MX2010006712A - Procedimiento para la fabricacion de un tanque de combustible. - Google Patents

Abstract

Se presenta un procedimiento para la fabricación de un tanque de combustible (1), dicho procedimiento incluye los pasos siguientes: a) sobre una pared interna (2), que sirve para recibir un combustible, se aplica una capa elastomérica (3) de una mezcla de caucho; b) la capa elastomérica (3) es rodeada con una camisa de protección (4) fabricada de un material compuesto reforzado con fibras; c) el tanque de combustible (1) equipado con la capa elastomérica (3) es colocado en un molde en donde se introdujo con anterioridad el material compuesto reforzado con fibras por lo que el material compuesto reforzado con fibras es adherido con la capa elastomérica (3) dentro del molde; d) para la fabricación de la camisa de protección de material compuesto reforzado con fibras se introduce primero una capa de recubrimiento en el molde, después se aplica una capa de unión con el objeto de unir la capa de recubrimiento con una capa de tejido, que es aplicada sobre la capa de unión, en donde la capa de recubrimiento es un recubrimiento de tipo gel basado en resma epoxi que posee un punto de inflamación más elevado que la capa elastomérica, después se aplica por lo menos una capa de tejido adicional con integración de una resma de laminación en donde la capa de tejido adicional es adherida con la capa elastomérica (3) fijada en la pared interna (2) a través de la resma de laminación aplicada; e) el tanque de combustible (1) equipado con la camisa de protección (4) es vulcanizado a temperaturas comprendidas dentro de un rango de 80ºC a 180ºC durante un período de 2 horas a 36 horas.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN TANQUE DE COMBUSTIBLE La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un tanque de combustible con las características de la reivindicación 1.

Se sabe equipar tanques de combustible de vehículos con chaquetas que inhiben las fugas. Tales chaquetas deben contribuir, después de un impacto balístico por balas o fragmentos, a que se fugue la menor cantidad posible de combustible a partir del tanque de combustible con el objeto de impedir el encendido de la parte inferior del vehículo causado por agentes incendiarios o bien otras fuentes de ignición. El objetivo es proporcionar a los ocupantes del vehículo tiempo suficiente para poder alejar el vehículo de la zona de peligro y reducir el peligro general de una ignición del vehículo.

Dentro del marco de la técnica, se sabe envolver tanques de combustible fabricados en serie para vehículos con una o varias capas individuales de un material basado en caucho o hule. Determinadas composiciones de caucho se hinchan en contacto con combustibles como, por ejemplo, gasolina o diesel. Esta propiedad puede ser utilizada para sellar orificios .

Habitualmente, la aplicación de la composición de caucho se efectúa a través de la colocación de pedazos individuales de tal manera que ocurren empalmes y/o amontonamientos de materiales que pueden llevar a espesores de material diferentes y por consiguiente a fluctuaciones en el modo de acción. Con el objeto de proporcionar a la capa elastomérica un soporte suficiente, se aplica una segunda capa, lo que se conoce como camisa de protección, que consiste de plástico o resina, que puede ser también reforzada con tejidos. En términos generales, la aplicación de capas de plástico o resina se efectúa manualmente. El inconveniente aquí es que la superficie externa de un tanque de combustible fabricado en serie envuelto de esta manera puede presentar irregularidades. Es decir, con esta forma de fabricación, la conflabilidad de proceso es relativamente pequeña. A través de la fabricación manual se dan forzosamente fluctuaciones en cuanto al espesor de material. Puesto que el tanque de combustible está rodeado de diversas partes y accesorios, se desea lograr una geometría regular con un espesor de material que permanece igual.

El documento DE 28 53 784 Al pertenece al estado de la técnica y se refiere a una pared flexible que presenta autohermeticidad, en la cual dos o más capas de elastómero están en contacto superficial y están unidas en lugares espaciados entre ellos de tal manera que las capas que se encuentran entre estos lugares puedan desplazarse libremente por lo que el desplazamiento de los lugares entre ellos permite cerrar orificios pequeños. Las capas elastoméricas utilizadas son formadas en un tanque de combustible en la medida en que los bordes de corte del material utilizado son unidos y específicamente ya sea a través de un adhesivo, o bien a través de vulcanización.

