuestos uno al lado del otro, hasta que la mezcla de reacción llena el sello (8) de canal y lo cierra por su endurecimiento,

- endurecimiento completo de la mezcla de reacción con la formación de la capa de espuma (5) que une firmemente el soporte (2) y el revestimiento (3) moldeado,

- apertura del dispositivo (13) y retiro de la pieza (1) moldeada producida.

15. Procedimiento de producción de una pieza moldeada de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el revestimiento (3) moldeado se introduce en la herramienta (15) inferior y el soporte (2) se introduce en la correspondiente herramienta (14) superior.

16. Procedimiento de producción de una pieza moldeada de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el revestimiento (3) moldeado se introduce en la herramienta (14) superior y el soporte (2) se introduce en la correspondiente herramienta (15) inferior.