MXPA02008959A

MXPA02008959A - Obturador expandible previamente formado.

Info

Publication number: MXPA02008959A
Application number: MXPA02008959A
Authority: MX
Inventors: David D Apfel
Original assignee: L & L Products Inc
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2005-06-06
Also published as: JP4936416B2; WO2001068342A1; US7011315B2; DE60130639D1; US6422575B1; US20020096833A1; EP1265738A1; CA2400739A1; AU2001243348A1; EP1265738B1; JP2004507670A; ATE374098T1

Abstract

La presente invencion esta dirigida a un obturador expandible preformado (10) que es adecuado para sellar y/o reforzar estructuralmente un miembro estructural (20) que tiene superficies que definen un espacio entre las mismas. El obturador (10) esta compuesto de por lo menos un nucleo interno expandible (12) que tiene una superficie externa y un revestimiento externo transportable (14) que preferiblemente encapsula sustancialmente el nucleo (12). En una modalidad preferida, la forma del obturador no expandido (10) se disena para coincidir con las superficies que definen un espacio entre las mismas al ocurrir la expansion. El recubrimiento adhesivo (14) esta generalmente seco al tacto a temperatura ambiente, sin embargo, al iniciar la expansion, el nucleo interno expande y el revestimiento circundante (14) es desplazado en una manera coordinada. Despues de algun periodo de expansion, el revestimiento externo (14) adhiere o une preferiblemente de manera durable a las paredes (22) de las superficies que definen un espacio entre las mismas y la superficie externa del nucleo (12). Tambien se divulga un metodo para utilizar dicho obturador (10).

Description

OBTURADOR EXPANDIBLE PRE-FORMADO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona generalmente con un artículo y un método para reforzar y/o sellar estructuras huecas y estructuras que incluyen canales o espacios entre las superficies, y de manera más particular al uso de obturadores expandióles previamente formados compuestos de un núcleo interno expandióle y un revestimiento externo que son adecuados para reforzar y/o sellar tales miembros estructurales en una gama amplia de aplicaciones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Recientemente, ha habido un incremento en la necesidad por el refuerzo selectivo, sellado y alteración de la frecuencia de resonancia de porciones huecas de varios componentes estructurales. Como es referido en la presente, el término "porciones huecas" se da a entender para ser expansivas e incluye adicionalmente canales y separaciones entre las superficies. Los refuerzos previamente formados que utilizan formulaciones expandibles, tal como materiales poliméricos de espumado activados con calor, han sido desarrollados para estos propósitos. Aunque son conocidos en la industria los refuerzos sellantes y/o estructurales compuestos de espumas expandibles activadas térmicamente, dichos refuerzos convencionales consisten típicamente de un artículo expandible compuesto de una estructura monolítica. Dichas formulaciones de componentes simples deben frecuentemente integrar dos funciones diferentes, pero importantes. Primera, el material debe expandir para llenar una cavidad o hueco, Segunda, el mismo material debe adherir o unir de manera durable a una porción de la estructura que es reforzada y/o sellada. Ya que dos o más tareas funcionales importantes están siendo tratadas por una formulación simple, el diseño de los materiales expandibles de formulación de un componente simple usualmente requiere diversos arreglos y canjes inevitables de material. Por ejemplo, un cierto ingrediente de una matriz homogénea de formulación simple podría mejorar la expansión de la formulación, todavía impedir o estorbar la adhesión del refuerzo a una estructura dada. De manera inversa, un adhesivo que facilita la adhesión puede impedir la expansión térmica de la parte. Además, en un número de aplicaciones significantes, es deseable que el refuerzo funcione como un dispositivo amortiguador de la frecuencia de resonancia para reducir o eliminar la vibración, además de actuar como un sellador para impedir el flujo de agua, aire y/o vapores a través de una cavidad. Por consecuencia, los materiales monolíticos frecuentemente tienden a imponer limitaciones de diseño.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención presente reconoce las desventajas y limitaciones asociadas a menudo con las construcciones monolíticas y proporciona un obturador expandióle, previamente formado, mejorado, compuesto de por lo menos dos formulaciones. Por construir un obturador previamente formado a partir de dos o más formulaciones diferentes, cada formulación individual puede ser adaptada mejor, o "especializada", para resolver o "dirigir" las funciones primarias diferentes. Dicha especialización permite a la presente invención proporcionar un obturador mejorado y método para reforzar, sellar y/o amortiguar que puede reducir algunos o eliminar todos de los intereses anteriormente mencionados, mientras que proporciona una expansión incrementada, mejor adherencia, resistencia a la corrosión mejorada, y/o propiedades de barrera, selladoras y/o amortiguadoras incrementadas. La invención presente proporciona la ventaja adicional de ser eficiente, de costo generalmente efectivo, y útil