En el documento DE 297 00 151 Ul se describe un tanque de seguridad como se utiliza en vehículos y especialmente en el caso de vehículos de carrera. Se fabrica preferentemente una pared externa de varias partes, por ejemplo de un material compuesto. Un tanque interno previamente fabricado de hule, todavía no vulcanizado, es aplicado en la pared externa y es vulcanizado después del cierre de la pared externa.

A través del documento WO 2007/045466 Al se conocen tanques de combustible para vehículos del estado de la técnica que poseen una estructura de varias capas . Un tanque interno consiste de un material termoplástico contemplado para entrar en contacto con el combustible. Una capa intermedia consiste de un material compuesto. En la capa intermedia se aplica una capa de recubrimiento. En el caso de la capa de recubrimiento, se puede tratar de un barniz o bien de una capa de pintura con el objeto de proteger las superficies de las capas inferiores .

Con base en lo anterior, el objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de un tanque de combustible en donde es posible formar una capa elastomérica del mismo espesor y de la misma efectividad de tal manera que la geometría externa del tanque de combustible presente la mayor regularidad posible.

Este objeto se logra a través de un procedimiento de conformidad con las características de la reivindicación 1. Modalidades adicionales provechosas de la presente invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

En el caso del procedimiento de conformidad con la presente invención, en el lado externo de una pared interna que sirve para recibir un combustible, como por ejemplo gasolina o diesel, se aplica una capa elastomérica de una mezcla de caucho. La mezcla de caucho tiene la propiedad de hincharse al entrar en contacto con el combustible. Esta capa elastomérica es rodeada después de una camisa de protección. El tanque de combustible equipado con la camisa de protección es después vulcanizado a temperaturas dentro de un rango comprendido entre 80°C y 180°C durante un período de 2 a 36 horas, especialmente a temperaturas dentro de un rango de 80°C a 120°C durante un período de 6 a 14 horas. La vulcanización tiene por efecto la homogeneización de la capa elastomérica que consiste de la mezcla de caucho.

Las moléculas de caucho de cadena larga son reticuladas bajo la influencia de la temperatura a través de puentes de azufre. La ventaja particular del procedimiento de conformidad con la presente invención es que a través de la vulcanización se puede nivelar los empalmes y amontonamientos individuales de tal manera que se logra una capa elastomérica homogénea con un espesor de pared lo más constante posible y de esta manera el procedimiento de la presente invención permite lograr una repetición exacta y especialmente permite alcanzar una conflabilidad de proceso en cuanto a geometría notablemente mejor en comparación con lo que se logra con capas elastoméricas no vulcanizadas.

Cuando ocurre un daño al tanque de combustible y que el combustible entra en contacto con la capa elastomérica, la capa elastomérica se hincha debido a la pared interna resistente y al apoyo a través de la camisa de protección esencialmente exclusivamente en dirección hacia el orificio a sellar de tal manera que se impide una salida adicional de combustible. De cualquier manera, cuando el combustible entra en contacto con el elastómero, material de la capa elastomérica llega a la zona del orificio gracias al arreglo de conformidad con la presente invención. Como camisa de protección se utiliza un material compuesto reforzado con fibras el cual, con base en su alta resistencia y rigidez, es adecuado para soportar suficientemente la capa elastomérica. Para la fabricación, el tanque de combustible equipado con la capa elastomérica es colocado en un molde en donde antes se colocó el material compuesto reforzado con fibras, por lo que el material compuesto reforzado con fibras es adherido con la capa elastomérica dentro del molde. A diferencia de las aplicaciones manuales de las capas de tejidos individuales impregnadas de resina sobre la capa elastomérica colocada con anterioridad, a través del empleo de un molde se asegura que los tanques de combustible envueltos de esta manera presenten la misma geometría externa. Además, el molde puede consistir de un material suficientemente resistente al calor, por ejemplo aluminio, de tal manera que el tanque de combustible después de un endurecimiento suficiente del material compuesto reforzado con fibras, por ejemplo después de una hora, sea vulcanizado todavía dentro del molde. Para este propósito, el molde puede colocarse en un horno calentador. El control exacto de la temperatura dentro del horno calentador depende en gran medida de la mezcla de caucho utilizada. Preferentemente, la vulcanización se efectúa a temperaturas dentro de un rango comprendido entre 80°C y 120°C. Un período preferido para la vulcanización es de 6 horas a 14 horas. Las temperaturas de vulcanización y los tiempos de vulcanización están influenciados por tres factores: a) la resistencia a la temperatura del tanque de combustible a proteger que consiste de plástico; b) la absorción de temperatura del molde (fase de calentamiento) y c) la mezcla de caucho utilizada.

