ES2253127B1 - Deposito de combustible para vehiculos. - Google Patents

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Abstract

Depósito de combustible para vehículos. El depósito de combustible para vehículos con motor de combustión interna, constituido esencialmente por un cuerpo hueco que comprende una primera sección interna de material termoplástico, destinada a estar en contacto con el combustible, una sección intermedia de material composite y una sección final, externa, de acabado. La sección intermedia de material composite está constituida por la superposición de múltiples capas formadas por porciones de láminas preimpregnadas de resina polimérica de las que la primera capa, a continuación de la sección interna de material termoplástico, está constituida por al menos un estrato de porciones de láminas tipo "velo", y la última capa está formada por al menos un estrato de porciones de láminas tejidas, tipo "sarga", en fibra de carbono.

Description

Depósito de combustible para vehículos.
Sector técnico de la invención
La invención se refiere a un depósito de combustible para vehículos con motor de combustión interna. El depósito está constituido esencialmente por un cuerpo hueco que comprende una primera sección interna de material termoplástico, destinada a estar en contacto con el combustible almacenado, una sección intermedia de material composite de matriz polimérica y una sección final, externa, de acabado.
Antecedentes de la invención
En la actualidad los depósitos de combustible más extendidos para vehículos tales como coches o motocicletas son los fabricados en acero o en material termoplástico, pasando a último lugar los de fibra de vidrio (moldeado de fibras de vidrio en una matriz de resina tipo epoxi) al no poder cumplir estos últimos los requerimientos actuales relativos a la integridad estructural y permeabilidad necesarios.
Los depósitos fabricados en termoplástico comportan una reducción de peso del vehículo así como una reducción del coste unitario por pieza fabricada gracias a la consolidación de los procesos de fabricación como son la roto-inyección, la soldadura termoplástica y la combinación de la inyección seguida del soplado. Otra ventaja con respecto a los depósitos de acero consiste en la disminución del riesgo de ignición del combustible en caso de accidente. Así, por ejemplo, una de las situaciones que más frecuentemente se producen en accidentes de motocicletas es la caída y/o el impacto de la motocicleta contra otros objetos y el deslizamiento de ésta sobre el asfalto. Si el depósito es de material termoplástico, esta situación no provoca la creación de chispas por fricción del depósito contra el suelo, al contrario de lo que puede suceder si el depósito es de acero. La creación de estas chispas combinada con un vertido parcial o total del combustible implica un riesgo de ignición muy importante en este tipo de accidentes.
Sin embargo, aunque los depósitos de material termoplástico comportan las ventajas descritas anteriormente, son los depósitos de acero los más utilizados en motocicletas de media y alta cilindrada ya que para series cortas y medianas, los depósitos de acero resultan competitivos en lo que a coste unitario se refiere, al ser la inversión en moldes y utillajes inferior a la de los depósitos de termoplástico.
Por otra parte, es conocida la utilización de depósitos de combustible fabricados con material composite en vehículos de los sectores náutico y aeronáutico, así como los propios del modelismo, en el que las series son muy cortas y los requerimientos suelen distar de los depósitos para vehículos tripulados.
Por el documento EP 0454978 B1 se conoce un método para moldear un depósito de combustible de plástico de una sola pieza cubriendo la superficie exterior de un cuerpo soporte hueco de paredes delgadas con un material fibroso. Sobre la superficie exterior del soporte hueco, hecho de un material resistente a la corrosión como el polietileno o el polipropileno, se aplican unas preformas de material fibroso y el conjunto así formado es introducido en un molde. En el molde se procede a la inyección de una resina encargada de impregnar el material fibroso colocado y de ocupar el espacio existente entre la pared interior del molde y la superficie exterior del material fibroso. De este modo se obtiene un depósito de combustible formado por una funda interna de plástico y por una capa exterior de un material fibroso impregnado por una resina.
Pese a los avances realizados, todavía existe hoy en día la necesidad de conseguir depósitos de combustible que supongan una mayor reducción en el peso del vehículo asegurando al mismo tiempo un adecuado comportamiento estructural, es decir, depósitos de mayor rigidez y que presenten un buen comportamiento frente a impactos.
Explicación de la invención
El depósito de combustible para vehículos con motor de combustión interna objeto de la invención, está constituido esencialmente por un cuerpo hueco que comprende una primera sección interna de material termoplástico, destinada a estar en contacto con el combustible, una sección intermedia de material composite y una sección final, externa, de acabado.
