Proceso de curado de una preforma porosa de silenciador.

Un proceso para curado de una preforma de silenciador (10; 10a) porosa definida mediante una pluralidad defibras de vidrio y unos materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibrasde vidrio,

comprendiendo el proceso las etapas de:

encerrar la preforma de silenciador (10; 10a) en una cámara (24; 24a) a una primera presión; y

inyectar vapor al interior de la cámara (24; 24a) a través de un orificio de entrada (28; 28a-28c) después de laetapa de encerrado en la que el vapor se dirige mediante superficies deflectoras al interior de la cámara de modoque no incida directamente el vapor sobre la preforma de silenciador.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/049484.

Solicitante: OCV INTELLECTUAL CAPITAL, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE OWENS CORNING PARKWAY TOLEDO, OH 43659 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HUFF,NORMAN,T, KARRA,JANAKIKODANDARAM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29B11/16 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29B PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR; FABRICACION DE GRANULOS O DE PREFORMAS; RECUPERACION DE LAS MATERIAS PLASTICAS O DE OTROS CONSTITUYENTES DE MATERIALES DE DESECHO QUE CONTIENEN MATERIAS PLASTICAS.B29B 11/00 Fabricación de preformas (B29C 61/06 tiene prioridad). › comprendiendo cargas o fibras de refuerzo.
  • B29C35/02 B29 […] › B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; fabricación de preformas B29B 11/00;  fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › B29C 35/00 Calentamiento, enfriamiento o endurecimiento, p. ej. reticulación, vulcanización; Aparatos a este efecto (moldes con medios de calentamiento o de enfriamiento incorporados B29C 33/02; dispositivos para el endurecimiento de prótesis dentales de materia plástica A61C 13/14; antes del moldeo B29B 13/00; aspectos químicos C08J 3/00). › Calentamiento o endurecimiento, p. ej. reticulación vulcanización (vulcanización en frío B29C 35/18).
  • B29C35/04 B29C 35/00 […] › con líquido, gas o vapor de agua.

PDF original: ES-2445215_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso de curado de una preforma porosa de silenciador.

Sector de la técnica Esta invención se refiere en general a un método y aparato para la realización de una preforma para la inserción en la cavidad de un silenciador.

Estado de la técnica El sistema de escape de un automóvil incorpora un silenciador para la reducción del ruido del escape desde el motor. Los silenciadores deben proporcionar un silenciamiento apropiado en tanto que no causan una caída de presión demasiado alta. Se puede situar inserciones de fibras dentro del silenciador para ayudar a la amortiguación del sonido y minimizar la caída de presión.

Ejemplos de un proceso para el curado de un silenciador poroso determinado por fibras de vidrio y un material de termocurado se describen en los documentos de Patente US-A-2001/011780 y US-A-5820801.

Objeto de la invención De acuerdo con esta invención se proporciona un proceso para el curado de una preforma porosa de silenciador definida mediante una pluralidad de fibras de vidrio y materiales de termocurado termoestables o termoplásticos (es decir aglomerantes) aplicados a la pluralidad de fibras de vidrio. La función del aglomerante es impartir una integridad mecánica a la preforma de modo que pueda ser fácilmente insertada en un silenciador. El proceso incluye la etapa de encerrar la preforma de silenciador en una cámara. El proceso incluye también la etapa de rodear la preforma de silenciador con vapor. El proceso incluye también la etapa de hacer que el vapor entre en la preforma de silenciador desde múltiples direcciones.

Se proporciona también un segundo proceso para el curado de una preforma porosa de silenciador definida mediante una pluralidad de fibras de vidrio y materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibras de vidrio. El segundo proceso incluye la etapa de encerrar la preforma de silenciador en una cámara a una primera presión. El segundo proceso incluye también la etapa de inyectar vapor en la cámara a través de un orificio de entrada después de la etapa de encerramiento. El vapor se dirige mediante superficies de deflexión al interior de la cámara de modo que no incida directamente el vapor sobre la preforma de silenciador. El segundo proceso incluye también la etapa de hacer que el vapor entre en la preforma de silenciador desde múltiples direcciones.