en relación con un número mayor de aplicaciones. De acuerdo con un aspecto de la invención presente, se proporciona un obturador expandióle previamente formado que es adecuado para sellar y/o reforzar estructu raímente una estructura que tenga superficies que definen un espacio entre las mismas (la cual puede comprender la topografía de una estructura integrada). El obturador incluye un núcleo interno, expandible, que tiene una superficie exterior y un revestimiento exterior que encapsula sustancialmente el núcleo. De manera más preferible, el obturador incluye un núcleo interno activado térmicamente y un revestimiento extemo que es desplazable, y aún de manera más preferible, el cual encapsula sustancialmente al núcleo interno. La forma previamente configurada del obturador no curado puede ser un tamaño o forma genérico o puede ser diseñado específicamente para coincidir con la superficie interna de una porción hueca del miembro estructural al expandir. El revestimiento extemo es generalmente seco al tacto a temperatura ambiente. A la aplicación de una cantidad calor predeterminada, la cual inicia generalmente el curado completo o parcial, el núcleo expande y el revestimiento circundante es desplazado en una manera coordinada de manera que el revestimiento puede contraer y por lo tanto adherir o unir de manera durable a las paredes del miembro estructural y la superficie externa del núcleo. Si es necesario o deseable, el obturador puede incluir además uno o más dispositivos de localización y fijación integrados o unidos que puedan utilizarse para situar temporalmente o facilitar la orientación o colocación del obturador en una aplicación dada. De acuerdo con otro aspecto, la invención proporciona un método para reforzar y sellar una estructura que tenga superficies que definan un espacio entre las mismas. El método incluyendo los pasos de: (i) proporcionar una estructura que tenga superficies definiendo un espacio entre ellas; (ii) proporcionar un obturador expandible previamente formado que tenga un núcleo interno, expandible, y un revestimiento extemo desplazable el cual rodee sustancialmente el núcleo; (iii) insertar el obturador hacia el espacio definido entre las dos superficies; y (iv) hacer que el obturador expanda para ocasionar que el revestimiento una la superficie y por la tanto adhiera o una de manera durable a dichas superficies.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La invención presente será más fácilmente entendible a partir de la consideración de los dibujos que le acompañan, en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un obturador construido de acuerdo con la invención presente. La Figura 2 es una vista frontal en sección transversal del obturador mostrado en la Figura 1 . La Figura 3 es una vista frontal del obturador mostrado en la Figura 1 en la cual la porción superior ha sido recortada por propósitos de ilustración. La Figura 4 es una vista en perspectiva de la porción superior del obturador representado en la Figura 3. La Figura 5 es una vista en sección del obturador colocado dentro de una cavidad de un miembro estructural antes de iniciar el calentamiento y la expansión. La Figura 6 es una vista en sección del obturador mostrado en la Figura 5 después de la iniciación del calentamiento y la expansión.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las descripciones detalladas de una modalidad preferida se proporcionan aquí. Sin embargo, se va a entender que la invención presente puede ser incorporada en muchas formas. Por lo tanto, los detalles específicos divulgados en la presente no deben interpretarse como limitantes, sino en cambio como la base para las reivindicaciones de una base representativa para enseñar a una persona con conocimientos en la técnica emplear la invención presente en virtualmente cualquier estructura apropiada. Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, se muestra una modalidad de un obturador previamente formado 10 de acuerdo con los principios de la invención presente. El obturador preformado 10 está preferiblemente compuesto de un núcleo interno 12 térmicamente expandible, activado con calor, y un revestimiento extemo estirable 14 que rodea generalmente y encapsula al núcleo interno 12. Es importante señalar que aunque la modalidad representada del obturador 10 es generalmente cilindrica, se puede formar el obturador 10 en un número de formas y tamaños no limitado para satisfacer las necesidades de una aplicación dada sin apartarse de la invención presente. También, aunque es preferido que es revestimiento 14 encapsula al núcleo total 12 para mejorar y facilitar la expansión y/o sellado, los principios de la invención no requieren la encapsulación completa del núcleo. Se debe también señalar que una modalidad preferida contempla un núcleo expandible activado con calor. Sin embargo, son posibles otros materiales de núcleo tal como, sin limitación, una mezcla de materiales encapsulada que cuando se activa por la temperatura, presión, de manera química, o de otra manera, expandirá. De acuerdo con la invención presente, el obturador 10 también puede incluir una o más extensiones opcionales. Las extensiones opcionales pueden, pero no tienen que estar, comprendidas del mismo material como el revestimiento externo 14.

