ES2968414T3 - Troquel de colocación - Google Patents

Abstract

Troquel de colocación para recoger y colocar sustratos mediante gas presurizado, que comprende: un elemento de fijación (16) que tiene un lado superior y un lado inferior y que comprende un puerto de entrada (168a) para recibir gas presurizado positivamente y un puerto de salida; y un cuerpo de soporte fabricado de un material elásticamente deformable y fijado en el lado inferior del elemento de fijación (16); en el que el cuerpo portador comprende una pluralidad de pasos que permiten un flujo de gas entre el elemento de unión (16) y el lado inferior del cuerpo portador opuesto al elemento de unión (16). La matriz de colocación se caracteriza porque el elemento de unión (16) alberga una vía de flujo (168) dispuesta para recibir gas presurizado desde el puerto de entrada (168a) y una vía longitudinal (172) que se extiende desde el lado inferior del elemento de unión (16).) hacia el lado superior del elemento de fijación (16); en el que la vía de flujo (168) descarga en la vía longitudinal (172) en una sección de unión (170); y la sección de unión (170) está dispuesta de manera que el gas presurizado que se descarga en el recorrido longitudinal (172) crea una presión negativa en el recorrido longitudinal en el lado inferior del elemento de unión (16) y comprende una superficie de desviación curva (170a) curvada. hacia la parte superior del elemento de fijación (16). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Troquel de colocación

La presente invención se refiere a un troquel de colocación para la recogida y colocación de sustratos por medio de gas presurizado según la reivindicación 1.

Un troquel de colocación de este tipo se ha usado en la fabricación de componentes hechos a partir de estructuras compuestas de fibras y, en particular, de estructuras compuestas de fibras alineadas con trayectorias de carga. En estos materiales, las fibras de alta resistencia están incrustadas en una matriz de material plástico o de resina de manera que estén alineadas con la dirección esperada de la carga que actúa sobre el componente cuando está en uso. De este modo, las estructuras resultantes son anisótropas con relación a sus propiedades mecánicas, pero en casos de uso con direcciones de carga bien definidas, se puede lograr una reducción de peso del 25% al 50% en comparación con estructuras de aluminio o de acero de la misma resistencia.

Con el fin de fabricar tales componentes hechos a partir de dichas estructuras compuestas en números elevados con alta calidad y bajos costes, se están desarrollando procesos y técnicas de fabricación modernos y altamente automatizados. Se hace referencia comúnmente al proceso de fabricación con potencial más alto de automatización y tiempo de ciclo más bajo como el proceso de infiltración de preformado. En el mismo, las fibras de carbono destinadas a soportar la mayoría de la carga en el componente finalizado se preforman en su forma tridimensional y posteriormente se impregnan con el plástico líquido o el material de resina y se curan. Comúnmente se hace referencia a dicho segundo paso del proceso como infiltración o inyección.

Para la colocación automatizada de sustratos de fibras sobre herramientas de formación conformadas de manera compleja con la orientación correcta de las fibras, se ha desarrollado el proceso de colocación de parches de fibras. En el mismo, las fibras preformadas que se han tratado con un material aglutinante se colocan sobre una herramienta de preformación usando presión y calor con el fin de reducir la viscosidad del aglutinante. De esta forma, se está construyendo una preforma a partir de piezas relativamente pequeñas colocando sucesivamente múltiples de dichos parches en posiciones dedicadas con una orientación dada de sus fibras. Es el uso de dichos parches y el empleo de un troquel de colocación de parches que es capaz de ajustarse pasivamente a la forma de la superficie de la herramienta lo que permite la fabricación automatizada de las preformas. Dicho troquel de colocación es responsable de recoger, transportar, calentar, comprobar y colocar los parches sobre la herramienta. Se conocen, por ejemplo, troqueles de colocación que son capaces de realizar dichas tareas a partir del documento EP 2796263 A2. Dicho documento describe un troquel de colocación para recogida y colocación de sustratos que comprende una estructura de recepción de sustrato elásticamente deformable y un elemento de fijación que comprende un canal de gas para proporcionar gas presurizado positiva o negativamente para recoger y expulsar los sustratos, así como un cuerpo de soporte hecho de un material elásticamente deformable. Dicho troquel de colocación conocido se basa en un gas presurizado negativamente para recoger el parche de sustrato y un gas presurizado positivamente para expulsarlo.

