BR112015020310B1

BR112015020310B1 - conjunto de vedação e método para encher e vedar reservatório de acendedor a gás descartável

Info

Publication number: BR112015020310B1
Application number: BR112015020310-8A
Authority: BR
Inventors: Guy Lefebvre; Yann Lefebvre
Original assignee: Societe Bic
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2021-05-25
Also published as: EP2965009B1; WO2014135911A1; ES2749456T3; EP2965009A1; US20150377486A1; JP2016513782A; CN105121958B; CN105121958A; CA2903153C; BR112015020310A2; US10125989B2; CA2903153A1; JP6177354B2

Abstract

CONJUNTO DE VEDAÇÃO E MÉTODO PARA ENCHER E VEDAR RESERVATÓRIO DE ACENDEDOR A GÁS DESCARTÁVEL. A presente invenção fornece um conjunto de vedação para encher e vedar um reservatório de um acendedor a gás que compreende uma cavidade cilíndrica (3), um tampão (2) que tem uma seção frontal e uma seção traseira, em que a seção frontal compreende projeções radiais e pelo menos uma reentrância (4) para fornecer uma passagem de fluido e que a seção traseira tem uma porção de protuberância/bossa circular (5) e uma porção de solda adaptada para ser fundida por soldagem, em que o tampão é adaptado para ser movido a partir de uma primeira posição (P1) na qual há uma passagem de gás, para uma segunda posição (P2), posição de vedação temporária, na qual um contato impermeável a gás é fornecido entre a porção de protuberância circular do tampão e uma parede interior da cavidade, e, adicionalmente, a partir da segunda posição para uma terceira posição axial (P3), posição de vedação definitiva, em que a porção de solda do tampão é soldada de modo definitivo ao reservatório de uma maneira impermeável a gás.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a acendedores a gás e, particularmente, a acendedores a gás descartáveis ou reservatórios de gás para qualquer tipo de acendedor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Mais precisamente, a invenção se refere a um dispositivo e um método para facilitar as operações de enchimento e vedação do acendedor. Mais particularmente, a invenção se refere a um acendedor descartável ou um reservatório de gás para todos os tipos de acendedor do tipo que compreende um reservatório fabricado a partir de material plástico, especialmente plástico amorfo, adaptado para ser enchido com um hidrocarboneto líquido, especialmente butano ou misturas de butano e outros hidrocarbonetos.

[003] Materiais amorfos sintéticos, como polímeros tais como ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) ou policarbonato, frequentemente usados para acendedores a gás descartáveis, são vantajosos visto que permitem aos usuários ver o nível de combustível restante no interior do reservatório. Entretanto, tais materiais amorfos podem ser frágeis como resultado da estrutura não cristalina dos mesmos.

[004] É conhecido no estado da técnica situar uma cavidade no fundo do reservatório e inserir uma esfera no interior da cavidade. Entretanto, a introdução por encaixe forçado da esfera no interior da cavidade pode causar rachaduras na cavidade do reservatório e, portanto, produzir um vazamento.

[005] Outros métodos contam com o uso de uma vedação por anel em O; entretanto, a eficácia em termos de custo de tais soluções é pobre em relação a uma função de vedação definitiva.

[006] O documento no US 4.486.171 descreve um método que usa um membro tampão moldado integralmente com o corpo do acendedor. Esse tampão permite o enchimento do corpo, mas o fechamento e a vedação final do reservatório são fornecidos pela válvula de dispensação. Visto que tal válvula é encaixada à força no interior da cavidade, o risco de causar rachaduras permanece.