En esencia, el depósito de la invención se caracteriza porque la sección intermedia de material composite está constituida por la superposición de múltiples capas formadas por porciones de láminas preimpregnadas de resina polimérica de las que la primera capa, a continuación de la sección interna de material termoplástico, está constituida por al menos un estrato de porciones de láminas tipo "velo", y la última capa está formada por al menos un estrato de porciones de láminas tejidas, tipo "sarga", en fibra de carbono.
Según otra característica de la invención, entre la primera y la última capa de la sección intermedia de material composite está dispuesta una capa intermedia constituida por al menos un estrato de porciones de láminas unidireccionales preimpregnadas de resina, siendo la fibra de dichas láminas de fibra de vidrio y/o de fibra de aramida y/o de fibra de carbono.
De acuerdo con otra característica de la invención, el número de estratos de porciones de láminas preimpregnadas de resina repartidas entre la capa intermedia y la última capa de la sección intermedia de material composite está comprendido entre 3 y 25.
Conforme a otra característica de la invención, las láminas unidireccionales preimpregnadas de resina cuyas porciones forman los estratos de la capa intermedia de la sección intermedia de material composite tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 40 g/m^{2} y 500 g/m^{2}.
Según otra característica de la invención, las láminas preimpregnadas de resina tipo "velo" de la primera capa de la sección intermedia tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 2 g/m^{2} y 50 g/m^{2}.
De acuerdo con otra característica de la invención, las porciones de láminas preimpregnadas tejidas, tipo "sarga", en fibra de carbono de la última capa de la sección intermedia tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 100 g/m^{2} y 900 g/m^{2}.
Conforme a otra característica de la invención, el porcentaje en peso de la resina polimérica comprendida en la sección intermedia de material composite está comprendido entre un 35% y un 55%.
De un modo preferente, el porcentaje en peso de la resina polimérica comprendida en la sección intermedia de material composite está comprendido entre un 40% y un 50%.
Según otra característica de la invención, en las zonas en las que el cuerpo hueco que constituye el depósito está mecanizado, la sección intermedia de material composite comprende, localmente, unas porciones de láminas de refuerzo preimpregnadas de resina tejidas a la plana, superpuestas entre sí.
De acuerdo con otra característica de la invención, las porciones de láminas de refuerzo de la sección intermedia de material composite tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 100 g/m^{2} y 900 g/m^{2}.
Conforme a otra característica de la invención, la resina polimérica de la matriz del material composite es una resina termoestable o una resina termoplástica.
Según otra característica de la invención, la resina polimérica de la matriz del material composite es una resina termoestable de base epoxídica, de base poliéster o de base viniléster.
De acuerdo con otra característica de la invención, la sección final externa de acabado es una capa protectora formada por una resina y/o una capa de barniz y/o una capa de pintura.
Conforme a otra característica de la invención, el depósito comprende una sección de material termoplástico espumado dispuesto entre la primera sección interna de material termoplástico y la sección intermedia de material composite.
De un modo preferente, el material termoplástico espumado es uno de los del grupo formado por los poliuretanos, cloruros de polivinilo, polipropilenos, polietilenos y poliestirenos.
Según otra característica de la invención, el depósito comprende una sección de material de estructura de nido de abeja dispuesto entre la primera sección interna de material termoplástico y la sección intermedia de material composite.
De un modo preferente, el material de estructura de nido de abeja es uno de los del grupo formado por los materiales termoplásticos, las resinas epoxi, el aluminio y una poli-(m-fenilenisoftalamida).
Conforme a otra característica de la invención, el material de estructura de nido de abeja es un termoplástico del grupo formado por los polietilenos, los polipropilenos, los acrilonitrilo-butadieno-estirenos, los policarbonatos y los termoplásticos de poliamida.
Según otra característica de la invención, las celdas de la estructura de nido de abeja del material termoplástico están rellenadas de un material termoplástico espumado del grupo formado por los poliuretanos, los cloruros de polivinilo, los polipropilenos y los polietilenos.
De acuerdo con otra característica de la invención, la primera sección interna de material termoplástico es una sección monocapa de polietileno o de polipropileno.