Con el fin de proporcionar un flujo suficiente de gas presurizado negativamente se requieren grandes bombas de vacío, que tienen que ser colocadas fuera del troquel de colocación y la presión negativa tiene que ser transportada a través de un sistema de tuberías de gas hasta el troquel de colocación en sí mismo. Dicho flujo de gas presurizado negativamente por diseño solamente puede proporcionar una diferencia de presión de 1 bar en comparación con la atmósfera y requiere un diámetro de tubería relativamente alto en una longitud de tubería dada con el fin de proporcionar un caudal de masa de gas suficiente. Debido a la gran bomba de vacío y a las tuberías extensivas requeridas en el troquel de colocación del documento EP 2 796 263 A2, se puede crear un cuello de botella en relación con los posibles tiempos de ciclo del proceso de colocación del sustrato debido a la alta inercia del troquel. También, proporcionar alternativamente gas presurizado positiva y negativamente en la misma estructura de tubería tiene una inercia relativamente alta en sí misma y por lo tanto ralentiza aún más los posibles tiempos de ciclo de los troqueles de colocación conocidos.

El documento US 2014/062112 A1 describe un troquel de colocación según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, se hace referencia al documento JP H10167470A.

Por lo tanto, el objeto de la invención es remediar al menos algunos de los inconvenientes de los troqueles de colocación conocidos reduciendo el peso y el tamaño del sistema responsable de proporcionar el gas presurizado negativamente para la recogida de los sustratos en tales troqueles.

Con el fin de lograr dicho objetivo, la invención proporciona un troquel de colocación según la reivindicación 1. Es un logro de los inventores haberse dado cuenta de que es beneficioso crear la presión negativa no de manera externa del troquel de colocación, sino en el elemento de fijación del troquel de colocación en sí mismo. En lugar de la diferencia de presión máxima posible de 1 bar cuando se suministra gas presurizado negativamente al troquel de colocación como se mencionó anteriormente, se puede entregar gas presurizado positivamente con medios técnicos de suministro de gas comunes a una presión positiva de alrededor de al menos 8 a 10 bares, de manera que el gas presurizado positivamente se puede transportar más lejos y más rápido. Dicha diferencia de presión más alta también puede producir diámetros requeridos más pequeños para el sistema de tuberías dado que debido a la diferencia de presión más alta se puede lograr un aumento de caudal de masa de gas. También, dado que se elimina la necesidad de proporcionar alternativamente gas presurizado positiva y negativamente, también se reduce la inercia del sistema de suministro de gas en uso.

Dicho aumento de velocidad en el suministro del troquel de colocación con gas presurizado, así como el menor peso del dispositivo, permiten un nivel de integración más alto del troquel de colocación con relación al uso de componentes robóticos extremadamente rápidos para trasladar el troquel, dando como resultado tiempos de ciclo más cortos en el proceso de producción de preformas y mayores tamaños posibles del troquel de colocación.

La solución según la invención presentada anteriormente se basa en el denominado efecto Coanda según el cual un flujo de gas presurizado positivamente seguirá la forma de las superficies curvas a lo largo de las que pasa siempre que se cumplan ciertas condiciones de contorno, tales como una curvatura máxima de la superficie dependiente de la presión que no se puede exceder. Dichas condiciones para crear el efecto Coanda son bien conocidas en la bibliografía y se pueden verificar mediante experimentación. Usando el efecto Coanda, solamente se pueden lograr diferenciales de presión negativa bajos con caudales de masa altos. Si bien esta característica se puede considerar desventajosa para la generación de vacío en la mayoría de las aplicaciones, es un logro de los inventores darse cuenta de que, en la presente solicitud, debido al cuerpo de soporte deformable que ya está comprimido a diferenciales de presión bajos proporcionando un excelente efecto de sellado, el diferencial de presión creado debido al efecto Coanda es suficiente para recoger y transportar de manera fiable los parches de fibra. Además, en los troqueles conocidos descritos anteriormente, el diferencial de presión bajo requerido para recoger los sustratos tiene un impacto negativo adicional en la posible longitud de las tuberías de suministro de gas para un diámetro efectivo dado, dado que el diferencial de presión máxima posible de 1 bar cuando se usa presión negativa incluso puede no estar disponible.