[007] Por esse motivo, há uma necessidade de aperfeiçoar soluções conhecidas relacionadas às operações de enchimento e vedação de um acendedor a gás descartável transparente.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] Para esta finalidade, é fornecido um conjunto de vedação que possibilita encher e vedar um reservatório de um acendedor a gás descartável, que compreende: - uma cavidade substancialmente cilíndrica fornecida no corpo do reservatório que tem uma parede interior, - um tampão, destinado a ser recebido na cavidade, que tem uma seção frontal e uma seção traseira, em que a seção frontal compreende projeções radiais e pelo menos uma reentrância para fornecer uma passagem de fluido e que a seção traseira tem uma porção de protuberância circular e uma porção de solda adaptada para ser fundida por soldagem, em que o tampão é adaptado para ser movido a partir de uma primeira posição axial, na qual uma passagem é fornecida entre uma porção interior do reservatório e o exterior, para uma segunda posição axial (P2), que fornece uma posição de vedação temporária na qual um contato impermeável a gás é fornecido entre a porção de protuberância circular do tampão e a parede interior da cavidade, e, adicionalmente, a partir da segunda posição para uma terceira posição axial (P3) que fornece uma posição de vedação definitiva, em que a porção de solda do tampão é soldada ao reservatório de uma maneira impermeável a gás.

[009] Graças a essas disposições, é possível se obter uma solução barata e confiável para vedar o reservatório de um acendedor a gás descartável ou um reservatório de gás para qualquer tipo de acendedor.

[010] Adicionalmente, as operações de enchimento e vedação podem ser combinadas para fornecer um processo industrial otimizado.

[011] Em meio às várias realizações da invenção, é possível que se tenha empregado, adicionalmente, um e/ou outros dentre os seguintes arranjos: - a porção de solda pode ser formada como uma porção frustocônica destinada a ser fundida contra uma porção de borda da cavidade; através da qual a operação de soldagem é facilitada; - o tampão pode ser suprido como uma parte separada; através do qual os respectivos materiais da cavidade e o tampão podem ser diferentes e adaptados à respectiva função ou uso dos mesmos; - a porção frontal, a porção de protuberância e a porção de solda são situadas de modo axial próximas entre si; dessa forma, fornecem uma solução compacta na direção axial; - o conjunto de vedação é vantajosamente desprovido de qualquer parte intermediária entre o tampão e a cavidade e desprovido de qualquer membro elástico ou membro de inclinação; através do qual a solução é particularmente simples e o custo da solução é especialmente baixo; - o diâmetro da porção de protuberância em repouso mede, de preferência, entre 101% e 105% do diâmetro da cavidade interior; através do qual a vedação provisória é assegurada por uma compressão suficiente na segunda posição (P2); - o corpo de acendedor e a cavidade podem ser fabricados a partir de uma resina não cristalina que compreende acrilonitrila estireno, ABS ou policarbonato; que é um material transparente barato; - a soldagem pode ser uma soldagem ultrassônica; que é uma solução industrial confiável. - o tampão pode ser moldado integralmente com o reservatório; dessa forma, o custo de suprimento de partes diminui.

[012] A invenção se refere, também, a um método para encher e vedar um reservatório de um acendedor a gás descartável, em que o reservatório tem uma cavidade substancialmente cilíndrica que tem um eixo geométrico X e uma parede interior, em que o método compreende as etapas de: (A) - fornecer um tampão na cavidade, situado em uma primeira posição axial, em que o tampão tem uma seção frontal e uma seção traseira, a seção frontal compreende pelo menos uma reentrância para fornecer uma passagem de fluido e a seção traseira tem pelo menos uma porção de protuberância circular e uma porção de solda adaptada para ser fundida por soldagem, (B) - encher o reservatório com um suprimento de combustível, em que o combustível flui para o interior do reservatório através da passagem de fluido, (C) - empurrar o tampão para uma segunda posição axial em que a porção de protuberância circular se sustenta contra a parede interior da cavidade e, dessa forma, fornecer um contato impermeável a gás provisório, (D) - soldar o tampão no interior da cavidade para resultar em uma terceira posição axial para formar uma vedação impermeável a gás definitiva.

