ES2220304T3 - Inserto de deposito y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Inserto de material termoplástico, para la unión con un cuerpo hueco de material termoplástico, en especial como componente constructivo que reviste por el interior una abertura de conexión de un depósito de carburante, y/o que forma un asiento para un elemento de conexión, caracterizado porque el inserto (1) se ha obtenido mediante moldeo por presión de un laminado difícilmente permeable para hidrocarburos, porque el inserto se compone de un laminado con al menos una capa (7) de barrera para hidrocarburos, y porque la capa (7) de barrera se compone de etileno de alcohol vinílico.

Description

Inserto de depósito y procedimiento para su fabricación.

La invención se refiere a un inserto de material termoplástico, para la unión con un cuerpo hueco de material termoplástico, en especial como componente constructivo que reviste por el interior una abertura de conexión de un depósito de carburante, y/o que forma un asiento para un elemento de conexión. Se conoce un inserto semejante por el documento genérico US-A-5 404 907.

Como elementos de conexión se toman en consideración, por ejemplo, válvulas, tubuladuras de conexión, así como boquillas roscadas. Además, una abertura de conexión del depósito puede estar configurada para el alojamiento de una unidad de transporte, o como una llamada abertura de emisión (indicador del nivel), o también como conexión para tubos de carga.

En depósitos de carburante se imponen elevadas exigencias en su permeabilidad para hidrocarburos. Según las más recientes especificaciones medioambientales, la emisión total de hidrocarburos de un vehículo detenido, no puede ascender a más de 0,5 g en 24 horas. Correspondientemente hay que imponer altas exigencias a la emisión máxima de hidrocarburos, de un sistema de depósito de carburante. Por este motivo se conoce fabricar depósitos de carburante por el procedimiento de moldeado por coextrusión y soplado, componiéndose su pared de un laminado con una o varias capas de barrera, difícilmente permeables para hidrocarburos. Tales depósitos cumplen en general las elevadas exigencias en relación con las emisiones máximas permisibles de hidrocarburos.

A este respecto son problemáticas, no obstante, aberturas de conexión en el depósito, que formen un asiento de obturación para tubuladuras, válvulas y similares. Puesto que tales aberturas de conexión tienen que tener tolerancias estrechas para garantizar, por ejemplo, un asiento suficientemente obturado y sin juego de una tubuladura de conexión, o de una válvula, no es posible en muchos casos prever el asiento de válvula o el asiento de obturación para el componente constructivo de conexión, en una sola operación durante la fabricación (moldeado por extrusión y soplado) del depósito.

Por consiguiente, en el depósito se prevé como abertura de conexión, una abertura. Ahora hay distintas posibilidades, por ejemplo, para insertar obturando una válvula en esta abertura. Por una parte existe la posibilidad de atornillar la válvula contra la pared del depósito, mediante juntas que se apoyan contra la pared del depósito. Esta medida no es apropiada para depósitos de carburante, a causa de las elevadas exigencias de estanquidad en el depósito. Una soldadura de la válvula con el depósito, no se toma asimismo en consideración sin más, puesto que válvulas y tubuladuras de conexión, por lo regular, en especial a causa de la resistencia al carburante del material, se componen de POM (polioximetileno), por el contrario el depósito, al menos parcialmente, se compone de PE (polietileno), los materiales distintos no son soldables uno con otro.

Por tanto, las válvulas o boquillas roscadas compuestas de POM, se proveen con un vástago de PE moldeado por inyección, en el que se engatilla la válvula o la boquilla roscada de conexión. Entonces puede soldarse el vástago con el depósito en la zona de la abertura de conexión de este, por ejemplo, por el procedimiento de soldadura con elementos de calefacción. Esta última forma de proceder está siempre vinculada al inconveniente de que con vistas a una posible emisión de hidrocarburos, la abertura de conexión del depósito, representa un punto débil, puesto que el PE (polietileno) es permeable a los hidrocarburos y se hincha en su presencia, por el contrario el POM (polioximetileno) apenas es permeable a los hidrocarburos.

Por consiguiente, una abertura de conexión en el depósito sigue representando una fuente de emisión.

La misión de la invención se basa, por consiguiente, en crear un elemento de unión a insertar en una abertura de conexión, en especial, en crear un inserto del tipo citado en el preámbulo, como inserto para una abertura de conexión, cuya permeabilidad a los hidrocarburos esté reducida, de manera que se reduzcan las emisiones totales de hidrocarburos de un depósito de carburante, respecto a los depósitos conocidos.