Desviando de este modo el flujo de gas presurizado positivamente hacia el lado superior del elemento de fijación, se crea una presión negativa en el lado inferior del elemento de fijación que se usa para aspirar y recoger parches de sustrato. El diseño real del interior del elemento de fijación en el que se crea la presión negativa puede variar en la práctica, por ejemplo, se pueden proporcionar múltiples trayectorias de flujo y/o vías y/o múltiples puertos de entrada siempre que las vías se abran en el lado inferior del elemento de fijación para el efecto de succión deseado y que el gas presurizado sea conducido hacia el lado superior del elemento de fijación debido al efecto Coanda.

Los componentes adicionales del troquel de colocación, aparte del elemento de fijación en el que se crea la presión negativa para recoger los parches de sustrato, se pueden construir de manera similar a los troqueles de colocación conocidos en la técnica: una estructura de recepción de sustrato elásticamente deformable está fijada al lado inferior del cuerpo de soporte opuesto al elemento de fijación, y también se pueden proporcionar una estructura de recepción de sustrato elásticamente deformable, así como elementos de calentamiento para calentar un material aglutinante con el que se han tratado los sustratos. Además, se pueden proporcionar medios adecuados para fijar el troquel de colocación a un conjunto de accionamiento que traslada y que gira el troquel con relación a la herramienta de preformado, por ejemplo, en el lado superior del elemento de fijación.

En una realización preferida, se puede proporcionar una única sección de unión que constituye el único orificio en la pared circunferencial de la vía longitudinal. En el caso de que se proporcionen múltiples vías longitudinales en el elemento de fijación, se puede proporcionar una única sección de unión para algunas o para todas ellas. Proporcionando un único orificio en la pared circunferencial de la vía longitudinal, se pueden minimizar las pérdidas de presión y, de este modo, se puede maximizar la potencia de succión del troquel de colocación. Siempre que se proporcione la superficie de desviación curvada responsable de desviar el gas presurizado hacia arriba según el efecto Coanda, la sección de unión puede tener diferentes formas, por ejemplo, puede discurrir alrededor de toda la circunferencia de la vía longitudinal por medio de la cual también se puede incrementar el efecto de succión.

Además, el elemento de fijación puede comprender una parte superior y una parte inferior unidas de manera sellada, en donde la trayectoria de flujo y/o la vía longitudinal y/o la sección de unión están formadas, al menos parcialmente, por rebajes coincidentes en las partes superior e inferior. Tales elementos de fijación se pueden producir con una técnica de fresado o de corte que permite una alta precisión, así como bajos costes en su producción. Alternativamente, el elemento de fijación también puede estar formado por una única pieza o múltiples componentes, en donde en el caso de dicha única pieza, la trayectoria de flujo, así como la vía longitudinal y la sección de unión se pueden taladrar en ella.

Puede ser beneficioso si la pared circunferencial de la vía longitudinal tiene una sección transversal sustancialmente circular, al menos en secciones a lo largo de su extensión longitudinal. Dotar la vía longitudinal con una sección transversal circular aumenta la simetría del flujo de gas y, por lo tanto, puede conducir a una distribución de presión más uniforme en el lado inferior del elemento de fijación. Por supuesto, la vía longitudinal también podría tener otra forma, por ejemplo, puede ser elíptica o rectangular y puede tener una forma cilíndrica o cónica cuando se ve en sección longitudinal.

Con el fin de maximizar el efecto de succión debido al efecto Coanda en el troquel de colocación según la invención, puede ser beneficioso si la superficie de desviación se extiende sustancialmente alrededor de toda la circunferencia de la vía longitudinal. Con el fin de suministrar tal superficie de desviación con gas presurizado, la trayectoria de flujo se puede conformar además en consecuencia, por ejemplo, extendiéndose también alrededor de toda la circunferencia de la vía longitudinal.

Con el fin de reducir el tamaño del troquel de colocación según la invención, puede ser beneficioso que tanto el puerto de entrada como el puerto de salida estén dispuestos en el lado superior del elemento de fijación. No obstante, si el conjunto de accionamiento en el que se monta el troquel de colocación cuando está en uso así lo requiere, también se pueden emplear otras disposiciones del puerto de entrada y del puerto de salida.

