MXPA02009015A

MXPA02009015A - Deflector acustico de doble pared.

Info

Publication number: MXPA02009015A
Application number: MXPA02009015A
Authority: MX
Inventors: Gerald E Fitzgerald
Original assignee: Sika Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2003-04-25
Also published as: AU2001243222A1; JP2003534963A; EP1134126A3; CA2402551C; CA2402551A1; DE60107989D1; EP1134126A2; EP1134126B1; DE60107989T2; WO2001071225A1; ATE285917T1; JP5013646B2; US6382635B1; ES2236065T3

Abstract

Se proporciona un deflector acustico (16) que puede expandirse para sellar una cavidad (24) de un automovil (10). El deflector acustico (16) incluye un material de sellado que puede expandirse termicamente (18), el cual tiene una temperatura de expansion similar a las temperaturas alcanzadas en etapas especificas de los procesos de manufactura automotrices (por ejemplo, la etapa de coccion de la pintura en horno). El deflector acustico (16) inventivo ademas incluye un soporte (20) para el material de sellado (18) el cual mantiene el material en la posicion deseada dentro de la cavidad (24) hasta la expansion termica. El soporte (20) se forma de un material que posee un punto de fusion mas alto que la temperatura de expansion termica del material de sellado (18). En una modalidad, el soporte comprende un par de paredes solidas separadas (26a, 26b) que se "desvian" en base a la expansion del material de sellado (46). En una modalidad alterna, las paredes laterales (62a, 62b) incluyen una pluralidad de orificios (64) formados en las mismas a traves de los cuales el material de sellado (52) fluye durante la expansion termica. Los deflectores acusticos inventivos (vease las Figuras 2, 5 y 6) son utiles para proporcionar atenuacion de ruido y para sellar la cavidad (24) de la humedad y los contaminantes conforme proporciona un grado limitado de refuerzo estructural.

Description

DEFLECTOR ACÚSTICO DE DOBLE PARED Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La presente invención se refiere, de manera general, a deflectores acústicos térmicamente expansibles que se utilizan para el sellado de cavidades en los vehículos. En forma más particular, el deflector acústico incluye una cantidad de material de sell-ado térmicamente expansible y un soporte para el material que mantiene el deflector acústico sr. la oosición deseada dent ro de ia cavidad hasta que el material es térmicamente expandido, de modo que pueda hacer contacto con las paredes qie forman la cavidad, de esta manera, se sella la misma.