Conforme a otra característica de la invención, la primera sección interna de material termoplástico es una sección multicapa de polietileno/ una resina adherente/ un copolímero de etileno-vinil-alcohol/ una resina adherente/ polietileno.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, varios modos de realización preferidos del depósito de combustible para vehículos objeto de la invención. En dichos dibujos:
la Fig. 1 es una vista en sección de un corte transversal de la pared de una realización del depósito de combustible para vehículos objeto de la invención;
la Fig. 2 es una vista en sección de un corte transversal de una segunda realización del depósito de combustible para vehículos;
la Fig. 3 es una vista en sección de un corte transversal de una tercera realización del depósito de combustible para vehículos;
la Fig. 4 es una vista en sección de un corte transversal de una sección intermedia de material composite;
la Fig. 5 es una vista en sección de un corte transversal de otra realización de una sección intermedia de material composite;
la Fig. 6 es una vista en planta de una porción de lámina preimpregnada tejida tipo sarga en fibra de carbono; y
la Fig. 7 es una vista en planta de un porción de lámina preimpregnada de fibras tejidas a la plana.
Descripción detallada de los dibujos
La Fig. 1 muestra el corte transversal de la pared del cuerpo hueco que constituye un depósito de combustible para vehículos con motor de combustión interna. En dicho corte transversal se distinguen tres secciones principales: una primera sección 1 interna de material termoplástico, que es la que está en contacto con el combustible contenido en el depósito; una sección intermedia 2 de material composite; y una sección final 3 externa de acabado.
La primera sección 1 interna de material termoplástico tiene como función principal impermeabilizar el depósito de combustible y así evitar la emisión de hidrocarburos al exterior, tanto en fase líquida como en fase gaseosa. Dependiendo del grosor, esta primera sección 1 participará en mayor o en menor medida en la integridad estructural del depósito.
En lo que se refiera a los termoplásticos utilizados para la realización de esta primera sección 1 interna, dicha sección puede ser una sección monocapa de polipropileno ó de polietileno, o bien una sección multicapa compuesta por la unión de láminas consecutivas de polietileno/ una resina adherente/ un copolímero de etileno-vinil-alcohol (EVOH)/ una resina adherente/ polietileno.
Por su parte, la sección intermedia 2 de material composite es una sección laminar cuya matriz está formada por una resina polimérica termoplástica o bien termoestable, pudiendo ser esta última de base epoxídica, de base poliéster o de base viniléster.
La sección intermedia 2 está constituida por la superposición de múltiples capas formadas por porciones de láminas preimpregnadas en resina precatalizada, también conocidas como "prepegs". En las Figs. 1, 2 y 3 se aprecian las diferentes capas superpuestas en la citada sección de material composite, la cual está compuesta, desde el interior al exterior del depósito, por una primera capa 21 cuyas láminas preimpregnadas son de tipo "velo", una capa intermedia 22 constituida por porciones de láminas unidireccionales preimpregnadas de resina, que se detalla más adelante, y una última capa 23 en la que las láminas preimpregnadas son láminas tejidas en fibra de carbono tejida a la "sarga", también conocido como tipo
"twill".
En lo que concierne a la sección final 3, externa, de acabado, ésta está formada por una capa de gel y/o de barniz y/o de pintura. Además del aspecto estético exterior del depósito, la sección final 3 protege al depósito de arañazos superficiales y de los rayos ultravioletas.
En la Fig. 2, se aprecia que entre la primera sección 1 de material termoplástico y la sección intermedia 2 de material composite está dispuesta una sección de material termoplástico espumado 4, mientras que en la Fig. 3 esta nueva sección es una sección de material de estructura de nido de abeja 5.
Añadiendo la capa de material termoplástico espumado del modo indicado en la Fig. 2 se consigue un incremento en la rigidez de la estructura del depósito así como una mejora en la capacidad de absorción de impactos de objetos punzantes sin que se produzca el punzonamiento de la primera sección 1 de material termoplástico, evitando de este modo las fugas de combustible del depósito. El material termoplástico espumado puede ser de poliuretano, de poliestireno, de cloruro de polivinilo, de polipropileno o de polietileno.