Con el fin de proporcionar una forma rápida y fiable de colocar los sustratos, el elemento de fijación puede comprender además una segunda vía longitudinal que está dispuesta de manera que se pueda suministrar gas presurizado positivamente al lado inferior del elemento de fijación. Suministrando dicha segunda vía longitudinal con gas presurizado positivamente, el sustrato se puede expulsar o separar del troquel de colocación de manera rápida y precisa. También, proporcionando vías longitudinales separadas para proporcionar presión negativa y positiva en el lado inferior del elemento de fijación respectivamente, que, sin embargo, ambas se operan con gas presurizado positivamente suministrado al elemento de fijación, se puede evitar una inversión en el flujo de gas hacia el elemento de fijación, lo que disminuye la inercia del sistema de suministro de gas en uso.

Con el fin de suministrar selectivamente la trayectoria de flujo y la segunda vía longitudinal con gas presurizado positivamente, el troquel de colocación según la invención puede comprender además al menos un conjunto de válvula controlada en la trayectoria de flujo y la segunda vía longitudinal se puede disponer para ser suministrada selectivamente con gas presurizado desde un único puerto de entrada usando dicho conjunto de válvula. Alternativamente, se podrían emplear múltiples puertos de entrada o medios de suministro controlados de manera que el suministro de gas presurizado tanto a la trayectoria de flujo como a la segunda vía longitudinal se controlaría desde fuera del troquel. Mientras que esto puede requerir tuberías adicionales, no proporcionar un conjunto de válvula de control en el troquel en sí mismo reduce tanto el espacio requerido como el peso del troquel de colocación.

En una posible realización de la invención, el elemento de fijación del troquel de colocación según la invención puede comprender dos módulos, cada uno que comprende al menos una trayectoria de flujo, al menos una vía longitudinal y, si es aplicable, al menos una segunda vía longitudinal, en donde cada módulo está sellado individualmente. En otra posible realización, solamente algunos de los módulos comprenden una segunda vía longitudinal. La configuración con múltiples módulos puede ser especialmente beneficiosa para un troquel más grande para recoger parches de sustrato más grandes, y los módulos se pueden disponer en el troquel, por ejemplo, en configuraciones de 1x2 o 2x3 con el fin de cubrir áreas más grandes de una manera adecuada. Los módulos individuales pueden estar dotados con medios de suministro individuales o comunes para gas presurizado y válvulas controladas individuales o comunes.

Con el fin de garantizar un flujo óptimo del gas presurizado negativamente desde el lado superior del cuerpo de soporte al lado inferior del cuerpo de soporte mientras el sustrato se recibe realmente cuando está en uso, al menos una superficie exterior del cuerpo de soporte y/o al menos una superficie de pared de los pasos puede estar recubierta de una manera estanca a los gases. Dicho recubrimiento puede estar hecho, por ejemplo, de una lámina estanca a los gases, un barniz adecuado o, hablando en términos generales, cualquier tipo de recubrimiento que disminuya la permeabilidad de la superficie en cuestión. Con el fin de asegurar una presión negativa suficiente en el lado inferior del cuerpo de soporte, se pueden recubrir tantas superficies citadas anteriormente como sea posible o como sea necesario.

Además, con el fin de distribuir uniformemente la presión negativa entre la pluralidad de pasos en el cuerpo de soporte, el lado inferior del elemento de fijación puede comprender una sección exterior que define su circunferencia y que está dispuesta para permitir la fijación estanca a los gases del cuerpo de soporte al mismo y una sección central rebajada hacia el lado superior del elemento de fijación. Proporcionando la sección central rebajada, se forma una cavidad por encima del cuerpo de soporte en el elemento de fijación con el fin de igualar la presión negativa sobre la pluralidad de pasos en el cuerpo de soporte. Con el fin de evitar que el cuerpo de soporte colapse en dicha cavidad cuando se recoge un sustrato y que la presión negativa tire del cuerpo de soporte hacia el elemento de fijación, en la medida que ya no es posible el flujo de gas a través de la pluralidad de pasos, se pueden proporcionar uno o más puntos o áreas de contacto adicionales para el cuerpo de soporte en la sección central, que preferiblemente están alineados con el nivel de la sección exterior.

La presente invención también se refiere a un conjunto de colocación para la recogida y colocación de sustratos, que comprende un troquel de colocación según la invención, así como unos medios de suministro de gas para suministrar gas presurizado positivamente.

Se refiere además a un dispositivo de colocación para la recogida y colocación de sustratos, que comprende un conjunto de colocación según la invención, un conjunto de accionamiento para trasladar y girar el troquel de colocación y una unidad de control para controlar el conjunto de accionamiento, así como los medios de suministro de gas.