Descripción de lia Técnica Anterior Durante el proceso de fabricación de automóviles, camiones y vehículos similares de larga distancia, muchos componentes de la carrocería oresentan miembros estructurales que poseen cavidades, las cua les requieren sellarse a fin de prevenir la entrada de humedad y contaminantes que pueden provocar la corrosión de la 3 partes de la carrocería. Es necesario también estabilizar estos miembros con el fin de REF. 142163 atenuar el ruido que de otjro modo sería transmitido a lo largo de la extensión o del pasaje de la cavidad. Por ejemplo, la estructura de poste vertical o montante de una carrocería de vehículo, que define una porción de un respectivo orificio de ventana, presenta un pasaje alargado o cavidad que puede recoger .a humedad y los contaminantes. Además, esta cavidad puede transmitir asimismo sonidos excesivos, a menos que la cavidad sea parcialmente llenada con un material de sellado u obturación. No obstante, muchas de estas cavidades son irregulares de forma o angostas de dimensión, por lo tanto, se lace difícil lograr el sellado y la deflexión adecuados de las cavidades . Se han hecho muchos intentos de sellar estas cavidades, los cuales inclu jen el rociado de sustancias de sellado dentro de la cavidad, la introducción de productos de espuma en la cavidad, y la utilización de esterado de fibra de vidrio y similares. Cada uno de estos métodos tiene inconvenientes. Por ejemplo, ?1 espumado en el lugar presenta un problema porque es difícil controlar en donde se desplaza la espuma cuando se introduce en la cavidad. Además, es necesario a menudo introducir una cantidad excesiva de espuma dentro de la cavidad con el f in de garantizar que la cavidad sea suficientemente sellada. Finalmente, la espuma no se adherirá en las superficies interiores de las paredes de la cavidad si aquellas superficies tuvieran incluso una pequeña cantidad de aceite. Los productos de espuma auto-sostenidos, ya sea con o sin una estructura de soporte sin espuma, han sido introducidos en las cavidades de miembro estructural en un intento por sellar las cavídades. Sin embargo, estos métodos dan origen, por lo regular, a la adición de un peso excesivo al miembro estructural, lo c:ual es indeseable en la mayoría de los casos. Se han hecho intentos de utilizar productos de espuma que sean más ligeros de peso o que no utilicen una estructura de soporte. No obstante, estos intentos han originado, de manera general], productos que carecen de las capacidades necesarias de sellado y deflexión. Finalmente, otros tipos de espuma o productos espumables son pegajosos por naturaleza, y de esta manera, no pueden situarse con facilidad en la posición exacta que se requiere en la cavidad selec ionada. Este tipo de productos presentan asimismo problemas de empaque únicos al fabricante y requieren de un manejo especial durante la instalación. paredes son unidas en un extremo mediante una pared de extremo común, y son asegu •adas al otro extremo adyacente mediante una varilla de conetion que pasa entre y se asegura a las paredes. El soporte ircluye asimismo un sujetador para unir el deflector acústico con una pared de cavidad. Se prefiere que todo el soporte sea íntegramente construido. En uso, el deflector acústico inventivo es colocado dentro de la cavidad en una posición deseada introduciendo el sujetador en un orificio en la pared de la cavidad. Una vez que el deflector acústico est á en posición, pueden efectuarse otros distintos procesos de manufactura sin afectar adversamente al deflector ac ístico. Cuando la carrocería del vehículo es calentada hasta la temperatura de expansión del material de sellado, el mate :ial se expandirá hacia afuera a partir del deflector acústico en dirección de las paredes de cavidad, provocando que el material expandido se adhiera a, y que selle en esencia, las paredes de cavidad.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de una carrocería automotriz, la cual ilustra distintos postes verticales o montantes y travesaños en los cuales puede utilizarse el aparato def ector acústico de la presente invención ; La Figura 2 es uha vista en perspectiva de un deflector acústico de acuerdo con la invención; La Figura 3 es um. vista de extremo superior del deflector acústico de la Figura 2 ; La Figura 4 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea 4-1 del deflector acústico en la Figura 3 ; La Figura 5 es una vista en corte transversal horizontal del deflector acústico de la Figura 2 después de la expansión térmica del material de sellado; La Figura 6 es una vista en perspectiva de otra modalidad del deflector acústico inventivo de la presente invención; y La Figura 7 es una vista en corte transversal horizontal del deflector acú,stico de la Figura 6 después de la expansión térmica del mate rial de sellado.