Similares resultados a los anteriores se consiguen si en lugar de la sección de material termoplástico espumado 4 se dispone una sección de material de estructura de nido de abeja 5 de la forma indicada en la Fig. 3. Este material de estructura de nido de abeja puede ser un material termoplástico del grupo formado por los polietilenos, los polipropilenos, los acrilonitrilo-butadieno-estirenos, los policarbonatos y los termoplásticos de poliamida. En lugar de un material termoplástico, el material de estructura de nido de abeja puede también ser una resina epoxi, aluminio o una poli-(m-fenilenisoftalamida), como por ejemplo el producto conocido como "Nomex". Además, puede ser que las celdas que presentan estos materiales con estructura de nido de abeja estén rellenadas de un material termoplástico espumado constituido por poliuretano, poliestireno, cloruro de polivinilo, polipropileno o polietileno.
En todas las realizaciones de depósitos de combustible según las Figs. 1, 2 y 3 conviene destacar la importancia de la sección intermedia 2 de material composite. Gracias a esta sección intermedia 2, el depósito de combustible presenta una reducción de peso considerable en relación a los depósitos de de acero y de fibra de vidrio y, por consiguiente, una mejora en las prestaciones y en la reducción del consumo del vehículo. Otra importante ventaja derivada de la utilización del material composite de la sección intermedia 2 del depósito es el incremento de la resistencia estructural necesaria para absorber con plenas garantías de seguridad los impactos propios de los accidentes de vehículos, especialmente los propios de las motocicletas. En comparación con los depósitos de acero, el depósito de combustible descrito anteriormente reduce el riesgo de ignición de combustible durante un accidente ya que no se originan chispas por el roce del depósito contra el suelo al caer o volcar el vehículo.
Las Figs. 4 y 5, representan ejemplos de realización de la sección intermedia 2 de material composite del depósito de combustible. En esta sección intermedia 2 se distinguen básicamente tres capas, una primera capa 21 formada por estratos de porciones de láminas tipo "velo", una capa intermedia 22 constituida por al menos un estrato de porciones de láminas unidireccionales de fibra de vidrio V y/o de aramida A y/o de carbono C, preimpregnadas de resina, y una última capa 23 formada por al menos un estrato de porciones de láminas tejidas tipo "sarga", también conocido como tipo "twill", en fibra de carbono.
Conviene aclarar en este punto que por estrato se entiende cada una de las subcapas formadas por porciones de láminas preimpregnadas de resina, es decir, para que una capa esté formada por tres estratos es necesario superponer tres láminas preimpregnadas una sobre la otra. En la Fig. 4, la primera capa 21 está formada por dos estratos y cada uno de estos estratos está constituido por porciones de láminas preimpregnadas tipo "velo", la capa intermedia 22 está formada por cuatro estratos constituidos por porciones de láminas unidireccionales preimpregnadas y la última capa 23 está formada por dos estratos constituidos por porciones de láminas tejidas tipo "sarga" ó "twill", donde la fibra tejida es de carbono.
La utilización de láminas tipo "velo" en la primera capa 21, a continuación de la sección 1 interna de material termoplástico, garantiza al tener éstas una relación fibra/resina baja, la total cobertura de resina en la superficie interna de la sección intermedia 2 de composite y permite una mejor adhesión de la sección intermedia 2 a la primera sección 1 de material termoplástico. Además, las láminas tipo "velo" evitan que las fibras de las porciones de láminas unidireccionales que forman la capa intermedia 22 y las fibras de las porciones de láminas de la última capa 23 punzonen la superficie de la resina y lleguen a la primera sección 1 de material termoplástico del depósito. Los estratos formados por las porciones de láminas de tipo "velo" de la primera capa 21 de la sección intermedia 2 tienen un contenido de fibra seca (sin tener en cuenta la resina) comprendido entre 2 y 50 g/m^{2}.
La sección intermedia 2 de material composite comprende, localmente, unas porciones de láminas de refuerzo preimpregnadas de resina tejidas a la plana, superpuestas entre sí, dispuestas en las zonas en las que el cuerpo hueco que constituye el depósito está mecanizado. Esto es debido a que durante la fabricación del depósito es necesario realizar operaciones de mecanizado sobre el depósito moldeado, tales como realizar taladros para acoplar la línea de salida del depósito u otras salidas. Aplicar porciones de láminas preimpregnadas de resina tejidas a la plana, como la porción de la Fig. 7, mejora la calidad de acabado de los taladros realizados sin producir daños en las zonas de la periferia del taladro, ya que la fibra tejida a la plana contiene los posibles daños en su zona.
