Unidad de conformado para un cabezal destinado a la extrusión de estructuras celulares a base de plástico.

Unidad de conformado que comprende tres compartimientos, denominados "superior",

"central" e "inferior" y que están escalonados, para la fabricación de una estructura celular a base de plástico en un cabezal con ranuras paralelas, en la que:

- el compartimiento superior (1) es transversalmente atravesado por lo menos por dos pares de conductos divergentes (15, 16) que emergen en la cara inferior de dicho compartimiento y dispuestos a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, estando por lo menos un primer par de conductos divergentes (15), dispuestos en un lado de dicho eje longitudinal y por lo menos un segundo par de conductos divergentes (16), dispuestos en el otro lado de dicho eje longitudinal, comunicándose cada uno de dichos pares de conductos divergentes (15, 16), en alternancias sucesivas y de forma secuencial, con unos medios para inyectar un gas comprimido y con unos medios para crear un vacío;

- el compartimiento central (2) comprende unos medios que se comunican con por lo menos el primer par (15) y con por lo menos el segundo par (16) de conductos divergentes del compartimiento superior, con el fin de redistribuir el gas comprimido y mantener el vacío respectivamente hacia y desde el compartimiento inferior (3);

- el compartimiento inferior (3) comprende, en su cara superior, dos hileras (20, 21) de canales tubulares, con unos orificios superiores (22, 22') separados de forma regular, atravesando dichos canales transversalmente dicho compartimiento y estando dichas hileras situadas a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, comunicándose cada hilera de canales tubulares con los medios, estando los orificios inferiores (23) de los canales de cada hilera dispuestos de manera que se reúnen y quedan alineados a lo largo de la longitud de la cara inferior del compartimiento inferior y emergen cerca de los espacios que se encuentran entre las ranuras paralelas del cabezal;

consistiendo los medios del compartimiento central en dos cavidades continuas y alargadas (17, 18) dispuestas a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, extendiéndose sustancialmente sobre toda su longitud y atravesándolo transversalmente.

Unidad de conformado para un cabezal destinado a la extrusión de estructuras celulares a base de plástico.

La presente invención se refiere a una unidad de conformado para un cabezal para extrulr estructuras celulares a base de plástico, más particularmente, estructuras celulares a base de plástico en polímeros termoplásticos. También se refiere a un dispositivo de extrusión para formar estructuras celulares a base de plástico que comprenden dicha unidad de conformado. Asimismo, también se refiere a un procedimiento para la fabricación de estructuras celulares a base de plástico realizadas en el dispositivo de extrusión que comprende la presente unidad de conformado.

Un requisito encontrado en muchas industrias (automoción, ingeniería civil, construcción naval, etc.) consiste en optimizar la razón propiedades mecánicas/peso de las estructuras utilizadas. Se han desarrollado muchos procedimientos para conseguir este objetivo y, en particular, para aligerar estructuras de plástico.

Un procedimiento desarrollado recientemente por el solicitante hace posible la obtención de estructuras celulares de "panel de abeja" a base de plástico que presentan un peso más ligero, así como unas calidades de soldadura buenas, siendo así en una amplia gama de viscosidades y temperaturas. De acuerdo con este procedimiento, las estructuras celulares se obtienen mediante la extrusión de lamas a base de plástico fundido que están soldadas de forma intermitente.

Dicho procedimiento se describe en la solicitud de patente publicada con el número WO 27/2279 (documento A).

La aplicación de este procedimiento implica el uso de un dispositivo de extrusión que comprenda:

- un cabezal de lámina, preferentemente con una abertura ampliada, que alimente con plástico fundido las cuchillas;

- una pluralidad de cuchillas, situadas en planos verticales paralelos, que hacen posible la formación de las lamas de plástico fundido que se tienen que soldar; definiendo dichas cuchillas entre sí canales de flujo que presentan, en la dirección del flujo del plástico fundido, una primera parte convergente y, a continuación, una parte sustanclalmente recta que forma las paredes laterales de cada ranura que constituye el cabezal;