Descripción Detallada de| las Modalidades Preferidas Con referencia ahoria a las Figuras, la Figura 1 representa un automóvil 10 que posee una pluralidad de secciones de travesano huecas 12 y montantes 14. Las secciones de travesanos 12 y los montantes 14, incluyen una pluralidad de deflectores acústicos 16 de acuerdo con la invención, los cuales se encuentran colocados en las mismas para así proporcionar una amortiguación de sonido, así como también un grado limitado de refuerzo estructural . Un ejemplo de un def lector acústico preferido 16, se muestra en mayor detalle en a Figura 2. En la modalidad que se ilustra, el deflector acústico 16 incluye un material de sellado 18 que puede expandírse con calor y un soporte 20 El material de sellado 18 se sitúa dentro de la cavidad 22 definida por las paredes 24 de montante o travesano del automóvil 10. El material 18 se mantiene de inicio en el lugar mediante el soporte 20. El material 18 se forma de un material seco inicialmente no pegajoso que se vuelve pegajoso en base a la expansión, de modo que el material de sellado se adhiere a las paredes 24 cuando el defl sctor acústico 16 es calentado a la temperatura en la cual el naterial se expande. Un material preferido se describe en la patente de los Estados Unidos No 5, 266, 133 de Hanley et al , la cual se incorpora en este documento como referencia. Este material se vende bajo el nombre SIKALASTOMER 240 por Sika Corporation, de Madison Heights, Michigan. No obstante, aquellas personas expertas en r»Vf'-?.i. la técnica apreciarán que puede emplearse cualquier otro material adecuado de sel!liado en el deflector acústico inventivo 16, con la condición de que el material tenga la capacidad de expandirse lo suficiente a las temperaturas convencionales de cocción de automóviles (aproximadamente de 170-180°C) para sellar sustancialmente la sección transversal de la cavidad 22 dentro de la cual es colocado el material. Con referencia a l$.s Figuras 3 y 4, el soporte 20 está constituido por un par de paredes laterales 26a, b, un sujetador de resorte 28, y una varilla de conexión 30, de preferencia, integralmente formada. Las paredes laterales 26a, b, incluyen los respect ivos extremos delanteros 32a, b, las secciones medias 34a, b y los extremos posteriores 36a, b. Las paredes laterales 26a, b son esencialmente paralelas entre sí antes de la expansión del material 18 y son conectadas en los extremos delanteros 32a, b mediante una pared de extremo común 35 (véase la Figura ) y en los extremos posteriores 36a, b mediante la varilla 30. El sujetador de resorte 28 se localiza adyacente a los extremos delanteros 32a, b y comprende las patas elástica - 38a, b, las cuales convergen con el vastago 40 con el objeto de formar una punta en forma de flecha 42. horno. Además, el flujo de material 18 debe ser suficientemente dirigido pp>r el soporte 20 durante la expansión, de modo que el malterial expandido haga contacto y se adhiera con las paredes de cavidad 24. En aplicación, se p efiere que el deflector acústico sea proporcionado previament ensamblado a los fabricantes de automóviles (es decir, con el material de sellado 18 sin expandir, de preferencia, se introduce moldeado y se coloca entre las paredes laterales de soporte 26a, b) para introducirlo en la cavidad de 1 travesano o montante deseado durante la construcción del automóvil. Con referencia a las Figuras 2 y 3, una de las paredes 24, que forma la cavidad 22, incluye la estructura que define el orificio 44 de un tamaño y forma suficiente de modo que permita que el sujetador 28 sea asegurado eri la misma. Es decir, la punta 42 del sujetador 28 se introduce en el orificio 44 de acuerdo con una fuerza ligera, provocando que las patas 38a, b sean desviadas en forma inversa hacia el vastago 42. Una vez que las patas 38a, b han pasado a través del orificio 44, aquellas regresan esencialmente a su posición sin desviación, evitando que el sujetador 28 sea rerrovido del orificio 44 y que se pueda asegurar el deflector acústico 16 dentro de la cavidad 22 con la finalidad de evitar en esencia, el movimiento del deflector acústico 16 En este punto, en el proceso de ensamble el material de sellado puede o no estar en contacto con alguna pared o con toda|s las paredes de cavidad 24, en función de la dimensión y 1 forma en la que es moldeado el material 18. Una vez que el deflector acústico 16 es situado dentro de la cavidad 22, este permanece en el lugar hasta el tiempo en el que la carrocería del automóvil es expuesta a una temperatura elevada sufd cíente para activar el material de sellado 18 y para provoca|r que este se expanda contra las paredes de cavidad 24. Cualquier cantidad de procesos o etapas de manufactura puede llevarse a cabo en la carrocería del automóvil antes de la Cocción en horno sin afectar la capacidad de las piezas de sellado de expandirse cuando sean expuestas a la temperatura de activación. Conforme la carrocería automotriz 10 es cocida en horno y se alcanza la temperatura de activación del material de sellado 18, el material ccmienza a expandirse en todas las direcciones. Es decir, el material 18 se expande hacia las respectivas periferias de las paredes laterales 26a, b con el objeto de formar el materia!, expandido 46 (véase la Figura 5) . La expansión porcentual del material de sellado será, de manera general, de 150% o más cuando la expansión porcentual sea ; 100 X { [ (la gravedad específica del material de sellado antes del calentamiento) - (la gravedad específica del material de sellado después el calentamiento) ] / (la gravedad específica del material de sellado después del calentamiento) Con esta gran expansión porcentual, la fuerza de expansión del material 1 es de manera que las paredes llaatteerraalleess 2266aa,, bb ssoonn eemmppuujjaaddaass; hacia afuera la una de la otra, para así "desviar" hacia afuera las paredes 26a, b en sus respectivas secciones mediéis 34a, b. Esta desviación es importante para obtener un deflector acústico sustancialmente mejorado porque, en el deflector acústico inventivo, el material de sellado 18 es mantenido en el soporte 20 con el fin de controlar el flujo y la expansión del material lí hacia las paredes de cavidad 24 y de sellar efectivamente la cavidad 22, conforme permit de manera simultánea, que el material 18 se expanda en dirjección longitudinal dentro de la cavidad 22 con el fin de proporcionar una espuma más gruesa que amortigua el sonido pa::a conseguir una atenuación de ruido mejorada. Esta combinación de beneficios no ha sido tte. l. . . conseguida por los aparato deflectores acústicos de la técnica anterior. El nivel de desviación alcanzado en las secciones medias 34a, b con relación a los extremos 32a, b y 36a, b es crítico. Es decir, el material expandido 46 entre las paredes laterales 26a, b tiene un espesor en una distancia aproximadamente de la mitad de "D" a partir de la pared de extremo 35. La pared de extremo 35 y la varilla 30 tienen sus respectivas longitudes "Lx" y El espesor T, en una distancia aproximadamente de 1/2 de D a partir de la pared lateral 35, debe ser más grande que la distancia más corta de Li o L2 , y de preferencia, T en una distancia aproximadamente de 1/2 de D a partir de la pared de extremo 35 es más grande que cada una de las distancias de Li o L2 Con referencia a la Figura 6, se ilustra una modalidad alterna del def lector acústico inventivo. El deflector acústico 50 es simlilar al deflector acústico 16 que se discutió con anterioridad en que el deflector acústico 50 comprende un material de se'. -Jlado 52 que puede expandirse con calor y un soporte 54. El material de sellado 52 se coloca dentro de la cavidad 56 definida por las paredes 58 de montante o travesano. De inicio, el material 52 se mantiene en posición por el soporte 54.