Respecto a la capa intermedia 22, el número de estratos de porciones de láminas unidireccionales, el material de las fibras utilizado en los diferentes estratos y la orientación de las fibras en los diferentes estratos se define en función de los requerimientos de rigidez, resistencia al impacto y geometría del depósito del vehículo en cuestión. Las láminas unidireccionales preimpregnadas de resina de los estratos de esta capa intermedia 22 tienen un contenido de fibra seca (sin tener en cuenta la resina) comprendido entre 40 g/m^{2} y 500 g/m^{2}.
Por su parte, la última capa 23 formada por estratos de porciones de láminas tejidas tipo "sarga" o "twill", como la porción de la Fig. 6, en fibra de carbono, afecta también al comportamiento estructural del depósito aportando rigidez y resistencia al impacto, a la vez que permite un acabado estéticamente adecuado y limpio de las capas de material composite debido a la facilidad que tienen las láminas preimpregnadas de resina de fibras tejidas a la "sarga" o tipo "twill" para envolver adaptándose a la geometría de cualquier tipo de superficie.
Las porciones de láminas preimpregnadas de resina tejidas a la "sarga" o tipo "twill" que forman parte de la última capa 23 y las porciones de las láminas de refuerzo tejidas a la plana tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 100 g/m^{2} y 900 g/m^{2}.
El número de estratos de porciones de láminas preimpregnadas de resina repartidas entre la capa intermedia 22 y la última capa 23 de la sección intermedia 2 de material composite está comprendido entre 3 y 25. Respecto a la primera capa 21 de porciones de láminas preimpregnadas tipo "velo", por lo general estará formada por uno o dos estratos.
La resina polimérica que participa en todas las capas 21, 22 y 23 de la sección intermedia 2 de material composite representa entre un 35% y un 55% del peso total de la sección intermedia 2, y preferentemente entre un 40% y un 50%.
En lo que concierne al procedimiento para la fabricación del depósito de combustible, éste puede realizarse fabricando en primer lugar un depósito de material composite y aplicar posteriormente un recubrimiento interno de material termoplástico, o bien fabricar en primer lugar el depósito en material termoplástico y realizar encima de éste la cobertura a base de las láminas preimpregnadas que constituirán la sección de material composite. En ambos procedimientos, una vez obtenido un depósito configurado como un cuerpo hueco que comprenda una primera sección 1 interna de material termoplástico y una sección intermedia 2 de material composite, se procederá a aplicar una capa de acabado que constituirá la sección final 3 externa.
En el primer procedimiento de fabricación mencionado, se genera un molde principal metálico a partir de la geometría externa deseada del depósito a fabricar, en el que el plano de partición de dicho molde divide lo que será el brocal principal de entrada del depósito, es decir, la parte del depósito por donde entra la gasolina. Este molde es un molde hembra, aunque es prácticamente un receptáculo cerrado teniendo como única abertura el brocal principal de entrada.
En este molde metálico se procede a fabricar unos contramoldes flexibles directamente por colado y solidificación en el molde metálico. Estos contramoldes, fabricados en látex, a partir de caucho natural, o bien a partir de materiales elastómeros sintéticos, suelen ser de paredes delgadas debido a los requerimientos de flexibilidad y, en ocasiones, es necesario el uso de una contrahorma interna específica en el colado. Además de la fabricación por colado y solidificación en el molde metálico, los contramoldes flexibles se pueden fabricar por inyección en el molde metálico utilizando para ello una contrahorma interna específica resistente a la inyección, o bien por colado y soplado o por colado y rotomoldeo.
Una vez obtenido el contramolde flexible, éste se sitúa en una posición abierta no deformada y se procede a la laminación del material composite aplicando sobre el contramolde las porciones de láminas preimpregnadas de resina polimérica para formar las capas de material composite. Cabe mencionar que si la propia rigidez del contramolde flexible no es la suficiente para que éste se mantenga por sí mismo en la posición abierta no deformada, lo que suele suceder cuando las paredes del contramolde son especialmente delgadas, se aplica internamente una mínima presión de aire dentro del contramolde para mantenerlo en la citada posición abierta no deformada.