Cuando se incluye dicha extensión, la extensión puede ser formada de manera integral con el revestimiento 14 del obturador 10, o formada de manera separada y adaptada para funcionar en relación con el obturador 10. Generalmente, el propósito principal de una extensión es el facilitar la colocación y mantener la posición y/o la orientación del obturador 10 dentro del miembro estructural. La extensión puede incluir partes temporales que disuelven, desintegran o son disociadas de otra manera del obturador después de un tiempo que se logra un nivel de expansión requerido. Además, la construcción de dichas extensiones puede ser adaptada para una estructura o aplicación específica y pueden proporcionar el beneficio adicional de mantener la posición y orientación de un obturador 10 no expandido dentro de una estructura mientras que reduce o elimina el número de dispositivos de colocación temporal o permanente adicionales. Dentro del contexto de la invención presente, aunque no necesariamente adecuado en todas las aplicaciones que involucran materiales estructurales activados con calor, la extensión puede incluir pasadores integrales, varillas de extensión, ganchos, sujetadores, pinzas, fijaciones de tipo broche a presión, o similares. Un ejemplo de una extensión 16 muy simple que se forma de manera integral con el revestimiento extemo 14 se muestra en la modalidad ilustrada. De conformidad con uno de los objetos principales de la invención, el núcleo interno 12 está preferiblemente compuesto de una formulación polimérica térmicamente expandible activada con calor. Los ejemplos de los materiales de base que se pueden utilizar en la formulación del núcleo interno 12 incluyen copolímeros o terpolímeros de etileno. Los monómeros que se pueden utilizar para crear el polímero, por ejemplo, sin limitación, son acetato de vinilo, metacrilato, acrilato de etilo, y alfa-olefinas. El copolímero o terpolímero, está compuesto de dos o tres monómeros diferentes, es decir, moléculas pequeñas con reactividad química elevada que son capaces de enlazarse con moléculas similares.

Aunque son posibles otros materiales, un núcleo interno preferido 12 es formado a partir de materiales que produzcan una espuma polimérica estructural. Dichas espumas estructurales incluyen típicamente un material de base polimérico, tal como una resina epoxi o un polímero basado en etileno el cual, cuando se combinan con ingredientes apropiados (típicamente incluyendo un agente de soplado) expande y cura en una manera confiable y predecible a la aplicación de calor. El material resultante tiene una densidad suficiente para impartir la rigidez deseada al artículo soportado. En una modalidad, se proporciona el material iniciador de espuma como un cuerpo que puede ser posteriormente procesado en una manera similar como un material termoplástico. Enseguida de la curación, la espuma puede ser enlazada de manera cruzada. Los ejemplos de las formulaciones preferidas que están comercialmente disponibles de L&L Products de Romeo, Michigan, son aquellas ofrecidas bajo los nombres comerciales L-5206, L-5207, L-5208, L-5209, L-2106, L-4300 y L-4500. Esas formulaciones pueden ser divididas en dos categorías funcionales principales, aquellas que están dirigidas predominantemente al refuerzo estructural, y aquellas que están principalmente dirigidas a aplicaciones de sellado. Las propiedades que dicta si la espuma estructural particular no es adecuada para una aplicación o no incluyen módulos plásticos, temperatura de transición vitrea, esfuerzo a punto cedente, resistencia elástica y expansión. Para algunas aplicaciones basándose en refuerzo, el núcleo expandido 12 debe ser capaz de absorber la energía cuando se coloca en compresión. Para aplicaciones de refuerzo estructural, las formulaciones L-5206, L-5207, L-5208, y L-5209 son usualmente preferidas. De manera inversa, para aplicaciones de tipo sellado, el nivel de expansión volumétrica puede predominar la rigidez estructural de las células expandidas. Las formulaciones L-2106, L-4300, y L-4500 son generalmente preferibles para aplicaciones predominantemente dirigidas a funciones de sellado.