Se proporciona también un tercer proceso para el curado de una preforma del silenciador poroso definida mediante una pluralidad de fibras de vidrio y materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibras de vidrio. El tercer proceso no forma parte de la invención reivindicada. El tercer proceso incluye la etapa de encerrar la preforma de silenciador a una primera temperatura en una cámara a una primera presión. El tercer proceso incluye también la etapa de rodear la preforma de silenciador después de la etapa de encerramiento con vapor a una segunda presión mayor que la atmosférica y que la primera presión y a una segunda temperatura 45 sustancialmente en el punto de ebullición del agua (es decir vapor saturado) en base a la segunda presión. El tercer proceso incluye la etapa de hacer que el vapor entre en la preforma de silenciador en la que el agua se condensa sobre la preforma de silenciador impartiendo calor de ese modo al material aglomerante. El tercer proceso incluye también la etapa de ventilar la cámara a la atmósfera después de la etapa de condensación de modo que la mayor parte del condensado de la preforma de silenciador se evapore.

Serán evidentes para los expertos en la materia varias ventajas de esta invención a partir de la descripción detallada a continuación de la realización preferida, cuando se lea a la luz de los dibujos conjuntos.

Descripción de las figuras 55 La figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización de ejemplo de la invención con partes cortadas para revelar estructuras internas. La figura 2 es una sección transversal de una segunda realización de ejemplo de la invención.

Descripción detallada de la invención Se muestran en las figuras de la solicitud dos realizaciones diferentes de la invención. Se muestran características similares en las dos realizaciones de la invención. Las características similares se han numerado con números de referencia comunes y se han diferenciado mediante un sufijo alfabético. Las características similares están 65 estructuradas de modo similar, funcionan de modo similar y/o tienen la misma función a menos que se indique lo contrario mediante los dibujos o la presente especificación. Adicionalmente, las características particulares de una realización pueden sustituir a las características correspondientes en la otra realización o pueden suplementar la otra realización a menos que se indique lo contrario mediante los dibujos o la presente especificación.

Las realizaciones de la invención descritas a continuación son aplicables a la fabricación de una inserción para un silenciador. Sin embargo, se ha de observar que las etapas del proceso expuestas en el presente documento se pueden aplicar en otros campos para preformas porosas u otros productos usados en otros entornos operativos. Una preforma porosa definida mediante una pluralidad de fibras de vidrio y unos materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibras de vidrio se puede curar y usar como una inserción de silenciador. En el proceso de curado, se hace que entre vapor a la preforma desde diferentes direcciones y no incida directamente sobre la preforma. Se observa que las flechas gruesas en los dibujos representan esquemáticamente el flujo de vapor. Dado que el vapor no incide directamente sobre la preforma, la preforma no se deforma por el vapor que entra en la cámara, pero se cura rápida y uniformemente sin la acumulación excesiva de condensación. El agua retenida es de aproximadamente el 10% de la preforma en peso.

El método descrito en el presente documento es superior a métodos previos. Por ejemplo, es más rápido, puede proporcionar un curado más uniforme y puede llevarse a cabo típicamente a una temperatura más baja de modo que no haya una descomposición del aglomerante. El método parece que también es más eficiente en energía. Un ciclo de curado rápido permite también el uso de menores moldes.

Por ejemplo, el tiempo de curado medio para un lote (por ejemplo 40 preformas) de aglomerantes termoestables en base a fenólicos puede ser menor de un segundo. Esto se compara con los 30 segundos a 2 minutos para un sistema de aire caliente forzado o un sistema de aire caliente por convección simple. Típicamente, en sistemas de curado por aire caliente, las temperaturas utilizadas son suficientemente altas de modo que el aglomerante comenzará a descomponerse. La razón para estas altas temperaturas es reducir el tiempo de curado promedio. Por 25 el contrario, las temperaturas usadas en este proceso están solamente por encima de la velocidad de curado máxima del aglomerante y por debajo de la temperatura a la que podría comenzar la descomposición del aglomerante. Esto da como resultado una preforma de una calidad más alta con un mínimo contenido de aglomerante. El curado de la preforma con el nuevo proceso es también más consistente dado que el vapor penetra rápidamente en la preforma y libera la mayor parte de su energía cuando se condensa el vapor. Esto se compara con los sistemas de aire caliente en los que la parte exterior de la preforma alcanza temperaturas más altas que las partes interiores de la preforma debido a que la preforma porosa es un buen aislante térmico en un entorno de aire. Debido a la transferencia de energía muy eficiente desde el vapor a la preforma y a los generadores de vapor térmicamente muy eficientes fácilmente disponibles, el consumo de energía global de este proceso es típicamente menor que el de los sistemas de aire caliente de la técnica anterior. Debido al ciclo de curado muy rápido, se necesitarán típicamente menos moldes para el mismo rendimiento del proceso que los que se requerirían para procesos por aire caliente.

