ES2262780T3 - Conjunto de valvula de ventilacion del vapor del deposito de combustible y procedimiento de montaje. - Google Patents
Conjunto de valvula de ventilacion del vapor del deposito de combustible y procedimiento de montaje.Info
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una válvula de ventilación del vapor de combustible para montarla en un orificio de acceso en un depósito de combustible de un vehículo comprendiendo: (a)la formación de un cuerpo de válvula (16) provisto de una parte inferior (18) para la inserción a través de un orificio de acceso (12) en el depósito de combustible y una parte superior (20) que se extiende exteriormente del depósito y que forma un puerto del vapor en la parte superior que se abre al exterior del depósito y que forma el cuerpo de la válvula de material impermeable al combustible que no se puede soldar al depósito; (b)la formación de una ranura anular (42) en la parte superior del cuerpo y la disposición de un material de junta elástico en la ranura anular; (c)sobre moldeado de por lo menos una parte de la parte superior y de la ranura anular con material que se puede soldar al depósito de combustible y cerrando herméticamente el sobre moldeado con material cerámico.
Description
Conjunto de válvula de ventilación del vapor del
depósito de combustible y procedimiento de montaje.
La presente invención se refiere a válvulas
accionadas por flotador para controlar la ventilación del vapor del
depósito de combustible de un vehículo a motor. Tales válvulas de
ventilación del vapor del depósito de combustible, en una
aplicación típica en un automóvil de pasajeros o un camión ligero,
tienen la salida de la válvula conectada a un recipiente de
almacenaje de cual está conectado a la admisión de aire del motor
para purgar el recipiente de vapores al funcionamiento del motor del
vehículo.
Las válvulas de ventilación del vapor del tipo
anteriormente mencionado están diseñadas para ser instaladas a
través de un orificio de acceso en la pared superior o en la parte
superior del depósito de combustible y controlar el flujo de vapor
a través de la salida de la válvula, la cual se extiende
exteriormente del depósito de combustible. Tales válvulas están
comúnmente accionadas por flotador y el flotador es operativo para
cerrar la salida de la válvula cuando el nivel del combustible
líquido en el depósito se eleva hasta la parte superior del
depósito al recargarlo de combustible. El documento WO 00/73039
describe una válvula accionada por flotador de este tipo.
La práctica actual en la fabricación de
vehículos a motor, automóviles de pasajeros o camiones ligeros
incluye la formación de depósitos de combustible de material
plástico moldeado impermeable al líquido combustible y al vapor,
tal como por ejemplo material polietileno de alta densidad
(HDPE).
A fin de hacer mínimas las fugas de combustible
o de vapor alrededor del orificio de acceso a la válvula de los
depósitos formados a partir de HPDE, se desea retener y cerrar
herméticamente la válvula en el orificio de acceso al depósito por
medios permanentes tales como, por ejemplo, soldadura por
ultrasonidos.
Sin embargo, se ha encontrado que es necesario
formar el cuerpo de la válvula a partir de un material estructural,
que sea dimensionalmente estable en presencia de combustible líquido
y vaporizado y de la humedad atmosférica y por lo tanto es
diferente de los materiales del depósito. En particular, los
materiales que se ha encontrado que son adecuados para fabricar el
cuerpo de la válvula y el flotador se ha visto que no se pueden
soldar al material HDPE del depósito de combustible. Por tanto, se
ha desea proporcionar una fijación para el cuerpo de la válvula que
se pueda soldar al depósito de combustible y que proporcione una
junta hermética adecuada para evitar el escape de vapores de
combustible a través de la fijación.
Hasta ahora, ha sido conocido proporcionar un
elemento de fijación formado de material adecuado para la soldadura
a un depósito formado de material HDPE y cerrar herméticamente la
instalación de fijación al cuerpo de la válvula mediante
superficies de junta configuradas para proporcionar una trayectoria
tortuosa de acoplamiento entre la fijación y el cuerpo de la
válvula.
Sin embargo, esta técnica propia para
proporcionar una junta entre el elemento de fijación que se puede
soldar en el depósito y el cuerpo de la válvula en una válvula de
ventilación del vapor del depósito de combustible se ha encontrado
que causa problemas en servicio debido a las variaciones
dimensionales entre la fijación y el cuerpo de la válvula cuando se
fabrican, además la expansión y la contracción, debido a los cambios
de la temperatura ambiente, contribuyen fugas entre la fijación y el
cuerpo de la válvula.