Dicha traslación y giro del troquel de colocación realizada por el conjunto de accionamiento y controlada por la unidad de control puede ser a lo largo de grados de libertad arbitrarios y, en uso del dispositivo, sirve para trasladar el troquel de colocación entre una posición en la que recoge sustratos y una posición en la que se coloca los sustratos. La unidad de control se puede incorporar o puede comprender medios adecuados conocidos para dicho propósito, tales como ordenadores y microcontroladores, y también se puede acoplar a unidades de control adicionales que controlen otros aspectos del proceso de fabricación de estructura compuesta con el fin de integrar el troquel de colocación según la invención en un entorno de fabricación integrado y automatizado.

Se pueden entender ventajas y características adicionales de la presente invención a partir de la descripción a continuación cuando se considera junto con las figuras adjuntas. Dichas figuras muestran:

la Fig. 1 un troquel de colocación según la invención en una vista en sección esquemática;

la Fig. 2 el elemento de fijación del troquel de colocación de la Fig. 1 en una vista en sección esquemática;

las Figs. 3a y 3b la parte superior del elemento de fijación de las Figs. 1 y 2 en una vista desde arriba y en sección; y las Figs. 4a a 4c la parte inferior del elemento de fijación de las Figs. 1 y 2 en una vista desde arriba, en sección y desde abajo.

En la Fig. 1 se muestra un troquel de colocación para sustratos en una vista en sección esquemática y generalmente denotado con el número de referencia 10. Además, una dirección longitudinal se identifica por la flecha L. Cuando está en uso, el troquel de colocación 10 de la Fig. 1 está conectado a un conjunto de accionamiento (no mostrado) responsable de trasladarlo y girarlo a través de un elemento de conexión 12 proporcionado en el lado superior del troquel de colocación 10, en donde el elemento de conexión 12 es conectable en particular a un contraelemento adecuado proporcionado en el conjunto de accionamiento. También se proporcionan en el lado superior del troquel de colocación 10 dos tuberías de suministro 14, a través de las cuales se suministra gas presurizado positivamente al troquel de colocación 10 desde medios de suministro de gas externos.

El elemento de conexión 12 está conectado en su extremo inferior con un elemento de fijación 16. Dicho elemento de fijación 16 está formado por una parte superior 162 y una parte inferior 164, que están conectadas de manera fija. Para una descripción detallada del elemento de fijación 16, se hace referencia a las Figs. 2 a 4c mientras que en la Fig. 1 se muestra solamente de una manera esquemática. Las tuberías de suministro 14 también están conectadas al elemento de conexión 16, para cuyo propósito se proporcionan puertos de entrada 168a en el elemento de conexión 16, que se describirán a continuación con referencia a las Figs. 2 y 3a.

En el lado inferior del elemento de fijación 16 y en particular en su parte inferior 164, está fijado de una manera estanca a los gases un cuerpo de soporte 18 de un material elásticamente deformable. El cuerpo de soporte 18 puede ser del tipo conocido a partir del documento EP 2796263 A2 y, en particular, se puede formar a partir de un material de espuma, tal como espuma de poliuretano. El cuerpo de soporte 18 comprende una pluralidad de pasos 18a que se extienden sustancialmente a lo largo de la dirección longitudinal L y que conectan el lado inferior del cuerpo de soporte 18 con el lado superior del cuerpo de soporte 18 y, de este modo, el lado inferior del elemento de fijación 16. Además, las superficies laterales externas del cuerpo de soporte 18 están selladas o recubiertas con un material estanco a los gases 18b tal como una lámina estanca a los gases o un barniz estanco a los gases. Las superficies de las paredes de los pasos 18a se pueden recubrir de una manera similar a las superficies laterales externas.

En el lado inferior del cuerpo de soporte 18 está fijada una estructura de recepción de sustrato 20 que también está hecha de un material elásticamente deformable y que también puede ser del tipo conocido a partir del documento EP 2796263 A2, que aloja un elemento de calentamiento 20a y que está dispuesto para recibir el sustrato para ser soportado por el troquel de colocación 10 en su cara inferior.