[013] Em meio às várias realizações do método, é possível que se tenha empregado, adicionalmente, um e/ou outros dentre os seguintes arranjos: - a etapa de soldagem (D) pode compreender as ações simultâneas de empurrar e aplicar vibrações ultrassônicas; que é uma solução industrial confiável; - as etapas (B) e (C) podem ser executadas com o auxílio de um bocal de injeção que tem uma haste central móvel, de modo que o movimento da primeira posição para a segunda posição possa ser executado sem remover o bocal de injeção logo após a operação de enchimento; dessa forma, fornece uma solução otimizada a fim de que minimize o derramamento do suprimento de combustível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] Outras funções e vantagens da invenção aparecem a partir da descrição detalhada a seguir de uma dentre as realizações, dada a título de exemplo não limitante, e com referência aos desenhos em anexo, em que: - as Figuras 1A e 1B mostram vistas em corte axial e de topo, respectivamente, de um conjunto de vedação de acordo com uma realização exemplificativa da invenção, em que o tampão está em uma primeira posição axial, - as Figuras 2A e 2B mostram vistas em corte axial e de topo, respectivamente, do conjunto de vedação da Figura 1, em que o tampão está em uma segunda posição axial, e - as Figuras 3A e 3B mostram vistas em corte axial e de topo, respectivamente, do conjunto de vedação da Figura 1, em que o tampão está em uma terceira posição axial.

[015] Nas Figuras, as mesmas referências indicam elementos idênticos ou similares.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[016] As Figuras 1A e 1B mostram uma porção de fundo 12 de um corpo de acendedor a gás 1. Esse corpo de acendedor a gás 1 forma um reservatório de gás e também aloja vários equipamentos na porção de topo, como válvula de dispensação, inflamador, meios de acionamento, conhecidos por si só e não mostrados nos desenhos no presente documento.

[017] Na porção de fundo 12, é fornecida uma cavidade 3. Essa cavidade 3 se estende ao longo de um eixo geométrico longitudinal X e exibe um formato substancialmente cilíndrico com uma parede interior 30 e uma porção de borda 31; em que a última está disposta em uma reentrância 11 maiores que a cavidade cilíndrica 3. A reentrância 11 pode ter vários formatos, parcialmente chanfrado ou linear; no exemplo ilustrado a reentrância compreende uma boca chanfrada 14 que tem um formato frustocônico. Visto que a cavidade está disposta no interior dessa reentrância 11, a área de cavidade recua da superfície de fundo da porção de fundo 12, que fornece uma proteção mecânica natural.

[018] A área de cavidade é moldada integralmente com o corpo de acendedor 1. O corpo de acendedor e, por esse motivo, a porção de cavidade poderiam ser fabricados a partir de uma resina não cristalina, por exemplo, acrilonitrila estireno, ABS ou policarbonato; essa espécie de material tem a vantagem de ser transparente de modo que seja possível ver o nível restante de líquido no interior do reservatório; adicionalmente, essa espécie de material também é barata. A invenção não se limita ao material transparente, a mesma também pode ser usada com materiais não cristalinos opacos ou materiais cristalinos.

[019] A cavidade 3 fornece uma comunicação fluida entre o espaço interior 13 do reservatório e o exterior. Após o ajuste de pelo menos a válvula de dispensação no topo do corpo de acendedor, a cavidade 3 é usada para encher o reservatório com um combustível líquido que compreende hidrocarbonetos, especialmente butano ou misturas de butano e outros hidrocarbonetos. O diâmetro da cavidade pode ser pequeno, por exemplo, compreendido entre 1 mm e 3 mm.

[020] A operação de enchimento é executada com o auxílio de um bocal de injeção 7 conectado a um suprimento externo de combustível (não mostrado). O bocal de injeção 7 tem uma borda chanfrada 74 complementar à boca chanfrada 14 no fundo do reservatório. A fim de executar a operação de enchimento, o bocal de injeção 7 é levado a se sustentar na boca chanfrada 14 mencionada acima (conforme ilustrado na Figura 2A), de modo que estabeleça uma comunicação fluida rente entre o suprimento externo de combustível e o espaço interior 13 do reservatório 1. Depois disso, a válvula é aberta e um combustível líquido pressurizado é injetado no interior do reservatório 1.