dos unidades de conformado ("unidades de dimensionado"), cuya longitud resulta adecuada para que el plástico siempre se encuentre en estado fundido o en pasta (dependiendo de si se trata de un plástico semicristalino o amorfo, respectivamente) y que generalmente adoptan la forma de bloques de metal y se disponen en la cara frontal del cabezal y los dos lados de las ranuras del cabezal, una encima de las mismas y la otra debajo. Se cortan dos cámaras en cada una de dichas unidades de conformado, de las que salen conductos tubulares que finalizan en orificios de sección transversal preferentemente circular, que emergen cerca de los espacios que se encuentran entre las ranuras del cabezal y, por lo tanto, durante la aplicación del procedimiento según la invención, cerca de los espacios que se encuentran entre las lamas extruidas. Cada cámara de cada una de dichas unidades de conformado está conectada, de forma alternativa, a una bomba de vacío y a un circuito de gas comprimido. De este modo, los espacios entre dos lamas extruidas adyacentes se someten, en alternancias sucesivas, a una inyección de gas comprimido y a un vacío, estando los dos lados de cualquiera de las lamas, con respecto a una de las mismas, sometidos a la acción del gas comprimido y, con respecto a la otra de las mismas, sometidos a la acción de vacío, y viceversa, durante la alternancia siguiente, de manera que se deformen las lamas y se suelden conjuntamente en pares, con la formación, en un plano aproximadamente paralelo a la dirección de extrusión, de una estructura celular cuyas celdas constituyentes se extienden perpendicularmente con respecto a la dirección de extrusión.

Con el fin de transponer dicho dispositivo de extrusión a una línea de prototipo mayor, se ha observado que resulta ventajoso el uso de unidades de conformado de tres compartimientos escalonados.

Cada compartimiento superior de cada unidad de conformado comprende 2 pares de conductos divergentes que emergen en la cara inferior del compartimiento, en ambos lados de su eje longitudinal, conectados de forma alternativa a una bomba de vacío o a un circuito de gas comprimido, con el fin de, de forma alterna y en alternancias sucesivas, distribuir el gas comprimido y producir un vacío.

Cada compartimiento central de cada unidad de conformado comprende por lo menos cuatro series de tuberías divididas en dos pares simétricos, estando cada serie conectada al conducto divergente del compartimiento superior que le corresponde. Los ejes longitudinales de las tuberías de cada serie se desvían gradualmente de la vertical, con el fin de, en alternancias sucesivas, redistribuir más ampliamente el gas comprimido y proporcionar el vacío, respectivamente, hacia y desde el compartimiento Inferior, sustanclalmente sobre la totalidad de la longitud.

Cada compartimiento inferior de cada unidad de conformado (es decir, el compartimiento más próximo a los espacios que se encuentran entre las ranuras del cabezal) comprende dos hileras de canales tubulares que pasan a través del mismo desde su cara superior y que están dispuestos en ambos lados de su eje longitudinal, comunicándose cada hilera de canales tubulares con la serie de tuberías del compartimiento central que le corresponde, estando los orificios inferiores de dichos canales dispuestos de manera que se alineen a lo largo de la longitud del compartimiento y para salir cerca de los espacios que se encuentran entre las ranuras paralelas del cabezal y, por lo tanto, cerca de los espacios que se encuentran entre las lamas extruidas.

Estas unidades de conformado adolecen de una desventaja unida a la geometría de su compartimiento central. Además, tal como se ha mencionado, dicho compartimiento central comprende series de tuberías divididas en dos pares, estando las series de cada par dispuestas en ambos lados del eje longitudinal de la cara superior del compartimiento central y desviándose gradualmente los ejes longitudinales de las tuberías con respecto a la vertical, con el fin de que, en cada alternancia, se redistribuya más ampliamente el gas comprimido sobre la totalidad de la longitud del compartimiento inferior. El diagrama de la Figura 1 adjunta es una sección transversal de un compartimiento central que muestra una disposición típica de una de las series de tuberías de uno de los pares, aquí cuatro, comprendiendo el compartimiento superior, en este caso, cuatro conductos que se corresponden y que emergen en la cara superior del compartimiento central.

Este diseño del compartimiento central no permite distribuir el gas comprimido en las hileras de los canales tubulares del compartimiento inferior de un modo equilibrado y homogéneo debido por lo menos a dos razones:

- las tuberías del compartimiento central presentan, con respecto a su punto de origen en la cara superior de este compartimiento, ángulos diferentes y, por lo tanto, longitudes diferentes, lo que influye en el paso del gas comprimido;

- debido a que los orificios inferiores de los canales del compartimiento inferior deben estar separados de manera uniforme y a que la cantidad de los mismos depende de la cantidad de lamas extruidas y, por lo tanto, de la anchura del cabezal, la cantidad de tuberías del compartimiento central no es necesariamente la misma para cada serie (véase anteriormente, el diagrama de la sección del compartimiento central en el que la serie, de derecha a izquierda, numera 5 tuberías; 6 tuberías; 6 tuberías y 5 tuberías, respectivamente).

Este desequilibrio tiene como resultado una presión variable en la salida de los orificios inferiores de los canales del compartimiento inferior con, como consecuencia, la formación de una estructura celular cuyas celdas constituyentes presentan dimensiones diferentes.