Como su propio nombre indica, en el sistema de trabajo con láminas preimpregnadas, conocidas como láminas "pre-peg", la fibra contenida en dichas láminas, ya sea fibra tejida o fibra dispuesta unidireccionalmente, ya está preimpregnada en resina precatalizada antes de que las láminas sean cortadas en porciones adecuadas a un patrón según la geometría del depósito y sean colocadas sobre el contramolde flexible formando los estratos. La resina de las láminas "pre-peg" a temperatura ambiente tiene tendencia a adherirse con relativa facilidad, lo que facilita su aplicación sobre el contramolde y la unión entre las porciones que forman un mismo estrato y la unión entre los diferentes estratos.
En el proceso de laminado se van aplicando sucesivamente diferentes porciones de láminas "pre-peg" cortadas según un patrón específico para cada diseño de depósito.
La secuencia de aplicación de las porciones de láminas preimpregnadas comienza por la aplicación de las porciones de láminas "tipo velo" que forman los estratos de la primera capa 21 de la sección del material composite. Las porciones de estas láminas tipo "velo" mejoran el acabado superficial, reduciendo su rugosidad, de lo que será la superficie interna de la sección de material composite y permiten una mejora de las prestaciones y facilidad de procesado de la sección 1 interna de material termoplástico del depósito.
En aquellas zonas donde se tiene previsto realizar operaciones de mecanizado posteriores al moldeo, como realizar perforaciones para conductos, se aplica localmente una serie de estratos de porciones de láminas preimpregnadas con fibra tejida a la "plana" para conseguir una buena calidad de acabado de la zona mecanizada. Estas zonas donde localmente se aplican las citadas láminas "pre-peg" tejidas a la "plana" son las constituidas por las porciones de láminas de refuerzo.
Sobre los estratos de la primera capa 21 de porciones de láminas tipo "velo" y sobre las zonas con las porciones de láminas de refuerzo, se aplican las porciones de láminas preimpregnadas que constituyen los estratos de la capa intermedia 22 de la sección de material composite. Las láminas utilizadas en la capa intermedia 22 son láminas unidireccinales de fibra de vidrio V y/o de fibra de aramida A y/o de fibra de carbono C, representadas en las Figs. 4 y 5, que se disponen de manera sucesiva formando los estratos de dicha capa.
En el ejemplo representado en la Fig. 5, la capa intermedia 22 está formada por un primer estrato de porciones de láminas "pre-peg" unidireccionales de fibra de vidrio V sobre el que hay dispuestos dos estratos de porciones de láminas "pre-peg" unidireccionales de fibra de aramida A; tres estratos de porciones de láminas "pre-peg" unidireccionales de fibra de carbono C; y finalmente dos estratos de porciones de láminas "pre-peg" unidireccionales de fibra de aramida A.
Finalmente, sobre la capa intermedia 22 se han aplicado porciones de de láminas "pre-peg" tejidas a la "sarga" en fibra de carbono que superpuestas entre sí forman estratos sucesivos.
Una vez todas las porciones de láminas "pre-peg" se han dispuesto sobre el contramolde, éste se coloca en una máquina de moldeo y se introduce dentro del molde metálico principal hembra mientras éste está en posición abierta.
Opcionalmente se aplica una capa de gel sobre la superficie del molde principal metálico antes de introducir en éste el contramolde con el material composite. Esta capa de gel, que estará en contacto con la última capa 23 del material composite, mejora el acabado de la superficie al reducir su rugosidad, protege a las fibras de la última capa 23 de los rayos ultravioleta del sol y del agua procedente del exterior de lo que será el depósito, evitando la corrosión, y mejora el aspecto externo del depósito al ser dicha capa de gel transparente, traslúcida y brillante.
Posteriormente, el molde metálico se cierra sobre el contramolde y se aplica presión de aire dentro del contramolde a través de la zona del cuello de lo que será el brocal del depósito. El rango de presión de aire que se aplica está entre 2 y 15 bar. La presión de aire dilata el contramolde y empuja todas las fibras de las láminas "pre-peg" contra la superficie del molde principal, para que las fibras se adapten a la superficie reproduciéndola fielmente.
A continuación, se aporta calor al molde metálico, aproximadamente entre 120ºC y 180ºC durante un rango de tiempo de 5 a 25 minutos dependiendo de la formulación de la resina presente en las porciones de láminas "pre-peg" que constituyen la sección intermedia 2 de material composite del depósito, así como del grosor de la sección.