El material 52 y e soporte 54 pueden formarse de los mismos materiales di: cutidos con anterioridad con respecto al deflector acústico 16. Además, el soporte 54 incluye un sujetador 60 simi lar al sujetador 28 del soporte 20. Sin embargo, en la presenté modalidad, el soporte 54 incluye un par de paredes 1aterales 62a, b, las cuales tiene una pluralidad de orificios 64 formados en las mismas. Las paredes laterales 62a, b se conectan en los extremos delanteros 66a, b mediante ?na pared de extremo común ßl (véase la Figura 7) y en los extremos posteriores 70a, b mediante la varilla de conexijón 72 En uso, el deflecto¡r acústico 50 se instala dentro de la cavidad 56 del montante o travesano de automóvil en la misma manera que el deflect ir acústico 16. No obstante, en base al calentamiento de la arrocería del automóvil con las temperaturas de expansión térmica (es decir, al menos aproximadamente 149 °C) del material 52, el material 52 se expandirá a través de los orificios 64 así como también hacia afuera en dirección de las paredes 58 para formar el material expandido 74. Además, el material 52 que fluye a través de los distintos orificios 64 fluirá también en dirección paralela a las paredes l ferales 62a, b para así hacer contacto y unirse con el mat ;rial 52 que ha fluido desde los otros orificios 64, formando las conexiones mecánicas 76 a lo largo de las respectivas superficies exteriores de las paredes laterales 62a, b entre los orificios 64. Esta trayectoria de flujo da origen a una espuma más gruesa de amortiguación de sonido dentro de la cavidad 56, conduciendo a una atenuación de ruido me? orada. Con el fin de garan -izar que la cantidad adecuada de material fluya a través de Los orificios 64, es limitada la cantidad de orificios 64. Es decir, el área superficial combinada de todos los orificios 64 en una pared lateral 62a, b dada solo debe ocupar aproximadamente desde 5 a 40% y de preferencia, aproximadamente desde 15 a 30% del área superficial total de la rjared lateral particular 62a, b.