Aunque los materiales preferidos para formar el núcleo 12 han sido divulgados, el núcleo interno 12 puede en cambio ser formado a partir de otros materiales siempre que el material sea activado con calor o activado de otra manera por una condición ambiental u otro estímulo externo (por ejemplo, humedad, presión, energía térmica, agentes químicos, radiación, tiempo o similares) y expanda en una manera similar predecible y confiable bajo condiciones apropiadas para la aplicación. Típicamente, el núcleo será formulado a partir de un polímero relativamente rígido que tiene un punto de ablandamiento cerca de la misma temperatura que tiene la descomposición del agente de soplado. Algunos materiales posibles incluyen, pero no están limitados a, formulaciones basadas en polímeros tales como materiales de poliolefina, copolímeros y terpolímeros con por lo menos un tipo de monómero de alfa-olefina, materiales de fenol/formaldehído, materiales de fenoxi, y materiales de poliuretano. En aplicaciones donde se emplean materiales térmicamente expandidos, activados con calor, una consideración es importante involucrada con la selección y formulación del material utilizado para formar el núcleo 12 es la temperatura a la cual dará lugar la reacción o expansión del material, e iniciación del curado. Por ejemplo, en la mayoría de aplicaciones, es deseable que el material sea reactivo a temperatura ambiente o de otra manera a la temperatura ambiente de una línea de producción o ambiente de fabricación. Preferiblemente, el núcleo interno 12 llegará a ser reactivo a temperaturas de procesamiento superiores, tal como aquellas encontradas en una planta ensambladora de automóviles cuando se procesa dicho núcleo junto con los componentes automotrices a temperaturas elevadas o a niveles de energía aplicados superiores. Aunque las temperaturas encontradas en una operación de ensamble automotriz pueden estar dentro del rango de aproximadamente 148.89°C a 204.44°C, (300°F a 400°F), las aplicaciones de la carrocería y del taller de pintura son comúnmente de alrededor de 1 15°C (239°F) o ligeramente mayores. Si se necesita, se pueden incorporar activadores del agente de soplado en la composición para causar la expansión a temperaturas diferentes fuera de los rangos anteriores. El curado de las formulaciones del obturador 10 puede ser particularmente importante en aplicaciones en las cuales el obturador 10 se someterá a varios ciclos térmicos. En tales ejemplos, el curado apropiado del obturador 10 y de las formulaciones componentes ayuda a asegurar que las formulaciones expandidas proporcionen el nivel necesario de soporte estructural sin colapsar durante el calentamiento posterior. Una característica de la invención es la capacidad de hacer y dirigir de manera separada las funciones respectivas de expansión y adhesión en dos componentes diferentes, es decir, el núcleo interno 12 y el revestimiento externo 14. Ya que el núcleo 12 de la invención presente está principalmente comprometido con inducir o conducir la expansión, sin promover la adhesión por contacto al miembro estructural que se refuerza, la composición de material de formulación del núcleo 12 puede ser ventajosamente simplificada y posiblemente aún más estable que aquella provista mediante materiales anteriormente disponibles. De manera comparativa, algunos refuerzos de formulación simple requieren dieciocho o más ingredientes. Dicha complejidad puede resultar en un grado de reactividad superior y, como resultado, vida en anaquel reducida. El revestimiento externo 14 se ubica sobre por lo menos una porción de la superficie externa del núcleo interno 12. En una modalidad preferida, el revestimiento externo 1 rodea sustancialmente el núcleo 12. Aunque la invención no está limitada a una configuración fija de material, el revestimiento extemo típicamente comprende de aproximadamente 1 % a aproximadamente 30% en peso del obturador 10, y más preferiblemente de aproximadamente 10% a 20%. El revestimiento extemo 14 es de aproximadamente 1 % a aproximadamente 40% del radio del artículo. De esta manera, para un obturador 10 con un