La combinación de presión y temperatura permite que la resina de la sección de material composite se haga más fluida y llene adecuadamente la cavidad del molde metálico y los intersticios entre capas, además de curar a la resina por la aportación de calor.
Curada la resina se abre el molde principal metálico y se extrae el conjunto contramolde y pieza de material composite acabada, y finalmente se retira el contramolde flexible del interior de la pieza de material composite acabada (que constituye la sección intermedia 2 del depósito).
Evidentemente, otra alternativa de fabricación de la pieza de material composite consiste en el moldeado sobre un molde macho, a molde perdido utilizando un autoclave.
Antes de la aplicación de la capa de material termoplástico que constituirá la primera sección 1 interna del depósito, si el diseño del depósito comprende una sección de material termoplástico espumado 4 o una sección de material de estructura de nido de abeja 5, se procede a la aplicación de estas capas en la superficie interna de la sección de material composite. Para la aplicación del material termoplástico espumado la pieza de material composite se utiliza como elemento de moldeo para la espuma, pudiendo utilizar además otro soporte externo para ello. El espumado se produce por inyección a gas, por rotomoldeo, por el proceso RIM o por soplado o por rotomoldeo, siendo estos dos últimos los preferentes.
Acabada la pieza en material composite (sección intermedia 2 del depósito) y habiendo aplicado en su caso la capa de material termoplástico espumado o material de estructura de nido de abeja, se procede a aplicar la capa interna de termoplástico que constituirá la primera sección 1 interna del depósito. La aplicación de esta capa interna de material termoplástico se realiza por las técnicas de soplado, de rotomoldeo o por recubrimiento.
Aplicada la capa de material termoplástico se realizan las operaciones de mecanizado, como por ejemplo la de realizar una perforación inferior para acoplar una válvula. A continuación, se aplicará opcionalmente una capa de acabado si no se ha aplicado antes la capa de gel en el interior del molde metálico. Esta capa externa de acabado será de resina y/o de barniz y/o de pintura, por ejemplo una capa de lacado externo. Después de limpiar el depósito y acoplar los diferentes dispositivos, el proceso de fabricación del depósito para combustibles está finalizado.
Como se ha comentado anteriormente, otra posibilidad de fabricar el depósito consiste en construir en primer lugar el cuerpo hueco en material termoplástico y después aplicar las capas de material composite y la capa final externa de acabado.
La fabricación de la parte termoplástica, que constituirá la primera sección 1 interna, puede hacerse por soplado, por rotomoldeo o incluso por inyección convencional en dos piezas que posteriormente se termosueldan.
Posteriormente, se introduce un contramolde flexible similar al descrito anteriormente dentro del elemento de termoplástico fabricado. La utilización del contramol de es opcional ya que la parte de material termoplástico puede ejercer de barrera de aire.
Como en el otro proceso de fabricación, en esta etapa se aplicará el material termoplástico espumado o el material de estructura en nido de abeja si está contemplado en el diseño del depósito de combusti-
ble.
Sobre el termoplástico, sobre la capa de termoplástico espumado o sobre la de estructura de nido de abeja se procede a la cobertura del material composite con porciones de láminas preimpregnadas en resina polimérica de modo similar al descrito en el otro proceso.
Una vez aplicadas todas las capas del material composite, el conjunto se introduce en un molde metálico, se ensambla el equipo de moldeo, se cierra el molde y se aplica calor a una temperatura menor que la aplicada en el otro proceso. En este proceso la temperatura es menor para evitar que el termoplástico se funda, por lo que también la resina escogida presente en las láminas "pre-peg" se habrá elegido para que se cure a una temperatura menor. Igualmente, se aplica presión de aire en el contramolde o directamente contra la capa interna de material termoplástico.
De este modo la resina de los diferentes estratos de las capas de material composite se cura y éstas reproducen adecuadamente la superficie del molde principal.
Una vez curado y extraído el conjunto del molde se realizan las operaciones de mecanizado necesarias, se aplica la capa final externa de acabado con resina, barniz, lavado o pintura, y finalmente se completa el depósito de combustible acoplándole los accesorios propios de éste.