Además, los orificios 64 deben ser sustancial y uniformemente dispersados a través de las¡ paredes laterales 62a, b con la finalidad de proporcionar un deflector acústico que tiene en esencia un espesor longitudinalmente uniforme dentro de la cavidad 56. Esta colocación de orificio uniforme, combinada con la cantidad limitada d¿ orificio 64, garantiza que el flujo del material espumado 3e dirija en forma adecuada hacia afuera, en dirección de las paredes de cavidad 58 para sellar adecuadamente la cavidad 56. Esta modalidad es útil en particular en aplicaciones donde se desea minimizar la desviación de las paredes 1; ferales 62a, b. Aquellas personas expertas en la técnica aprec .aran que el uso de los orificios 64 también puede proporciona ' ventajas en otras aplicaciones, Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a las modalidade 3 preferidas que se ilustran en las Figuras que la acompaña , se observa que pueden hacerse sustituciones y que pueden emplearse equivalentes sin apartarse del alcance de la Invención. Por ejemplo, aunque la modalidad preferida se ilust:ra en conexión con aplicaciones en montantes o travesanos de una carrocería automotriz los deflectores acústicos inventivos pueden también emplearse en otros vehículos (por ej pmplo, vehículos de utilidad deportiva, camionetas, etc.) Además, conforme los sujetadores 28 y 60 se localizan en un extremo de los deflectores acústicos ilustrados, la posición y la cantidad de sujetadores puede variarse como sea necesario para cada aplicación particular.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por a solicitante para llevar a la práctica la citada invenciór., es el que resulta claro de la presente descripción de la iiivencion.

Claims

2. El deflector alcústico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las paredes son esencialmente paralelas. 3. El deflector acústico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte se forma de nylon. El deflector ácústico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de sellado comprende un copolímero de ácido carboxílico etilenicamente insaturado de etileno-a, ß, un agente de soplado y un agente adhesivo . El deflector acústico de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material de sellado además comprende un polimero aditivo y un agente de enlace cruzado. El deflector acústico de conformidad con la reivindicación 1, carácter izado porque cada una de las paredes incluye una estructura que define una pluralidad de orificios a través de la misma para permitir que el material de sellado se expanda a tiravesí de los orificios cuando es calentado a una temperatura (ie expansión, 7. El deflector cústico de conformidad con la reivindicación 6, caracteritzado porque el área superficial b¿U 10. El miembro de conformidad con la reivindicación , caracterizado porque el s ©porte se forma de nylon. 11. El miembro de c onformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el material de sellado comprende un copolímero de ácido carboxíl ico etilenicamente insaturado de etileno-a,ß, un agente de soplado y un agente adhesivo. 12. El miembro de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el material de sellado además comprende un polímero aditivo y un agente de enlace cruzado. 13. El miembro de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque cada una de las paredes incluye una estructura que define una pluralidad de orificios a través de la misma y al menos una porción del material expandido se expande al menos a través de uno de los orificios. 14. El miembro de c onformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el .rea superficial combinada de los orificios comprende aproxim¡aidamente de 5 a 40% del área superficial total de la resp ctiva pared. 15. El miembro de c onformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque él miembro estructural es un travesano de vehículo. ÉÜa, £?.„»AiÁS ¿.t.£;?tt¿S tí * v*$Í.... El deflector cústico de conformidad con la reivindicación 17, caracte izado porque el espesor del material expandido es más grande que cada longitud de Lx y L2. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un d flector acústico (16) que puede expandirse para sellar una cavidad (24) de un automóvil (10) . El deflector acústico (16) incluye un material de sellado que puede expandirse térmicameifite (18) , el cual tiene una temperatura de expansión similar a las temperaturas alcanzadas en etapas esp ¡cíficas de los procesos de manufactura automotrices (poi ejemplo, la etapa de cocción de la pintura en horno) . El de flector acústico (16) inventivo además incluye un soporte 0) para el material de sellado (18) el cual mantiene el p(aferial en la posición deseada dentro de la cavidad (24) hasta la expansión térmica. El soporte (20) se forma de un material que posee un punto de fusión más alto que la temperatura de expansión térmica del material de sellado (18) . En una modalidad, el soporte comprende un par de paredes sólidas separadas (26a, 26b) que se "desvían" en base a la e cpansión del material de sellado (46) . En una modalidad alterna, las paredes laterales (62a, 62b) incluyen una pluralidad de orificios (64) formados en las mismas a través de los cuales el material de sellado (52) fluye durante la expansión térmica. Los deflectores acústicos inventivos (véase las Figuras 2, 5 y 6) son útiles para proporcionar atenuación de ruido y para sellar la cavidad - - • -n iüg gümum (24) de la humedad y los cotitammantes conforme proporciona un grado limitado de refuerzo estructural .