Con referencia ahora a la figura 1, en una primera realización de ejemplo, se retiene una preforma de silenciador 10 en un molde perforado 12. La preforma 10 se forma a partir de una pluralidad de fibras de vidrio y unos materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibras de vidrio. En este punto, un material termoestable de termocurado está sin curar, y las fibras de vidrio se pueden mover relativamente entre sí previamente al curado. La aplicación de calor a la preforma 10 hace que el material de termocurado termoestable se cure y de ese modo tienda a inmovilizar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para curado de una preforma de silenciador (10; 10a) porosa definida mediante una pluralidad de fibras de vidrio y unos materiales de termocurado termoestables o termoplásticos aplicados a la pluralidad de fibras 5 de vidrio, comprendiendo el proceso las etapas de:

encerrar la preforma de silenciador (10; 10a) en una cámara (24; 24a) a una primera presión; y inyectar vapor al interior de la cámara (24; 24a) a través de un orificio de entrada (28.

28. 28c) después de la etapa de encerrado en la que el vapor se dirige mediante superficies deflectoras al interior de la cámara de modo que no incida directamente el vapor sobre la preforma de silenciador.

2. El proceso según la reivindicación 1 que incluye la etapa de hacer que el vapor entre en la preforma de silenciador (10; 10a) simultáneamente desde múltiples direcciones.

3. El proceso según la reivindicación 1 en el que la etapa de inyección incluye dirigir el vapor a lo largo de un eje (30) que intersecta la preforma de silenciador (10) y la colocación de un deflector (32) a lo largo del eje entre la preforma de silenciador (10) y el orificio de entrada (28) , en el que el deflector (32) bifurca el flujo de vapor a lados opuestos de la preforma de silenciador.

4. El proceso según la reivindicación 1 en el que la etapa de inyección se define adicionalmente como la inyección de vapor en la cámara (24; 24a) a una segunda presión al menos ocho veces la primera presión.

5. El proceso según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente la etapa de retener la preforma de silenciador

(10; 10a) en un molde (12; 12a) perforado en la cámara (24; 24a) , en el que el molde perforado incluye aberturas 25 (14; 16a, 18a) sobre al menos dos lados diferentes.

6. El proceso según la reivindicación 5 en el que el molde perforado (24a) incluye una superficie exterior (14a) expuesta en la cámara y una superficie interior (20a) rodeada por la superficie exterior y expuesta también en la cámara y en el que la etapa de inyección incluye hacer que el vapor entre en el molde (24a) a través de tanto la superficie interior como la exterior (14a, 20a) .

7. El proceso según la reivindicación 1 en el que el vapor se inyecta en la cámara (24; 24a) a una temperatura en el intervalo de desde aproximadamente 166 ºC (330 ºF) a aproximadamente 199 ºC (390 ºF) .

8. El proceso según la reivindicación 1 en el que el vapor se inyecta en la cámara (24; 24a) a una presión en el intervalo de aproximadamente 6, 2 bares (90 p.s.i.) a aproximadamente 13, 1 bares (190 p.s.i.) .

9. El proceso según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente la etapa de retener la preforma de silenciador

(10; 10a) en un molde (12; 12a) en la cámara. 40

10. El proceso según la reivindicación 9 en el que sustancialmente del 5% a sustancialmente el 50% de la superficie exterior del molde (12; 12a) se abre para recibir vapor.

11. El proceso según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente las etapas de:

hacer que el vapor entre en la preforma de silenciador (10; 10a) desde múltiples direcciones; la elevación de la temperatura de la preforma de silenciador hasta sustancialmente la temperatura del vapor mediante el contacto de la preforma de silenciador con el vapor; la elevación de la presión en la cámara (24; 24a) a través de la introducción del vapor a la cámara;

la condensación del agua sobre la preforma de silenciador para impartir calor a los materiales de termocurado termoestables o termoplásticos; el mantenimiento de la temperatura y presión del vapor en la cámara durante el tiempo requerido para curar el aglomerante o hacer que el aglomerante fluya suficientemente de modo que la preforma tendrá una integridad mecánica cuando se enfríe; y

la ventilación de la cámara después de la etapa de mantenimiento.

12. El proceso según la reivindicación 11 en el que la etapa de ventilación incluye el retorno de la presión en la cámara (24; 24a) a la atmosférica en sustancialmente 25 segundos después de la etapa de dirección.


 

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