La presente invención pretende solucionar este problema proporcionando una unidad de conformado que permite la producción de estructuras celulares cuyas celdas constituyentes presentan dimensiones uniformes, independientemente de la longitud de la unidad de conformado.

Para esta finalidad, la invención se refiere a una unidad de conformado que comprende tres compartimientos, denominados "superior", "central" e "inferior" y que están escalonados, para fabricar una estructura celular a base de plástico en un cabezal con ranuras paralelas, donde:

- el compartimiento superior es transversal mente atravesado por lo menos por dos pares de conductos divergentes, que emergen en la cara inferior de dicho compartimiento y están dispuestos en ambos... [Seguir leyendo]

1. Unidad de conformado que comprende tres compartimientos, denominados "superior", "central" e "inferior" y que están escalonados, para la fabricación de una estructura celular a base de plástico en un cabezal con ranuras paralelas, en la que:

- el compartimiento superior (1) es transversalmente atravesado por lo menos por dos pares de conductos divergentes (15, 16) que emergen en la cara inferior de dicho compartimiento y dispuestos a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, estando por lo menos un primer par de conductos divergentes (15), dispuestos en un lado de dicho eje longitudinal y por lo menos un segundo par de conductos divergentes (16), dispuestos en el otro lado de dicho eje longitudinal, comunicándose cada uno de dichos pares de conductos divergentes (15, 16), en alternancias sucesivas y de forma secuencial, con unos medios para inyectar un gas comprimido y con unos medios para crear un vacío;

- el compartimiento central (2) comprende unos medios que se comunican con por lo menos el primer par (15) y con por lo menos el segundo par (16) de conductos divergentes del compartimiento superior, con el fin de redistribuir el gas comprimido y mantener el vacío respectivamente hacia y desde el compartimiento inferior (3);

- el compartimiento inferior (3) comprende, en su cara superior, dos hileras (2, 21) de canales tubulares, con unos orificios superiores (22, 22) separados de forma regular, atravesando dichos canales transversalmente dicho compartimiento y estando dichas hileras situadas a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, comunicándose cada hilera de canales tubulares con los medios, estando los orificios inferiores (23) de los canales de cada hilera dispuestos de manera que se reúnen y quedan alineados a lo largo de la longitud de la cara inferior del compartimiento inferior y emergen cerca de los espacios que se encuentran entre las ranuras paralelas del cabezal;

consistiendo los medios del compartimiento central en dos cavidades continuas y alargadas (17, 18) dispuestas a cada lado del eje longitudinal de dicho compartimiento, extendiéndose sustancialmente sobre toda su longitud y atravesándolo transversalmente.

2. Unidad de conformado según la reivindicación 1, caracterizada por que el compartimiento superior (1) es transversalmente atravesado por cuatro pares de conductos divergentes (15, 15 y 16, 16).

3. Unidad de conformado según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que los conductos divergentes de por lo menos el primer par (15) y los conductos divergentes de por lo menos el segundo par (16) se reúnen en la cara superior del compartimiento superior (1) con el fin de emerger respectivamente en por lo menos una cámara común (13) y en por lo menos una cámara común (14), comunicándose cada una de dichas cámaras comunes (13, 14), en alternancias sucesivas y de forma secuencial, con un circuito de gas comprimido y con una bomba de vacío.

4. Unidad de conformado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que cada hilera (2, 21) de canales tubulares del compartimiento inferior (3) está ahuecada en unos alojamientos continuos y alargados que presentan sustancialmente la misma longitud y la misma anchura que la cavidad continua y alargada (17, 18) del compartimiento central (2) con el que se comunica.

5. Unidad de conformado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los orificios superiores (22, 22) de los canales tubulares (2, 21) del compartimiento inferior (3) están recubiertos por un filtro.

6. Dispositivo de extrusión para la formación de estructuras celulares a base de plástico, que comprende:

- un cabezal de lámina, preferentemente con una abertura alargada (6), que alimenta con plástico fundido las ranuras (7) realizadas en la cara frontal del cabezal mediante unas cuchillas metálicas (8) que definen unos canales de flujo (9) extendidos mediante unos labios metálicos que presentan una parte recta (9a);

- dos unidades de conformado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 dispuestas simétricamente a cada lado de las ranuras (7) de la cara frontal del cabezal.

7. Procedimiento para la fabricación de estructuras celulares a base de plástico que utiliza el dispositivo de extrusión según la reivindicación 6.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que las estructuras celulares fabricadas son anisomét ricas.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que las estructuras celulares recubiertas en la salida de las unidades de conformado están sometidas a una etapa durante la cual son transversalmente arrastradas, después del acondicionamiento térmico.