En el uso del troquel de colocación 10, se produce una presión negativa en el lado inferior del elemento de fijación 16 que se transporta a través de los pasos 18a formados en el cuerpo de soporte 18 hasta la estructura de recepción de sustrato 20. La presión negativa proporcionada en la cara inferior de la estructura de recepción de sustrato 20 permite recoger y transportar parches de sustrato. Debido a que son elásticamente deformables, tanto el cuerpo de soporte 18 como la estructura de recepción de sustrato 20 se doblarán siguiendo la forma del sustrato una vez que se recibe en la cara inferior de la estructura de recepción de sustrato 20 de una manera estanca a los gases o siguiendo la forma de la herramienta sobre la que se ha de colocar el sustrato.

La Fig. 2 muestra ahora una parte del elemento de fijación 16 del troquel de colocación de la Fig. 1 en una vista en sección esquemática. Como se mencionó anteriormente, comprende una parte superior 162 y una parte inferior 164, que están conectadas de manera fija. Entre las dos piezas 162 y 164 se proporciona un elemento de sellado 166 hecho de un material de caucho con el fin de sellar las cavidades interiores del elemento de fijación 16 que se describe a continuación desde el exterior de una manera estanca a los gases.

En la parte superior 162 del elemento de fijación 16, se forma una trayectoria de flujo de gas 168, que consiste en una sección que se extiende longitudinalmente 168a que también sirve como puerto de entrada para el gas presurizado positivamente mencionado anteriormente y se conecta a la tubería de suministro de gas 14 para recibir dicho gas presurizado positivamente. La sección que se extiende longitudinalmente 168a se extiende desde el lado superior de la parte superior 162 hasta la superficie límite entre la parte superior 162 y la parte inferior 164. En dicha superficie límite, la trayectoria del flujo de gas gira 90° pasando sobre una sección que se extiende horizontalmente 168b. Dicha sección que se extiende horizontalmente 168b también está formada en la parte superior 162 del elemento de fijación 16, por ejemplo, mediante fresado.

La sección que se extiende horizontalmente 168b de la trayectoria de flujo de gas 168 en una sección de unión 170 descarga en una vía longitudinal 172, que se extiende desde el lado inferior del elemento de fijación 16 hasta su lado superior y se forma de una manera alineada tanto en la parte superior 162 como en la parte inferior 164 que consiste de este modo en una vía superior 172a y una vía inferior 172b. La línea discontinua C en la Fig. 2 representa la línea central de la vía longitudinal 172. En la sección de unión 170, se forma una superficie de deflexión curva 170a que está curvada hacia el lado superior del elemento de fijación 16. Mientras que tanto la vía superior 172a como la vía inferior 172b tiene secciones transversales circulares, la superficie de deflexión 170a así como las paredes circunferenciales de la vía longitudinal 172 están conformadas de manera que el radio rarribade la vía superior 172a es ligeramente más pequeño que el radio rabajo de la vía inferior 172b.

Las flechas GF1 y GF2 ilustran el flujo de gas en el interior del elemento de fijación 16 cuando el troquel de colocación 10 está en uso y se suministra gas presurizado positivamente a través de la tubería de suministro de gas 14 al puerto de entrada 168a. El gas fluye a través de la trayectoria de flujo de gas 168 siguiendo en primer lugar las secciones 168a y 168b y descargándose en la vía longitudinal 172 en la sección de unión 170. Debido al efecto Coanda según el cual un flujo de gas presurizado positivamente seguirá la forma de las superficies curvas a lo largo de las que pasa, se desvía hacia el lado superior del elemento de fijación 16 por la superficie de deflexión 170a en la sección de unión 170. Durante su movimiento ascendente hacia la vía superior 172a, el flujo de gas GF1 aspira gas desde la vía inferior 172b evocando de este modo el segundo flujo de gas GF2 que también se dirige hacia el lado superior del elemento de fijación 16. De este modo, se crea un diferencial de presión en la vía longitudinal 172 y en el lado inferior del elemento de fijación, se produce la presión negativa para operar el troquel de colocación 10 para recoger un sustrato. El gas presurizado positivamente que fluye en la vía superior 172a hacia el lado superior del elemento de fijación 16 se puede conducir por tuberías de salida de gas adicionales o simplemente descargar al entorno, ambos a través de un puerto de salida (no mostrado).

Las Figs. 3a y 3b muestran ahora la parte superior 162 del elemento de fijación 16 de las Figs. 1 y 2 en una vista desde arriba y en sección. En sus cuatro esquinas se proporcionan orificios perforación 22a a través de los cuales se pueden insertar elementos de conexión tales como tornillos o pernos para conectar las partes superior e inferior 162 y 164 del elemento de fijación 16.