[021] Adicionalmente, é fornecido um tampão 2 destinado a ser recebido na cavidade e destinado a fechar a cavidade 3 após a operação de enchimento. Mais precisamente, conforme mostrado na Figura 1A, o dito tampão se estende ao longo de um eixo geométrico longitudinal X com um formato geral simétrico em relação ao eixo geométrico substancial e compreende uma seção frontal 21 e uma seção traseira 22.

[022] O material do tampão pode ser idêntico ao material do reservatório; entretanto também pode ser de um tipo diferente de resina ou material plástico, não necessariamente transparente, desde que a temperatura de ponto de fusão não seja muito diferente da temperatura de ponto de fusão do material de reservatório, para favorecer uma boa capacidade de soldagem, conforme será explicado depois.

[023] Uma vantagem de selecionar um material opaco é de permitir uma verificação óptica automatizada da presença do tampão durante o processo automatizado de montagem.

[024] O material de tampão não é completamente rígido, o mesmo exibe certa compressibilidade para permitir deformação.

[025] A seção frontal 21 compreende as projeções radiais 41 e pelo menos uma reentrância 4 para fornecer uma passagem de fluido F entre as projeções radiais 41. As projeções radiais 41 são limitadas em um círculo que tem um diâmetro D1 levemente maior que o diâmetro interno D da cavidade. No exemplo ilustrado, são fornecidas três projeções radiais 41 delimitadas por três reentrâncias 4.

[026] A seção traseira 22 tem uma porção de protuberância circular 5, que fornece um suporte circular que tem um diâmetro D2 levemente maior que o diâmetro interno D da cavidade, e uma porção de solda 6 adaptada para ser fundida por soldagem, como será explicado abaixo em detalhes. Adicionalmente, é fornecida uma porção de extremidade 28 disposta de modo transversal na parte posterior da porção traseira 22.

[027] Antes da inserção no interior da cavidade, o tampão 2 pode ser posicionado em uma posição preliminar axial indicada por P0 (linha tracejada na Figura 1A). Após isso, o tampão 2 é empurrado de modo axial em direção à cavidade 3 até uma posição chamada de primeira posição axial P1 (delineada de forma sólida na Figura 1A), em que as projeções radiais 41 são levemente comprimidas na direção radial, conforme ilustrado na Figura 1B e 1C, onde as porções comprimidas 42 geram uma compressão radial. Por esse motivo, o tampão 2 é retido firmemente nessa primeira posição P1, particularmente para evitar qualquer movimento axial substancial do tampão durante a operação de enchimento, durante a qual a injeção de combustível líquido exerce uma pressão na porção posterior 28.

[028] Nessa primeira posição P1, a cavidade não está fechada, de fato, as reentrâncias 4 situadas entre as projeções radiais 41 fornecem uma passagem de fluido, denotada F, para permitir a operação de enchimento subsequente.

[029] Em sequência, o bocal de injeção 7 descrito acima é aplicado na boca chanfrada 14 e combustível líquido é injetado no interior do reservatório. Quando a quantidade estabelecida foi introduzida no reservatório, que pode ser determinada por vários meios, uma haste para empurrar 8 fornecida no centro do bocal de injeção 7 é movida para cima para mover o tampão 2 a partir da primeira posição P1 para uma segunda posição axial denotada P2 (Figura 2A) na qual a porção de protuberância 5 é levada a se sustentar contra a parede interior 30 da cavidade 3. Essa segunda posição P2 fornece uma posição de vedação temporária para evitar que o combustível vaze do reservatório. Desde então, o bocal de injeção 7 pode ser removido.

[030] Deve ser notado que o movimento da extremidade frontal 82 da haste para empurrar 8 pode ser controlado pela força exercida ou pela extensão do deslocamento. Portanto, apenas a porção de protuberância é inserida na cavidade e não a porção de solda 6, que fica em contiguidade com a porção de borda 31 da cavidade.