Claims (21)

1. Depósito de combustible para vehículos con motor de combustión interna, constituido esencialmente por un cuerpo hueco que comprende una primera sección (1) interna de material termoplástico, destinada a estar en contacto con el combustible, una sección intermedia (2) de material composite y una sección final (3) externa de acabado, caracterizado porque la sección intermedia de material composite está constituida por la superposición de múltiples capas formadas por porciones de láminas preimpregnadas de resina polimérica de las que la primera capa (21), a continuación de la sección interna de material termoplástico, está constituida por al menos un estrato de porciones de láminas tipo "velo", y la última capa (23) está formada por al menos un estrato de porciones de láminas tejidas, tipo "sarga", en fibra de carbono.
2. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 1, caracterizado porque entre la primera y la última capa de la sección intermedia (2) de material composite está dispuesta una capa intermedia (22) constituida por al menos un estrato de porciones de láminas unidireccionales preimpregnadas de resina, siendo la fibra de dichas láminas de fibra de vidrio (V) y/o de fibra de aramida (A) y/o de fibra de carbono (C).
3. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 2, caracterizado porque el número de estratos de porciones de láminas preimpregnadas de resina repartidas entre la capa intermedia (22) y la última capa (23) de la sección intermedia (2) de material composite está comprendido entre 3 y
25.
4. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque las láminas unidireccionales preimpregnadas de resina cuyas porciones forman los estratos de la capa intermedia (22) de la sección intermedia (2) de material composite tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 40 g/m^{2} y 500 g/m^{2}.
5. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las láminas preimpregnadas de resina tipo "velo" de la primera capa (21) de la sección intermedia (2) tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 2 g/m^{2} y 50 g/m^{2}.
6. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las porciones de láminas preimpregnadas tejidas, tipo "sarga", en fibra de carbono de la última capa (23) de la sección intermedia (2) tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 100 g/m^{2} y 900 g/m^{2}.
7. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el porcentaje en peso de la resina polimérica comprendida en la sección intermedia (2) de material composite está comprendido entre un 35% y un
55%.
8. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 7, caracterizado porque el porcentaje en peso de la resina polimérica comprendida en la sección intermedia (2) de material composite está comprendido entre un 40% y un 50%.
9. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en las zonas en las que el cuerpo hueco que constituye el depósito está mecanizado, la sección intermedia (2) de material composite comprende, localmente, unas porciones de láminas de refuerzo preimpregnadas de resina tejidas a la plana, superpuestas entre sí.
10. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 9, caracterizado porque las porciones de láminas de refuerzo de la sección intermedia (2) de material composite tienen un contenido de fibra seca comprendido entre 100 g/m^{2} y 900
g/m^{2}.
11. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la resina polimérica de la matriz del material composite es una resina termoestable o una resina termoplástica.
12. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 11, caracterizado porque la resina polimérica de la matriz del material composite es una resina termoestable de base epoxídica, de base poliéster o de base viniléster.
13. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección final (3) externa de acabado es una capa protectora formada por una resina y/o una capa de barniz y/o una capa de pintura.
14. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una sección de material termoplástico espumado (4) dispuesto entre la primera sección (1) interna de material termoplástico y la sección intermedia (2) de material composite.
15. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 14, caracterizado porque el material termoplástico espumado es uno de los del grupo formado por los poliuretanos, cloruros de polivinilo, polipropilenos, polietilenos y poliestirenos.
16. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque comprende una sección de material de estructura de nido de abeja (5) dispuesto entre la primera sección (1) interna de material termoplástico y la sección intermedia (2) de material composite.
17. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 16, caracterizado porque el material de estructura de nido de abeja es uno de los del grupo formado por los materiales termoplásticos, las resinas epoxi, el aluminio y una poli-(m-fenilenisoftalamida).
18. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 17, caracterizado porque el material de estructura de nido de abeja es un termoplástico del grupo formado por los polietilenos, los polipropilenos, los acrilonitrilo-butadieno-estirenos, los policarbonatos y los termoplásticos de poliamida.
19. Depósito de combustible para vehículos según la reivindicación 18, caracterizado porque las celdas de la estructura de nido de abeja del material termoplástico están rellenadas de un material termoplástico espumado del grupo formado por los poliuretanos, los cloruros de polivinilo, los polipropilenos y los polietilenos.
20. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera sección (1) interna de material termoplástico es una sección monocapa de polietileno o de polipropileno.
21. Depósito de combustible para vehículos según las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la primera sección (1) interna de material termoplástico es una sección multicapa de polietileno/ una resina adherente/ un copolímero de etileno-vinil-alcohol/ una resina adherente/ polietileno.
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