También se puede ver que la parte superior 162 es sustancialmente simétrica con respecto a un eje A que la divide en dos mitades, cada una de las cuales forma un módulo individual que comprende una trayectoria de flujo 168, una vía longitudinal 172 y, en el caso del módulo derecho, una segunda vía longitudinal 174. En la vista desde arriba de la Fig. 3A, se muestran los puertos de entrada 168a de la trayectoria de flujo 168 y la vía superior 172a de la vía longitudinal 172. Los dos módulos se denotan mediante los números de referencia 176 y 178 y están sellados individualmente como se mostrará en la Fig. 4a.

La segunda vía longitudinal 174 se extiende desde el lado superior hasta el lado inferior del elemento de fijación 16 de una manera alineada a través tanto de su parte superior 162 como de su parte inferior 164 siguiendo la dirección longitudinal L y se dispone de manera que se pueda suministrar gas presurizado positivamente al lado inferior del elemento de fijación para expulsar el sustrato de la estructura de recepción de sustrato 20. Como la expulsión del sustrato es decididamente más fácil que su recogida dado que se ayuda por el peso del sustrato, la única vía longitudinal 174 proporcionada en el módulo derecho 178 es suficiente para ese propósito.

La Fig. 3b, que es una vista en sección a través de la línea central B mostrada en la Fig. 3a, muestra además que las dos vías superiores circulares 172a de los dos módulos 176 y 178 se extienden en paralelo con sus respectivas superficies de deflexión 170a que se extienden alrededor de toda su circunferencia. Con el fin de distribuir el gas presurizado positivamente alrededor de la circunferencia hasta la vía longitudinal 172, se proporcionan secciones circunferenciales 168c de la trayectoria de flujo de gas 168 que conducen el gas presurizado procedente de la sección horizontal 168b alrededor de la circunferencia de la vía longitudinal 172 de manera que la sección de unión 170 también tenga una forma circular. Dichas secciones circunferenciales 168c de la trayectoria de flujo de gas 168 se muestran en la Fig. 4a.

Dicha Fig. 4a así como las Figs. 4b y 4c muestran la parte inferior 164 del elemento de fijación de las Figs. 1 y 2 en una vista desde arriba, en sección y desde abajo. La parte inferior también comprende orificios de perforación 22b en sus cuatro esquinas, a través de los cuales se pueden insertar los elementos de conexión mencionados anteriormente para conectar las partes superior e inferior 162 y 164 del elemento de fijación 16.

Al igual que la parte superior 162, la parte inferior 164 del elemento de fijación 16 es simétrica con respecto al eje A, formando dos módulos 176 y 178. Cada uno de los módulos 176 y 178 comprende un elemento de sellado individual 166 sellando de este modo las cavidades de ambos módulos 176 y 178 formados entre la parte superior 162 y la parte inferior 164 individualmente. En la vista desde arriba de la Fig. 4a, se muestran las secciones horizontal y circunferencial 168b y 168c de la trayectoria de flujo de gas 168 así como el pasaje inferior 172b y el segundo pasaje 174.

En la Fig. 4b, que es una sección a través del elemento inferior 164 a lo largo de la línea central B similar a la Fig. 3b, se puede ver que el elemento inferior 164 en su lado inferior comprende una sección exterior 180 que define su circunferencia y dispuesta para permitir la fijación estanca a los gases del cuerpo de soporte 18 al mismo y a una sección central 182 rebajada hacia el lado superior del elemento de fijación. El flujo de gas hacia el pasaje inferior 172b debido a la presión negativa creada se distribuye de este modo en la sección central 182, lo que conduce a una presión negativa uniforme sobre una gran área del lado inferior del elemento de fijación 16, lo que conduce a un flujo de gas uniforme en los múltiples pasos del cuerpo de soporte 18 y un efecto de succión óptimo en la estructura de recepción de sustrato 20 mostrada en la Fig. 1.