[031] Embora a segunda posição P2 forneça uma posição de vedação temporária, pode-se executar o teste funcional do acendedor se necessário e/ou o acendedor pode ser movido para outra estação de conjunto.

[032] Mais precisamente, o diâmetro D2 da porção de protuberância 5 em repouso pode ser escolhido para medir entre 101% e 105% do diâmetro interior D da cavidade. A deformação por fadiga por compressão radial da porção de protuberância 5, adicionada à deformação por fadiga por compressão radial das projeções radiais 41, fornece uma força de retenção suficiente contra a ação da pressão interna prevalecente no reservatório após o enchimento.

[033] Quando a condição de vedação definitiva do reservatório é obtida, uma operação de vedação definitiva é empreendida. Para esta finalidade, no exemplo ilustrado, um sonotrodo ultrassônico 9 com uma extremidade frontal 92 é aplicado na porção posterior 28 do tampão 2. O sonotrodo ultrassônico 9 aplica simultaneamente vibrações axial e transversal enquanto empurra o tampão 2 em direção a uma terceira posição axial P3, mostrada na Figura 3A. Uma porção fundida 63 assegura uma vedação definitiva, dessa forma, resultando no fechamento do reservatório de uma maneira estanque a gás.

[034] Deve ser notado que outras soluções de soldagem nãos estão excluídas do escopo da invenção.

[035] Embora o tampão 2 seja fornecido como uma parte separada na realização preferencial ilustrada, também é possível ter o tampão moldado integralmente com o reservatório, com as duas partes possivelmente ligadas entre si por um enlace rompível.

[036] Vantajosamente, a porção frontal 21, a porção de protuberância 5 e a porção de solda 6 são situadas de modo axial próximas entre si, para resultar em uma dimensão geral axial do tampão menor que 10 mm, de preferência menor que 5 mm. Isso forma uma solução compacta que não transgride muito do volume do reservatório.

[037] Vantajosamente, o conjunto de vedação descrito acima é desprovido de qualquer parte intermediária entre o tampão e a cavidade e desprovido de qualquer membro elástico ou membro de inclinação.

[038] Em outras palavras, o método para usar o conjunto de vedação descrito acima compreende pelo menos: - fornecer o tampão 2 na cavidade, situado em uma primeira posição axial (P1, posição de enchimento), - encher o reservatório com um combustível que flui para o interior do reservatório através da passagem de fluido 4, - empurrar o tampão para uma segunda posição axial (P2, posição de vedação temporária) em que a porção de protuberância circular se sustenta contra a parede interior da cavidade e, dessa forma, fornecer um contato impermeável a gás provisório, - soldar o tampão no interior da cavidade para resultar em uma terceira posição axial (P3, posição de vedação definitiva) para formar uma vedação impermeável a gás definitiva, de preferência com o uso de uma técnica de soldagem ultrassônica.

[039] Deve ser notado que a porção de protuberância 5 pode ser assimétrica e exibir um formato de ombro. Adicionalmente, a porção de solda pode ser situada em continuidade geométrica da porção de protuberância. Além disso, a porção de solda 6 pode exibir várias formas não necessariamente simétricas em relação ao eixo geométrico antes da soldagem.

[040] Deve ser notado que o conjunto de vedação e os métodos descritos acima podem ser usados não apenas para um acendedor a gás descartável, mas também para um reservatório de qualquer espécie de acendedor a gás utilitário.