La misión se resuelve mediante las notas características de la reivindicación 1. Un inserto semejante ofrece respecto a un inserto moldeado por inyección solamente de polietileno, por una parte, la ventaja de la permeabilidad reducida a los hidrocarburos, por otra parte un inserto semejante puede fabricarse con relativa facilidad, por ejemplo, utilizando el producto extruido de varias capas, existente así y todo en la fabricación del depósito por el procedimiento por coextrusión y soplado. Naturalmente, como alternativa a ello, es posible utilizar para la fabricación del inserto, semiproductos de forma de placa y de varias capas, o producto extruído sobrante resultante durante el soplado del depósito.

Por conveniencia el inserto puede unirse con arrastre de sustancia con el depósito de carburante, preferentemente pudiendo soldarse con este, lo que está garantizado en especial cuando el inserto se compone del mismo laminado que el depósito. Para la unión del inserto con el depósito de carburante, se toman en consideración como técnicas de soldadura, el procedimiento de soldadura con elementos de calefacción, soldadura a tope con reflectores térmicos o soldadura por fricción, prefiriéndose el procedimiento de soldadura con elementos de calefacción.

Preferentemente están previstas dos capas de barrera. Las capas de barrera pueden estar empotradas en un cuerpo de base compuesto en lo esencial de polietileno. Aquí está garantizado que el cuerpo de base pueda soldarse con el material del depósito. Las capas de barrera deberían estar dispuestas aquí discurriendo en el material, de manera que durante la soldadura del inserto con el depósito, aquellas se unan lo más estrechamente posible a las capas de barrera, que discurren en la pared del depósito. Por lo demás es deseable cuando las capas de barrera discurren lo más cerca posible de la pared interior del inserto, formando un ángulo con el eje longitudinal del inserto, de manera que se impida lo más ampliamente posible una migración de carburante alrededor de la capa de barrera.

Las capas de barrera se componen según la invención de VEOH ( Etileno de alcohol vinílico). Un recipiente fabricado por el procedimiento de moldeado por coextrusión y soplado, se conoce, por ejemplo, por el documento DE 43 37 491 A1.

La misión en que se basa la invención, se resuelve, además, mediante un procedimiento según la reivindicación 6. En cada caso según como se haya efectuado la estructura de las capas del laminado utilizado, el inserto terminado recibe una o varias capas de barrera. Además, el curso de las capas de barrera en el inserto, es función también de la configuración de la herramienta para moldeo por presión, por ejemplo, de la posición de la partición de la herramienta, o de los puntos de cierre o de rebaba de la herramienta.

Preferentemente se coextruye una pieza bruta premoldeada de varias capas, y se lleva a su forma definitiva por prensado en la primera calda.

Es especialmente favorable cuando la pieza bruta premoldeada se extruye en forma de un tubo flexible cuyas paredes opuestas se comprimen una sobre otra en el molde de prensado. Un tubo flexible semejante se extruye también, por ejemplo, para la fabricación del depósito, de manera que en último término el inserto pueda fabricarse con la misma técnica de extrusión, siendo necesaria únicamente otra herramienta.

Por moldeado a presión en el sentido de la invención se entenderá el moldeado de material termoplástico reblandecido, o bien como producto extruído, o bien como semiproducto reblandecido, en un molde de varias piezas, preferentemente de dos piezas, que se compone de punzón y matriz.

Naturalmente también es posible fabricar el inserto a partir del residuo (scrap) que se produce durante la fabricación del depósito por el procedimiento de moldeado por coextrusión y soplado, a partir del sobrante del tubo flexible, y que se separa del depósito después del moldeado por soplado. Esto puede hacerse en una operación al cerrar el molde de soplado, de manera que al abrir el molde de soplado, junto al depósito se obtenga también el inserto ya moldeado a presión. Para ello el molde de soplado está provisto, por fuera del molde sencillo, con los componentes del molde de prensado necesarios para la conformación del inserto, o sea, punzón y matriz.

La invención se explica a continuación de la mano de varios ejemplos de realización, representados en los dibujos.

Se muestran:

Figura 1 Un inserto soldado en un depósito, según un primer ejemplo de realización de la invención, con una válvula insertada en el inserto, parcialmente en corte.

Figura 2 Un inserto soldado en un depósito, según un segundo ejemplo de realización de la invención, en corte.

Figura 3 Un inserto según un tercer ejemplo de realización de la invención, en corte.

Figura 4 Un inserto según un cuarto ejemplo de realización de la invención, con una tubuladura acodada insertada en él, parcialmente en corte.