Como se puede ver además en la vista desde abajo de la Fig. 4c, en la sección central 182 se proporciona un área de contacto 184 adicional para el cuerpo de soporte en forma de letra “H”, que evita que el cuerpo de soporte 18 se colapse hacia la sección central 182 cuando se recoge un sustrato y la presión negativa tira del cuerpo de soporte 18 hacia el elemento de fijación 16.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un troquel de colocación para recogida y colocación de sustratos por medio de gas presurizado, que comprende: - un elemento de fijación (16) que tiene un lado superior y un lado inferior y que comprende un puerto de entrada (168a) para recibir gas presurizado positivamente y un puerto de salida; y

- un cuerpo de soporte (18) hecho de un material elásticamente deformable y fijado en el lado inferior del elemento de fijación (16);

en donde el cuerpo de soporte (18) comprende una pluralidad de pasos (18a) que permiten un flujo de gas entre el elemento de fijación (16) y el lado inferior del cuerpo de soporte (18) opuesto al elemento de fijación (16);

en donde el elemento de fijación (16) aloja una trayectoria de flujo (168) dispuesta para recibir gas presurizado desde el puerto de entrada (168a) y una vía longitudinal (172) que se extiende desde el lado inferior del elemento de fijación (16) hacia el lado superior del elemento de fijación (16);

en donde la trayectoria de flujo (168) descarga en la vía longitudinal (172) en una sección de unión (170); y la sección de unión (170) está dispuesta de manera que el gas presurizado que se descarga en la vía longitudinal (172) crea una presión negativa en la vía longitudinal en el lado inferior del elemento de fijación (16) y comprende una superficie de desviación curva (170a) curvada hacia el lado superior del elemento de fijación (16), caracterizado por que en el lado inferior del cuerpo de soporte (18) está fijada una estructura de recepción de sustrato (20), que también está hecha de un material elásticamente deformable, en donde tanto el cuerpo de soporte (18) como la estructura de recepción de sustrato (20) están diseñados y destinados a doblarse siguiendo la forma del sustrato una vez que se recibe en una cara inferior de la estructura de recepción de sustrato (20) de una manera estanca a los gases o siguiendo la forma de una herramienta sobre la cual se ha de colocar el sustrato.

2. El troquel de colocación según la reivindicación 1, caracterizado por que se proporciona una única sección de unión (170) que constituye el único orificio en la pared circunferencial de la vía longitudinal (172).

3. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de fijación (16) comprende una parte superior (162) y una parte inferior (164) que están unidas de forma sellada, en donde la trayectoria de flujo (168) y/o la vía longitudinal (172) y/o la sección de unión (170) están formadas, al menos parcialmente, por rebajes coincidentes en las partes superior e inferior (162, 164).

4. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pared circunferencial de la vía longitudinal (172) tiene una sección transversal sustancialmente circular al menos en las secciones.

5. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie de deflexión (170a) se extiende alrededor sustancialmente de toda la circunferencia de la vía longitudinal (172).

6. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tanto el puerto de entrada (168a) como el puerto de salida están dispuestos en el lado superior del elemento de fijación (16).

7. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de fijación (16) comprende además una segunda vía longitudinal (174) que está dispuesta de manera que se pueda suministrar gas presurizado positivamente al lado inferior del elemento de fijación (16).

8. El troquel de colocación según la reivindicación 7, caracterizado por que comprende al menos un conjunto de válvula controlada y la trayectoria de flujo y la segunda vía longitudinal están dispuestas para ser suministradas selectivamente con gas presurizado desde un único puerto de entrada usando dicho conjunto de válvula.

9. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de fijación comprende al menos dos módulos (176, 178) cada uno que comprende al menos una trayectoria de flujo (168), al menos una vía longitudinal (172) y, si es aplicable, al menos una segunda vía longitudinal (174), en donde cada módulo está sellado individualmente.

10. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos una superficie exterior (18b) del cuerpo de soporte (18) y/o al menos una superficie de pared de los pasos (18a) está recubierta de una manera estanca a los gases.

11. El troquel de colocación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el lado inferior del elemento de fijación (16) comprende una sección exterior (180) que define su circunferencia y dispuesta para permitir la fijación estanca a los gases del cuerpo de soporte (18) al mismo y a una sección central (182) rebajada hacia el lado superior del elemento de fijación (16).

12. Un conjunto de colocación para la recogida y colocación de sustratos, que comprende un troquel de colocación (10) según una de las reivindicaciones anteriores y unos medios de suministro de gas para suministrar gas presurizado positivamente.

13. Un dispositivo de colocación para la recogida y colocación de sustratos, que comprende un conjunto de colocación según la reivindicación anterior, un conjunto de accionamiento para trasladar y girar el troquel de colocación y una unidad de control para controlar el conjunto de accionamiento y los medios de suministro de gas.