La camisa de protección de material compuesto reforzado con fibras se aplica en varias capas. Para la fabricación de la camisa de protección se introduce primero una capa de recubrimiento en el molde con el objeto de lograr una superficie lisa. Después se aplica una capa de unión con el objeto de unir la capa de recubrimiento con una capa de tejido que se aplica después. Después, sobre esta capa de tejido externa se aplica por lo menos una capa de tejido adicional con introducción de una resina de laminación sobre la capa de tejido externa. Finalmente se efectúa una adhesión con la capa elastomérica fijada sobre la pared interna con el empleo de la resina de laminación. Esta adhesión final se efectúa al introducir la pared interna equipada con la capa elastomérica en el molde.

Para incrementar la resistencia a la combustión, como capa de recubrimiento se emplea una capa de gel basada en resina epoxi , la cual con base en su punto de inflamación más elevado permite que la capa elastomérica y por consiguiente el tanque de combustible resiste durante más tiempo a la combustión. El punto de inflamación de la capa de gel o de la capa de recubrimiento es más elevado que el punto de inflamación de la capa elastomérica.

Se ha observado que era provechoso que la capa de tejido externa sea un tejido de fibra de vidrio. Con relación a la por lo menos una capa de tejido interna adicional se emplea preferentemente un tejido mixto. Se trata especialmente de un tejido mixto de fibras de carbono y fibras de aramida. De manera preferente se trata de un tejido mixto que consiste de 61% de fibras de carbono y 39% de fibras de aramida.

La capa de unión consiste preferentemente de una resina de laminación, la cual está enriquecida con borra de algodón. De la misma manera que el material compuesto reforzado con fibras puede ser formado de varias capas, dentro del marco de la presente invención es también posible que la capa elastomerica sea formada de varias capas. Para este propósito se aplica sobre la capa elastomérica en contacto con la pared interna por lo menos una capa elastomérica adicional . La aplicación de la segunda capa elastomérica puede efectuarse sin utilizar adhesivos adicionales, puesto que las capas elastoméricas se adhieren entre ellas directamente gracias a su fuerza adhesiva. Tomando en cuenta que las capas elastoméricas unidas de esta manera son después vulcanizadas y se derriten entre ellas, no hay necesidad de utilizar adhesivos adicionales.

Con el procedimiento de conformidad con la presente invención es posible lograr con alta conflabilidad de proceso una chaqueta que inhibe las fugas de tanques de combustible que no presenta puntos débiles causados por espesores variables de material debido a empalmes y amontonamientos de material y al mismo tiempo poseen una geometría externa constante y definida con exactitud de tal manera que el montaje del tanque de combustible no lleve a colisiones con partes y accesorios aledaños.

La invención se explicará a continuación con base en una modalidad de ejemplo ilustrada en las figuras.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un tanque de combustible ; la Figura 2 es una vista en corte parcial del tanque de combustible de la Figura 1 y la Figura 3 es una vista detallada de la representación de la Figura 2.

La Figura 1 muestra un tanque de combustible 1 fabricado de conformidad con el procedimiento de la presente invención como producto terminado. El tanque de combustible posee una estructura compleja adecuada para la geometría del vehículo correspondiente. El tanque de combustible 1 posee una estructura de tres capas como se puede observar a partir de las Figuras 2 y 3.

El tanque de combustible 1 incluye primero una pared interna 2. Esta pared interna 2 está formada por un tanque fabricado en serie del vehículo. Dentro de esta pared interna 2 se recibe el combustible para el vehículo. La pared interna 2 está rodeada por una funda de protección la cual se divide a su vez en una capa elastomérica 3 y una camisa de protección 4. La Figura 3 muestra con representación muy simplificada que la capa elastomérica 3 se encuentra entre la pared interna 2 y la camisa de protección 4. En el caso de un daño al tanque de combustible 1 causado por disparo, la capa elastomérica 3 está contemplada para sellar el orificio en la pared interna 2. Esto se logra en la medida en que la capa elastomérica 3 es fabricada de una mezcla de hule que se hincha al entrar en contacto con el combustible y por consiguiente cierra el orificio creado por el impacto balístico .