Figura 5 Una vista en corte del molde abierto de prensado.

Figura 6 Una vista en corte del molde cerrado de prensado, y

Figura 7 Un vista aumentada del detalle VII representado en la figura 3.

Como puede verse en la figura 1, el inserto 1 según la invención está configurado como elemento hueco cilíndrico de forma anular, con un sector 2 cilíndrico y con un collar 4 que forma una brida 3 de apoyo.

Con 5 está designada la pared de un depósito de carburante, fabricado por el procedimiento de moldeado por coextrusión y soplado, con el cual está soldado el collar 4 del inserto 1, en la zona periférica de una abertura 6 de conexión. La pared 5 del depósito de carburante, se compone de un laminado difícilmente permeable para los hidrocarburos, con una capa 7 de barrera de EVO (etileno de alcohol vinílico). La capa 7 de barrera da lugar a un bloqueo contra el paso de hidrocarburos, a través de la pared 5 del depósito.

El inserto 1 representado en las figuras 1 y 2, se compone asimismo, según la invención, de un laminado difícilmente permeable para los hidrocarburos, con una capa 7 de barrera. Los ejemplos de realización representados en las figuras 1 y 2, se diferencian por cuanto el curso de la capa 7 de barrera está elegido diferente en cada uno. En el ejemplo de realización mostrado en la figura 1, la capa 7 de barrera discurre en la zona del sector 2 cilíndrico del inserto 1, con un ángulo respecto al eje longitudinal del inserto 1, y se encuentra en el extremo inferior del sector 2 cilíndrico, en la proximidad de su pared 13 interior. En la zona del collar 4, la capa de barrera emerge insignificantemente por encima de la brida 3 de apoyo.

En la segunda forma de realización de la invención, representada en la figura 2, la capa 7 de barrera discurre en forma ideal, primeramente lo más cerca posible y paralela a la pared 13 interior del inserto 1. En la zona del collar 4 la capa 7 de barrera lo más cerca posible de la cara exterior del inserto 1, y termina con bastante exactitud en la zona de la esquina exterior de la brida 3 de apoyo.

En el tercer ejemplo de realización del inserto 1 según la invención, representado en la figura 3, están previstas en total dos capas 7 de barrera. La estructura exacta de las capas del inserto 1 según el ejemplo de realización representado en la figura 3, se deduce de la figura 7.

Puesto que el material de base del inserto 1, como también del depósito, es polietileno que se hincha en presencia de hidrocarburos, el inserto 1 está provisto con un anillo 8 protector metálico que impide una deformación en el sentido de un aumento del diámetro del inserto 1, a causa de la absorción de hidrocarburos, y que envuelve el inserto 1 como un manguito. Si a causa de la presencia de hidrocarburos, hubiera de hincharse el inserto 1, este sólo puede desviarse hacia dentro a causa de la existencia del anillo 8 protector metálico, de manera que no se menoscabe la unión con la pared 5 del depósito. Además, el componente que se encuentra en el inserto, por ejemplo, una válvula o también otro componente, no experimenta efectos desventajosos ningunos, respecto a su asiento en el inserto y a la obturación vinculada con él.

En el ejemplo de realización representado en la figura 1, el inserto 1 sirve como junta estanca para una válvula 9 de POM (polioximetileno). La válvula 9 posee un cuerpo 10 cilíndrico de base, cuyo contorno exterior y cuyo diámetro exterior corresponde aproximadamente al contorno interior y al diámetro interior del inserto, y desde luego con una precisión dimensional relativamente grande. Mediante salientes 11 de retención está engatillado no desmontable el cuerpo 10 de base de la válvula 9, con el inserto 1. La válvula 9 está obturada respecto al inserto 1 mediante dos juntas 12 tóricas, estando prevista una de las juntas tóricas para la gama inferior de temperaturas, y la otra, para la gama superior de temperaturas.

Como puede verse en especial en la figura 2, la capa 7 de barrera está situada en la zona de la brida 3 de apoyo, lo más ampliamente posible hacia fuera, para al soldar la brida 3 de apoyo con la pared 5 del depósito, garantizar una conexión de la capa 7 de barrera del inserto 1, con la capa 7 de barrera de la pared 5. En todo caso la capa 7 de barrera debería de estar empotrada en el material de base del inserto 1, para estar protegida contra daños físicos.