radio de aproximadamente 5 mm, el revestimiento externo 14 comprenderá aproximadamente 1 mm del espesor radial total. En una modalidad preferida de la invención, el revestimiento extemo 14 encapsula completamente al núcleo interno 12. El revestimiento externo 14 preferiblemente (i) estirará y/o será transportado en una manera coordinada con el núcleo interno 12 conforme expande el núcleo 12 hacia afuera, por ejemplo, durante el espumado y (ii) adherirá o unirá con el miembro estructural que es "obturado", es decir, reforzado, amortiguado y/o sellado. Ya que el núcleo interno 12 proporciona la expansión primaria o de inducción, no es necesario (aunque aún es posible) que el revestimiento extemo 14 expanda de manera independiente del núcleo 12. En una modalidad, el revestimiento externo 14 funciona efectivamente como un globo que circunda el núcleo 12, y expandirá con la expansión del núcleo 12. Al ocurrir la aplicación de calor, el núcleo 12 generalmente expandirá hasta por lo menos 1000% del volumen del volumen no expandido del núcleo 12, pero expansiones mayores de 2500% son posibles. Conforme expande el núcleo interno 12, el revestimiento extemo 14 estirará y su grosor de pared llegará a ser más delgado. Para proporcionar las propiedades funcionales apropiadas, el revestimiento externo 14 debe ser suficientemente grueso para permanecer sustancialmente intacto tanto durante y subsecuente al proceso de expansión. Para algunas aplicaciones, el revestimiento extemo 14 también puede formularse y adaptarse para expandir de manera independiente. Como tal, se puede diseñar el revestimiento externo 14 para expandir más rápido que, o en sincronía apropiada con, la expansión del núcleo 12, como pueda ser necesario o deseable para la expansión mejorada y/o coordinada. Sin embargo, la expansión independiente del revestimiento externo 14 puede involucrar complejidad funcional adicional y gastos adicionales, los cuales pueden o no pueden garantizarse.

El revestimiento externo 14 incluye preferiblemente un material promotor de la adhesión, tal como un adhesivo, agente de unión, cemento, tapa poro, u otro recubrimiento capaz de formar por lo menos una unión (y preferiblemente una unión adhesiva) con la estructura que hace contacto y el núcleo 12. Para ilustrar una modalidad preferida, el revestimiento también está compuesto de un material basado en epoxi, no sensible a la presión. Ya que el revestimiento externo 14 puede dedicarse a funciones aparte de la inducción de la expansión del émbolo 10, se puede hacer otra modificación para lograr una función o funciones deseadas, tal como proporcionar adhesión durable, un sellado hermético o un efecto de amortiguamiento mejorado. Ejemplos de otros adhesivos incluyen, sin limitación, materiales de poliolefina modificados con grupos funcionales promotores de la adhesión, tal como silano, o anhídrido maléico, poliacrilatos, poliuretanos, etc. Cuando se selecciona un material para el revestimiento externo 14, serán consideraciones tanto como la temperatura de fusión y características de flujo de los materiales. En la mayoría de los casos, se prefiere que el material tendrá flujo limitado, de manera que el material expandirá hacia afuera en vez de simplemente fundir y fluir. Además, para muchas aplicaciones estructurales, el adhesivo es preferiblemente lo suficientemente rígido para que ocurra la transferencia de carga y lo suficientemente resistente para que ocurra la transferencia de carga. Como tal, el material adhesivo debe estar compuesto de un adhesivo capaz de desarrollar una unión suficiente para que ocurra la transferencia de carga suficiente para que deba ser utilizado el material en una aplicación estructural. Hoy en día, los materiales expandibles típicos tienen un rango de expansión de aproximadamente 0 hasta por arriba de 1000%. Sin embargo, en ciertas aplicaciones. El nivel de expansión del núcleo 12 de esta invención puede ser sustancialmente mejorado, e incrementado tan elevado como aproximadamente 1500% o más. Dicha expansión mejorada se mejora incrementando el área de encapsulación de manera que el revestimiento