Por lo tanto se desea proporcionar una técnica
simple fiable y resistente para montar y cerrar herméticamente una
válvula de ventilación del vapor de combustible en un depósito de
combustible de un vehículo de una manera que evite que los vapores
de combustible se escapen al entorno que rodea el depósito, que
además proporcione la soldadura al depósito y que sea
suficientemente económica para que sea práctica en la fabricación en
serie en grandes volúmenes de vehículos a motor.
La presente invención proporciona una técnica
para la fijación y la junta hermética de una válvula de ventilación
del vapor de combustible a un depósito de combustible de un vehículo
de una manera que soluciona el problema anteriormente descrito de
las fugas de vapor entre la fijación formada de material que se
puede soldar al depósito de combustible y el cuerpo de la válvula
formado de un material que no se puede soldar al depósito de
combustible. La válvula y procedimiento de fabricar la misma de la
presente invención emplea una ranura formada en un reborde de
montaje del cuerpo de la válvula con una junta elástica de baja
permeabilidad dispuesta en la ranura. La parte periférica del
reborde, la ranura y la junta elástica están entonces sobre
moldeadas con material plástico el cual se puede soldar al material
del depósito de combustible. En una realización la junta elástica
anular está formada de elastómero curado fijado a un anillo rígido;
y en otra realización la junta anular elástica está formada de un
compuesto de cerámica dispensado en la ranura y curado en la misma
antes del sobre moldeado con el material que se puede soldar al
depósito.
En la práctica actualmente preferida el sobre
moldeado está formado de material de polietileno de alta densidad
(HDPE) y el cuerpo de la válvula está formado de material
seleccionado a partir del grupo que contiene poliquetona alifática,
politalamina, poliamida, acetal, poliéster, poli (sulfuro de
fenileno) y poliamida recargada con vidrio.
La figura 1 es una sección transversal de una
parte de la válvula de la presente invención instalada en la parte
superior de un depósito de combustible y conectada a un sistema de
almacenaje del vapor/purga.
La figura 2 es una sección transversal similar a
la figura 1 de otra realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista a mayor escala de una
parte de la figura 2.
Con referencia a la figura 1, el conjunto de la
válvula está indicado globalmente por 10 y está ilustrado instalado
a través de un orificio de acceso 12 formado en la pared superior 14
de un depósito de combustible. La válvula 10 incluye un cuerpo de
la válvula indicado globalmente en 16 provisto de una parte inferior
hueca 18 que se extiende a través del orificio 12 y dentro del
interior del depósito y una parte superior 20 la cual está
dispuesta exteriormente al depósito y se extiende radialmente sobre
el orificio 12. La parte superior 20 incluye un ajuste o manguito
de unión 22 el cual tiene un paso de ventilación del vapor 24
formado en su interior el cual está adaptado para la conexión a
través de un conducto 26 a un recipiente de almacenaje 28 el cual se
conecta a través de un conducto 30 a la admisión de aire del motor
32.
El paso 24 comunica con el interior de la parte
inferior 18 por medio de un asiento de la válvula 34. El asiento de
la válvula 34 está contacto mediante un elemento de válvula u
obturador 36 formado en el extremo superior de un flotador 38
dispuesto en el interior de la parte inferior hueca 18 para el
desplazamiento vertical en su interior en respuesta a los niveles
de elevación del combustible líquido (no representados) en el
interior del depósito. En la figura 1 la válvula 36 está
representada en líneas exteriores continuas en la posición cerrada
contra el asiento de la válvula 34 cuando el flotador está en la
posición que refleja un depósito de combustible completamente
lleno; y, la posición abierta del elemento de la válvula 36 y el
flotador 38 está representadas en líneas exteriores discontinuas en
la figura 1.
Se comprenderá que el flotador puede estar
desviado mediante resorte con una elasticidad uniforme hacia arriba;
y, como es conocido en la técnica, la desviación del resorte está
calibrada para proporcionar la flotabilidad apropiada del flotador
para efectuar el cierre de la válvula al nivel de combustible
deseado en el depósito.