Claims

1. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, que possibilita encher e vedar um reservatório de um acendedor a gás descartável ou um reservatório de gás para todos os tipos de acendedores, compreendendo: - um corpo de reservatório com uma cavidade substancialmente cilíndrica (3) fornecida no corpo de reservatório, que tem uma parede interior (30), - um tampão (2), destinado a ser recebido na dita cavidade (3), em que o dito tampão (2) tem uma seção frontal (21) e uma seção traseira (22), que a seção frontal (21) compreende projeções radiais (41) e pelo menos uma reentrância (4) para fornecer a passagem de fluido em uma primeira posição axial (P1) do tampão (2) inserido na cabidade (3), e que a seção traseira (22) tem uma porção de protuberância circular (5) e uma porção de solda adaptada para ser fundida por soldagem, caracterizado pelo tampão (2) ser adaptado para ser movido a partir da primeira posição axial (P1), para uma segunda posição axial (P2), que fornece uma posição de vedação temporária na qual um contato impermeável a gás é fornecido entre a porção de protuberância circular (5) do tampão (2) e a parede interior da cavidade (3), e, adicionalmente, a partir da segunda posição axial (P2) para uma terceira posição axial (P3), que fornece uma posição de vedação definitiva, em que a porção de solda do tampão (2) é soldada ao reservatório de modo que o tampão (2) é unido de uma maneira impermeável a gás na parede interna do reservatório, a passagem de fluido sendo fornecida por pelo menos um recesso (4) na primeira posição axial (P1), de modo que a primeira posição axial (P1) é uma posição de inserção no tampão (2) em que uma comunicação fluida é fornecida entre uma porção interior do reservatório e exterior.

2. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela porção de solda ser formada como uma porção frustocônica (6) destinada para ser fundida contra uma porção de borda (31) da cavidade (3).

3. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo tampão (2) ser fornecido como uma parte separada.

4. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela porção frontal (21), a porção de protuberância (5) e a porção de solda (6) serem situadas de modo axial próximas entre si.

5. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por ser desprovido de qualquer parte intermediária entre o tampão (2) e a cavidade (3) e desprovido de qualquer membro elástico ou membro de inclinação.

6. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo diâmetro da porção de protuberância (5) em repouso medir entre 101% e 105% do diâmetro interno da cavidade (3).

7. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo corpo de acendedor e a cavidade (3) serem fabricados a partir de uma resina não cristalina que compreende acrilonitrila estireno, ABS ou policarbonato.

8. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela soldagem ser uma soldagem ultrassônica.

9. CONJUNTO DE VEDAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo tampão (2) ser moldado integralmente com o reservatório.

10. MÉTODO PARA ENCHER E VEDAR RESERVATÓRIO DE ACENDEDOR A GÁS DESCARTÁVEL, em que o reservatório tem uma cavidade substancialmente cilíndrica (3) que tem um eixo geométrico (x) e uma parede interior (30), caracterizado método compreender as etapas de: (A) - fornecer um tampão (2) inserido na cavidade (3), situada em uma primeira posição axial (P1), em que o tampão (2) tem uma seção frontal (21) e uma seção traseira (22), que a seção frontal (21) compreende pelo menos uma reentrância (4) para fornecer uma passagem de fluido na primeira posição axial (P1), e que a seção traseira (22) tem pelo menos uma porção de protuberância circular (5) e uma porção de solda adaptada para ser fundida por soldagem, (B) - encher o reservatório com um suprimento de combustível quanto o tampão (2) estiver inserido na cavidade (3) na primeira posição axial (P1), em que o combustível flui para o interior do reservatório através da passagem de fluido, (C) - empurrar o tampão (2) para uma segunda posição axial (P2) em que a porção de protuberância circular (5) se sustenta contra a parede interior (30) da cavidade (3) e, dessa forma, fornece um contato impermeável a gás provisório, (D) - soldar o tampão (2) no interior da cavidade (3) para resultar em uma terceira posição axial (P3) para formar uma vedação impermeável a gás definitiva.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender, na etapa de soldagem (D), as ações simultâneas de empurrar e aplicar vibrações ultrassônicas.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizado pelas etapas (B) e (C) serem executadas com o auxílio de um bocal de injeção (7) que tem uma haste central móvel (8), de modo que o movimento da primeira posição axial (P1) para a segunda posição axial (P2) possa ser executado sem remover o bocal de injeção (7) logo após a operação de enchimento.