extemo 14 encapsula el núcleo 12 en integridad sustancial. Dicha encapsulación sustancial o completa reduce la cantidad de absorción de agua. La práctica de la invención presente al separar principalmente las funciones de expansión y unión o adhesión en dos o más formulaciones separadas o componentes ofrece una o más ventajas en muchas aplicaciones. Por ejemplo, ya que las cantidades adicionales del material que forma el revestimiento externo no necesitan opcionalmente ser dispersas internamente dentro de una matriz junto con el material que expande térmicamente del núcleo interno, se puede mejorar la expansión del obturador 10. También, ya que se separa la función adhesiva de la función de expansión principal, el adhesivo ahí dentro, puede ser regulado mejor y adaptado de manera más precisa para la adhesión o unión superior porque el revestimiento 14 no requiere arreglos integrados para conducir la expansión del obturador 10. Como tal, el revestimiento 14 puede ser menos costoso, más fácil de formular, y proporciona potencialmente la barrera con resistencia a la humedad mejorada y medios para protección de la corrosión que cuando se compara con las espumas previamente disponibles. De esta manera, la inclusión de múltiples tipos de materiales permite la precisión y control al adaptar las propiedades deseadas en un obturador 10 general. La invención presente también proporciona el beneficio añadido de permitir al fabricante el comprar y almacenar materias primas de consumo en cantidades mayores porque es más fácil de intercambiar materias primas dentro y fuera de las formulaciones del núcleo diferentes. Esto permite un número mayor de aplicaciones potenciales de sellado que puedan ser aplicadas apropiadamente mediante una parte de la formulación simple así como permitir mayor comunidad entre las partes reduciendo la complejidad y utilizando formulaciones menos caras. Además, es ahora una practica común diseñar o formular una parte nueva para cada aplicación. A causa de la cantidad de expansión inusualmente elevada asociada con la invención presente, los fabricantes son capaces de producir obturadores con diseños de tipo más simples u obturadores de "repuesto" 10 para aplicaciones múltiples. Aunque se pueden emplear otras técnicas de fabricación, y sin intentar limitar la manera de fabricación del obturador 10 de la invención presente, en una modalidad preferida, el obturador 10 se construye en dos etapas. La primera etapa involucra la combinación y/o nodulización de las formulaciones que se utilizarán para formar el núcleo 12 y el revestimiento externo 14. Para realizar la operación de combinación, el material es calentado para permitir el mezclado adecuado. En esta etapa, se deben cuidadosamente evitar dos condiciones, calor excesivo y esfuerzo cortante excesivo. La segunda etapa involucra el uso de un proceso tal como un proceso de moldeo por inyección de monocapa, un proceso de co-inyección para moldear las formulaciones en un obturador de componente múltiple 10. La co-inyección, o el moldeo de capa es una técnica comúnmente utilizada para moldear por inyección los artículos que tienen un revestimiento de un tipo de termoplástico y un núcleo de otro termoplástico compatible, permitiendo de esta manera la formulación de un componente, es decir, el núcleo interno 12, que va a ser encapsulado, parcial o totalmente, por el otro, es decir, el revestimiento extemo 14. Además, utilizando dicho proceso de moldeo, se puede moldear o formar el obturador previamente formado 10 en virtualmente un número ilimitado de formas, tamaños y configuraciones, limitado por lo general solo por las capacidades del diseño del molde y el equipo de moldeo. Aunque el moldeo de una capa es una técnica preferida para formar el obturador 10, el obturador 10 no es dependiente del proceso y otras técnicas convencionales de procesamiento que proporcionan la formación de un obturador 10 que tenga una estructura de núcleo/revestimiento como se describió aquí también son adecuadas. Por ejemplo, el moldeo por inyección de inserto, o el moldeo por inyección de cavidad múltiple, y el moldeo por