LISTA DE NUMEROS DE REFERENCIA 1 Tanque de combustible 2 Pared interna 3 Capa elastomérica 4 Camisa de protección

Claims (10)

REI INDICACIONES

1. Procedimiento para la fabricación de un tanque de combustible (1), dicho procedimiento incluye los pasos siguientes : a) sobre una pared interna (2), que sirve para recibir un combustible, se aplica una capa elastomérica (3) de una mezcla de caucho; b) la capa elastomérica (3) es rodeada con una camisa de protección (4) fabricada de un material compuesto reforzado con fibras; c) el tanque de combustible (1) equipado con la capa elastomérica (3) es colocado en un molde en donde se introdujo con anterioridad el material compuesto reforzado con fibras por lo que el material compuesto reforzado con fibras es adherido con la capa elastomérica (3) dentro del molde ; d) para la fabricación de la camisa de protección de material compuesto reforzado con fibras se introduce primero una capa de recubrimiento en el molde, después se aplica una capa de unión con el objeto de unir la capa de recubrimiento con una capa de tejido, que es aplicada sobre la capa de unión, en donde la capa de recubrimiento es un recubrimiento de tipo gel basado en resina epoxi que posee un punto de inflamación más elevado que la capa elastomérica, después se aplica por lo menos una capa de tejido adicional con integración de una resina de laminación en donde la capa de tejido adicional es adherida con la capa elastomérica (3) fijada en la pared interna (2) a través de la resina de laminación aplicada; e) el tanque de combustible (1) equipado con la camisa de protección (4) es vulcanizado a temperaturas comprendidas dentro de un rango de 80°C a 180°C durante un período de 2 horas a 36 horas.

2. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tanque de combustible (1) es vulcanizado dentro del molde.

3. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el molde para vulcanización está colocado en un horno calentador.

4. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza un tejido de fibras de vidrio como capa de tejido externa.

5. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se utiliza un tejido mixto como la por lo menos una capa de tejido adicional interna.

6. Procedimiento de conformidad con al reivindicación 5, caracterizado porque el tejido mixto contiene hilos de carbono e hilos de aramida.

7. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa elastomérica (3) consiste de varias capas, en donde sobre una capa elastomérica interna adherida sobre la pared interna (2), se aplica por lo menos una capa elastomérica adicional.

8. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la por lo menos una capa elastomérica adicional es unida con la capa elastomérica anterior sin adhesivos adicionales .

9. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la capa de recubrimiento es una resina de superficie.

10. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque una capa de recubrimiento utilizada posee un punto de inflamación más elevado que la capa elastomérica. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se presenta un procedimiento para la fabricación de un tanque de combustible (1), dicho procedimiento incluye los pasos siguientes : a) sobre una pared interna (2), que sirve para recibir un combustible, se aplica una capa elastomérica (3) de una mezcla de caucho ; b) la capa elastomérica (3) es rodeada con una camisa de protección (4) fabricada de un material compuesto reforzado con fibras; c) el tanque de combustible (1) equipado con la capa elastomérica (3) es colocado en un molde en donde se introdujo con anterioridad el material compuesto reforzado con fibras por lo que el material compuesto reforzado con fibras es adherido con la capa elastomérica (3) dentro del molde ; d) para la fabricación de la camisa de protección de material compuesto reforzado con fibras se introduce primero una capa de recubrimiento en el molde, después se aplica una capa de unión con el objeto de unir la capa de recubrimiento con una capa de tejido, que es aplicada sobre la capa de unión, en donde la capa de recubrimiento es un recubrimiento de tipo gel basado en resina epoxi que posee un punto de inflamación más elevado que la capa elastomérica, después se aplica por lo menos una capa de tejido adicional con integración de una resina de laminación en donde la capa de tejido adicional es adherida con la capa elastomérica (3) fijada en la pared interna (2) a través de la resina de laminación aplicada ; e) el tanque de combustible (1) equipado con la camisa de protección (4) es vulcanizado a temperaturas comprendidas dentro de un rango de 80°C a 180°C durante un período de 2 horas a 36 horas.