El inserto 1 representado en la figura 4 aloja en lugar de una válvula, una tubuladura acodada de POM (polioximetileno). En todos los ejemplos representados de realización, está reproducida una variante relativamente sencilla del inserto 1 que presenta una pared 13 interior lisa, estando engatilladas no desmontables con el inserto 1, o bien la tubuladura 14 acodada, o bien la válvula 9. Asimismo cabe imaginar equipar el inserto 1 con una pared interior perfilada, por ejemplo, en forma de una rosca, de manera que el elemento correspondiente de conexión pueda atornillarse con el inserto 1.

En las figuras 5 y 6 está representado esquemáticamente el proceso de fabricación del inserto 1. Con 15 se designa una herramienta de dos partes, compuesta de punzón 16 y matriz 17, la cual forma el molde de prensado para la fabricación del inserto. Según el procedimiento preferente está previsto que el inserto 1 se produzca por extrusión del tubo 18 flexible de varias capas, por el procedimiento de coextrusión, introduciendo el tubo 18 flexible en la herramienta 15 abierta (véase la figura 5).

Las partes de la herramienta 15, es decir, el punzón 16 y la matriz 17, se mueven aproximándose una hacia la otra, rellenando el tubo 18 flexible la cavidad 19 de la herramienta 15. Mediante las fuerzas de cierre, aplicadas a la matriz 17 y al punzón 16 se aplasta parcialmente el material sobrante, y parcialmente se arrastra al espacio 20 de compensación. El tubo flexible coextruido, preferentemente de seis capas, se comprime para formar un producto, en total, de doce capas.

Después del desmoldeo del inserto 1, tiene que retirarse el volumen de compensación fijado todavía a aquel, así como los salientes laterales.

El inserto terminado tiene la estructura representada esquemáticamente en la figura 7, de en total doce capas paralelas, de las cuales las dos capas 21 exteriores se componen, por ejemplo, de polietileno, a estas se conectan sendas capas de regenerado 22. Por regenerado 22 se entiende material reciclado que, por ejemplo, se ha separado como material de desecho (scrap) durante la fabricación del deposito o recipiente, o durante la fabricación del inserto 1.

Las capas 7 de barrera compuestas de EVOH (etileno de alcohol vinílico), están empotradas cada una en una capa 23 de agente adhesivo, con la que está garantizada una unión de las capas de barrera con el regenerado 23 ó con las capas 21 exteriores de polietileno.

Por causa de la fabricación del inserto mediante un tubo flexible coextruido, se produce la estructura de en total doce capas, en la que todas las capas existen al menos duplicadas. La estructura de doce capas del inserto 1, está realizada solamente en el ejemplo de realización representado en la figura 3, en el que en total están previstas dos capas 7 de barrera.

Claims (9)

1. Inserto de material termoplástico, para la unión con un cuerpo hueco de material termoplástico, en especial como componente constructivo que reviste por el interior una abertura de conexión de un depósito de carburante, y/o que forma un asiento para un elemento de conexión, caracterizado porque el inserto (1) se ha obtenido mediante moldeo por presión de un laminado difícilmente permeable para hidrocarburos, porque el inserto se compone de un laminado con al menos una capa (7) de barrera para hidrocarburos, y porque la capa (7) de barrera se compone de etileno de alcohol vinílico.

2. Inserto según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto (1) puede unirse con arrastre de sustancia, con el depósito de carburante, preferentemente puede soldarse con este.

3. Inserto según alguna de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa (7) de barrera o las capas (7) de barrera, está o están empotradas casi completamente en el material del inserto (1), preferentemente al menos en la zona de un sector (2) cilíndrico del inserto (1), discurriendo cerca de su pared (13) interior.

4. Inserto según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están previstas dos capas (7) de barrera.

5. Inserto según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las capas (7) de barrera están empotradas en un cuerpo de base que se compone en lo esencial de polietileno.

6. Procedimiento para la fabricación de un inserto para la unión estanca y no desmontable con un depósito de carburante de material termoplástico, caracterizado porque el inserto se obtiene en un molde de varias piezas, mediante moldeo por presión de material termoplástico reblandecido, como producto extruído o semiproducto, en forma de un laminado difícilmente permeable a los hidrocarburos.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por la coextrusión de una pieza bruta premoldeada de varias capas, y por el prensado de la pieza bruta premoldeada en la primera calda, hasta la forma definitiva.

8. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque la pieza bruta premoldeada se extruye en forma de un tubo flexible, cuyas paredes opuestas se comprimen una sobre otra en el molde de prensado.

9. Cuerpo hueco de material termoplástico, en especial un depósito de carburante, con un inserto con las notas características de alguna de las reivindicaciones 1 a 5.