extrusión pueden todos ser utilizados para formar un obturador 10 aceptable. Un aspecto más de la invención presente es el método de utilizar un obturador 10 que tenga un núcleo 12 y el revestimiento externo 14, del tipo descrito aquí, para reforzar, sellar, y/o amortiguar estructuralmente una cavidad de un componente estructural. Por ejemplo, muchas cavidades en vehículos de transporte, tal como automóviles son susceptibles al paso del viento o al paso de ruido a través del vehículo. La meta es bloquear aquellos pasajes para evitar que el ruido pase a través del vehículo. El ruido está comúnmente en la forma de ruido del viento o ruido o ruido que surge de la estructura. En cualquier caso, se puede utilizar el obturador 10 para reducir la cantidad de ruido generado a partir de las estructuras huecas. El método de la invención presente se puede utilizar en un número de lugares dentro de un automóvil, incluyendo sin limitación, postes A, postes B, postes C, el área del poste articulada, paneles oscilantes, el área de las masas de la rueda, soportes de motor, y estructuras similares. Efectivamente, donde se desea una junta o empalme para puentear las superficies separadas dentro de una estructura del automóvil, el obturador de la invención presente puede asistir en lograr dichos objetivos. El método para reforzar, sellar y/o amortiguar una estructura incluye por lo general los pasos de: proporcionar una estructura que tenga superficies que definan un espacio entre las mismas; proporcionar un émbolo expandible preformado que tenga un núcleo interno expandible teniendo una superficie externa y un revestimiento externo desplazable el cual rodea sustancialmente el núcleo; insertar el obturador en el espacio definido entre dichas superficies de la porción hueca de la estructura; y ocasionar que el obturador expanda y adhiera o una de manera durable a dichas superficies. Con referencia a la Figura 5, ahí se muestra un obturador 10 preformado formado de acuerdo con los principios de la invención presente. Como se ilustra, el obturador 10 incluye un núcleo interno 12 y un revestimiento externo 14 del tipo previamente descrito aquí y es insertado o dispuesto dentro de una porción hueca, o cavidad de un miembro estructural 20. Se proporciona calor al miembro estructural 20 y al obturador 10. Al ocurrir la aplicación de un nivel de calor dado, el núcleo 12 expandirá térmicamente y conducirá de manera completa o significativa la expansión del revestimiento externo 14. El revestimiento extemo 14 expande en una manera coordinada con el núcleo 12, por lo menos hasta que el revestimiento externo 14 llega a estar en contacto próximo con las paredes internas 22 del miembro estructural que define la cavidad. La Figura 6 ¡lustra una vista en sección del obturador 10' después de que se ha sometido a la expansión, y, generalmente hablando, está curado de manera sustancial o total. Como se muestra, el núcleo expandido 12' ha expandido a varias veces el tamaño inicial sin calor o sin curar. Como una consecuencia relacionada, las paredes del revestimiento externo expandible 14' han sido estiradas y adelgazadas. Antes de proporcionar la aplicación de calor requerida para expandir el núcleo 12, el obturador 10 se fija primero o se coloca en o cerca del sitio deseado para reforzar o sellar dentro de una porción hueca o cavidad de un miembro estructural 20 durante la fase de ensamblado. Por ejemplo, el obturador 10 puede instalarse en el taller de la carrocería, planta de ensamble o durante la operación de troquelado. En una modalidad preferida, el miembro estructural 20 con el obturador 10 dispuesto ahí dentro son calentados hasta una cierta temperatura por hornos o un proceso de curado o recubrimiento. Después de que el obturador 10' se somete a calentamiento suficiente, éste expande y adhiere o une de manera durable al miembro estructural 20 reforzando al mismo y formando un sello de acuerdo con la geometría de la porción hueca del miembro estructural 20. Para obtener las propiedades óptimas a partir del obturador expandido 10', es importante que el núcleo 12' sea curado totalmente.