La parte superior 20 del cuerpo de la válvula
tiene un reborde anular 40 que se extiende radialmente hacia fuera
desde el orificio de acceso 12 sobre el exterior o la superficie
superior de la pared del depósito 14. El reborde 40 tiene una
ranura o muesca anular 42 formada en su interior que recibe una
junta elástica indicada mediante el número de referencia a 44. En
la realización de la figura 1 la junta 44 es un elastómero curado
unido a un elemento de soporte rígido 46 provisto de una
configuración anular y que coincide exactamente contra la
superficie inferior del reborde 40. En la práctica actual de la
invención el anillo de junta de elastómero 44 tanto puede estar
curado sobre el anillo 46 como fijado al mismo mediante un recurso
de cierre hermético adecuado, como por ejemplo un adhesivo. Se
comprenderá que la junta 44 se extiende lateralmente, o
verticalmente con respecto a la figura 1, en una cantidad
suficiente para ser comprimida entre el lado de la ranura o muesca
42 y el elemento anular 46 cuando el elemento 46 coincide
exactamente contra la parte superior del cuerpo.
El elemento anular 46 y la junta anular 44,
además de la superficie superior del reborde 40, son entonces sobre
moldeados con un material adecuado para la soldadura a la pared del
depósito 14, el cual en la práctica actualmente preferida de la
invención comprende un material de polietileno de alta densidad
(HDPE) para utilizarlo con depósitos de combustible formados del
mismo material. El sobre moldeado indicado mediante el número de
referencia 48 forma un reborde anular que se extiende axialmente
hacia abajo como se indica mediante el número de referencia 50 cuyo
reborde está adaptado para la soldadura a la superficie superior de
la pared del depósito 14 tal como, por ejemplo, mediante soldadura
con una placa caliente.
Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, otra
realización de la invención se indica globalmente en 100 y tiene un
cuerpo de la válvula globalmente indicado en 102 provisto de una
parte inferior hueca 104 que se extiende a través de un orificio de
acceso 106 en la pared superior 108 de un depósito de combustible.
La parte superior del cuerpo de la válvula 102, indicada mediante
el número de referencia 110, se extiende exteriormente del orificio
de acceso 106 y hacia fuera por encima del mismo en forma de un
reborde anular 112. La parte superior 110 del cuerpo 102 también
tiene un ajuste o manguito de unión 114 formado en el mismo con un
paso 116 en su interior que comunica con el interior de la parte
inferior 104 por medio de un asiento de válvula 118. El manguito de
unión 114 está adaptado para la conexión a un conducto 120 el cual
conecta con un recipiente de almacenaje del vapor 122, con el
recipiente de almacenaje de descargando a través de un conducto 124
a la admisión de aire del motor indicada en 126.
El asiento de la válvula 118 se cierra mediante
un elemento de válvula u obturador 126 el cual está fijado al
extremo superior de un flotador 128 recibido en una parte hueca de
la parte del cuerpo inferior 104 y el cual es sensible al nivel del
combustible líquido (no representado) en el depósito para cerrar
contra el asiento de la válvula 118 cuando el depósito está lleno.
A medida que el nivel de combustible en el interior del depósito
cae, el obturador de la válvula 126 es descendido a la posición
abierta como se indica mediante la línea exterior discontinua en la
figura 2. Se entenderá que el funcionamiento de la válvula de
flotador es similar a aquél de la realización de la
figura 1.
figura 1.
Con referencia a la figura 3, el reborde
exterior 112 de la parte superior del cuerpo 110 tiene una ranura
anular 130 formada en el mismo dentro de la cual es recibido un
compuesto de cerámica adecuado 132 el cual forma una junta en el
interior. El compuesto de cerámica 132 puede ser un material que se
puede curar a temperatura ambiente y, después del curado, la parte
exterior del reborde 112, la ranura 130 y el compuesto de cerámica
132 son sobre moldeados con material adecuado para formar un reborde
anular que se extiende hacia abajo 134; alternativamente, la ranura
anular puede ser reconstrucción radial. En la práctica actualmente
preferida el sobre moldeado 134 comprende material HDPE y el
compuesto de cerámica comprende compuesto de cerámica de elastómero
de fluorocarbono. Se comprenderá sin embargo que la invención no
está limitada a estos materiales y se pueden utilizar otros
materiales adecuados. En la práctica actual de la invención el
cuerpo 16, las partes superior e inferior y el cuerpo 100 con sus
partes superior e inferior están integralmente formados como una
pieza mediante moldeado. En la práctica actual de la invención el
cuerpo 16, 100 está formado de material que es un elemento
seleccionado del grupo que consta de poliquetona alifática,
politalamina, poliamida, acetal, poliéster, poli (sulfuro de
fenileno) y poliamida recargada con vidrio.
La presente invención proporciona por lo tanto
una técnica simple y de bajo coste para cerrar herméticamente un
elemento de fijación formado de material que se puede soldar a un
depósito de combustible, a cuerpo de una válvula formado de
material que no se puede soldar al depósito de combustible y que
evita las fugas de vapor de combustible a través de la fijación.
Aunque la invención ha sido descrita aquí antes
con respecto a las realizaciones ilustradas, se comprenderá que la
invención se puede modificar y variar y está limitada sólo por las
siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Procedimiento de fabricación de una válvula
de ventilación del vapor de combustible para montarla en un
orificio de acceso en un depósito de combustible de un vehículo
comprendiendo:
(a) la formación de un cuerpo de válvula (16)
provisto de una parte inferior (18) para la inserción a través de
un orificio de acceso (12) en el depósito de combustible y una parte
superior (20) que se extiende exteriormente del depósito y que
forma un puerto del vapor en la parte superior que se abre al
exterior del depósito y que forma el cuerpo de la válvula de
material impermeable al combustible que no se puede soldar al
depósito;
(b) la formación de una ranura anular (42) en la
parte superior del cuerpo y la disposición de un material de junta
elástico en la ranura anular;
(c) sobre moldeado de por lo menos una parte de
la parte superior y de la ranura anular con material que se puede
soldar al depósito de combustible y cerrando herméticamente el sobre
moldeado con material cerámico.
2. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso de la formación de una ranura
anular (42) incluye el moldeado.
3. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso de la disposición de un material
de junta (44) incluye la disposición de material cerámico de
fluorurocarbono.
4. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso del sobre moldeado incluye el
sobre moldeado con material de polietileno de alta densidad
(HDPE).
5. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso de la formación de un cuerpo de
la válvula incluye la formación de la parte inferior (18) y la
superior (20) integralmente de un material que es un elemento
seleccionado del grupo que contiene poliquetona alifática,
politalamina, poliamida, acetal, poliéster, poli (sulfuro de
fenileno) y poliamida recargada con vidrio.
6. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso de la disposición de un material
de junta (44) incluye la disposición de material cerámico.
7. El procedimiento definido en la
reivindicación 6 en el que el paso de la disposición de un material
cerámico incluye la disposición de un material de elastómero curado
a temperatura ambiente.
8. El procedimiento definido en la
reivindicación 1 en el que el paso de la disposición de un material
de junta (44) incluye la disposición de un elastómero anular
alrededor de un elemento anular rígido y la disposición de la junta
en dicha ranura (42) y el paso del sobre moldeado incluye el sobre
moldeado de una parte del elemento anular rígido.
9. El procedimiento definido en la
reivindicación 8 en el que el paso de la disposición de una junta de
elastómero incluye el moldeado de elastómero a un anillo de
metal.
10. Válvula de ventilación del vapor de
combustible para la instalación en un orificio de acceso en un
depósito de combustible:
(a) un cuerpo de válvula provisto de una parte
inferior (18) para la inserción a través de un orificio de acceso y
una parte superior (20) que se extiende exteriormente del depósito
con un puerto del vapor formado en la parte superior y que se
comunica con la parte inferior, el cuerpo de la válvula estando
formado de material que no se puede soldar al depósito;
(b) una junta anular elástica (44) dispuesta en
una ranura (42) en la parte superior del cuerpo; y
(c) un sobre moldeado (40) de material que se
puede soldar al depósito de combustible dispuesto alrededor de la
ranura (42) y de la junta anular (44).
11. El conjunto definido en la reivindicación 10
en el que la parte superior (20) y la parte inferior (18) del cuerpo
están formadas integralmente de material moldeado.
12. El conjunto definido en la reivindicación 11
en el que el sobre moldeado (40) está formado de material de
polietileno de alta densidad (HDPE).
13. El conjunto definido en la reivindicación 11
en el que el cuerpo de la válvula está formado de un material que es
un elemento seleccionado del grupo que contiene poliquetona
alifática, politalamina, poliamida, acetal, poliéster, poli (sulfuro
de fenileno) y poliamida recargada con vidrio.
14. El conjunto definido en la reivindicación 10
en el que la junta anular (44) está formada de elastómero y está
detenida por un anillo de rígido con el sobre moldeado anular
extendiéndose por encima de por lo menos una parte del anillo
rígido.
15. El conjunto definido en la reivindicación 10
en el que la junta anular (44) está formada de material
cerámico.
16. El conjunto definido en la reivindicación 15
en el que el la junta anular (44) está formada de material cerámico
de fluorurocarbono.
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