En los casos cuando es deseable llenar completamente una cavidad dada o porción hueca de un miembro estructural 20, más de un obturador 10 puede ser separado de manera apropiada dentro de la cavidad de manera que los obturadores 10 expandirán, estos adherirán uno a otro y juntos "enlazan". También es posible el incorporar medidas convencionales para promover más la adhesión del revestimiento extemo 14 del obturador a un miembro estructural. Por ejemplo, la superficie de las paredes 22 del miembro estructural 20 pueden ser tratadas previamente con un rocío o aplicación de un recubrimiento diseñado para adherir o unir más el revestimiento expandido 14. Aunque se han descritos ciertas modalidades preferidas de la invención presente, la invención no está limitada a las ilustraciones descritas y mostradas aquí, las cuales se consideran para ser únicamente ilustrativas de los mejores modos para llevar a cabo la invención. Una persona de conocimiento ordinario en la técnica se dará cuenta que ciertas modificaciones llegarán a estar dentro de las enseñanzas de esta invención y que tales modificaciones están dentro de este espíritu como se define por las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un obturador expandible, preformado, adecuado para sellar o reforzar estructu raímente superficies que definen un espacio entre las mismas, comprendiendo el obturador: un núcleo interno expandible que tiene una superficie extema; y un revestimiento extemo que encapsula sustancialmente el núcleo; en donde, al ocurrir la aplicación de un estímulo externo, el núcleo expande y desplaza al revestimiento externo hasta por lo menos una porción del revestimiento externo que está en contacto con una porción de las superficies que definen el espacio. 2. Un obturador de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el estímulo extemo se selecciona a partir del grupo que consiste de calor, radiación, energía térmica, presión, químicos y húmedas. 3. Un obturador de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en donde el núcleo se formula a partir de un material de base seleccionado a partir del grupo que consiste de copolímeros de etileno; terpolímeros de etileno, monómeros utilizados para crear un polímero, y espumas estructurales basándose en epoxi. 4. Un obturador de conformidad con la reivindicación 3, en donde el monómero utilizado para crear el polímero se selecciona a partir del grupo que consiste de acetato de vinilo, metacrilato, acrilato de etilo, y alfa-olefinas. 5. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el revestimiento externo no es sensible a la presión. 6. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el revestimiento externo encapsula completamente al núcleo interno. 7. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el núcleo no es reactivo a temperatura ambiente. 8. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el revestimiento externo incluye un adhesivo. 9. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el revestimiento externo incluye un material que es sustancialmente no poroso cuando se estira. 10. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie del revestimiento externo está seca al tacto a temperatura ambiente. 1 1 . Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el revestimiento externo es térmicamente expandible. 12. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la forma del obturador está diseñada para facilitar la coincidencia con las superficies que definen un espacio entre las mismas al ocurrir la expansión. 13. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el obturador incluye por lo menos una extensión. 14. Un obturador de conformidad con la reivindicación 13, en donde la extensión se forma integralmente con el revestimiento externo del obturador. 15. Un obturador de conformidad con la reivindicación 13 ó 14, en donde la extensión es formada a partir de un material diferente que aquel del revestimiento externo. 16. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en donde la extensión está compuesta de un material que permanece sustancialmente rígido subsecuente a la expansión del obturador. 17. Un obturador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en donde la extensión está diseñada para enganchar mecánicamente una porción de las superficies que define un espacio entre las mismas. 18. Un sellador que comprende un obturador expandido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17. 19. Un sellador de conformidad con la reivindicación 18, en donde el revestimiento externo es adherido o unido de manera durable a una porción del miembro estructural. 20. Un método adecuado para reforzar y sellar superficies que definen un espacio entre las mismas, incluyendo los pasos de: proporcionar una estructura con superficies que definen un espacio entre las mismas; proporcionar un obturador expandible preformado que tiene un núcleo interno expandible con una superficie extema y un revestimiento extemo transportable que rodea sustancialmente el núcleo; colocar el obturador entre los espacios que definen un espacio entre los mismos; y hacer que el núcleo interno expanda y transporte el revestimiento extemo del obturador. 21 . El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde el obturador es expandido de manera que el revestimiento extemo esté en comunicación con las paredes de las superficies que definen el espacio entre las mismas y la superficie extema del núcleo interno. 22. El método de conformidad con la reivindicación 20 ó 21 , en donde el obturador se coloca dentro de las superficies que definen el espacio entre las mismas antes de la expansión del obturador por medio de una extensión provista dentro del obturador. 23. El método de conformidad con la reivindicación 20 a 22, en donde la expansión del obturador es iniciada mediante la aplicación de un estímulo externo seleccionado a partir del grupo que consiste de calor, radiación, energía térmica, presión, agentes químicos y humedad. 24. El método de conformidad con la reivindicación 23, en donde el obturador es tal que el estímulo externo se proporciona mediante una etapa en el proceso de fabricación en la cual se emplea el obturador. 25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, en el cual el obturador expandido se utiliza para reforzar estructu raímente, sellar y/o amortiguar una cavidad de un componente estructural en la cual el estímulo externo es calor. 26. El método de conformidad con la reivindicación 25, en el cual la cavidad es parte de un automóvil y el estímulo externo es calor a una temperatura por arriba de 1 15°C. 27. El método de conformidad con la reivindicación 25, en el cual el estímulo extemo es calor a una temperatura dentro del rango de 149°C a 204°C. 28. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en donde el volumen del obturador subsiguiente a la expansión del núcleo es de por lo menos dos veces el volumen del obturador antes de la expansión del núcleo.