BR102019018608A2 - MULTIPLE LAYER TUBE APPLIED IN AIR BRAKE - Google Patents
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Abstract
tubo de múltiplas camadas aplicado em freio a ar, o qual compreende o tubo de múltiplas camadas confeccionadas em poliamida, particularmente aplicado em sistema de freio a ar para veículos automotivos, e ainda que apresenta tais camadas com excelente elasticidade, durabilidade, resistência abrasiva e resistência a altas pressões, portanto esta camada interna apresenta características que suportam o ar pressurizado do sistema de freio a ar que passa pelo tubo , evitando rupturas no tubo para então garantir o funcionamento e durabilidade do tubo em questão, e, consequentemente, do sistema de freio a ar o qual dito tubo está aplicado.multilayer tube applied in air brake, which comprises the multilayer tube made of polyamide, particularly applied in air brake system for automotive vehicles, and yet it presents such layers with excellent elasticity, durability, abrasive resistance and resistance at high pressures, therefore this inner layer has characteristics that support the pressurized air of the air brake system that passes through the tube, avoiding breaks in the tube to then guarantee the operation and durability of the tube in question, and, consequently, of the brake system. air to which said tube is applied.
Description
[001] A presente invenção trata de um inovador tubo de múltiplas camadas, particularmente aplicado em freio a ar de veículos automotivos e que foi desenvolvido com características técnicas específicas para apresentar camadas confeccionadas em poliamida, para prover ao referido tubo maior resistência mecânica e à degradação, resultando na continuidade do funcionamento do sistema de freio a ar do veículo automotivo.[001] The present invention deals with an innovative multi-layer pipe, particularly applied to automotive vehicles air brakes and that was developed with specific technical characteristics to present layers made of polyamide, to provide the said pipe with greater mechanical resistance and degradation , resulting in the continued operation of the automotive vehicle's air brake system.
[002] Como é do conhecimento dos profissionais envolvidos na indústria automobilística, os sistemas de freio a ar são frequentemente empregados em veículos pesados, tais como caminhões e tratores, os quais são ativados por meio do transporte do ar pressurizado através de uma tubulação específica do referido sistema de freio a ar.[002] As the professionals involved in the automobile industry know, air brake systems are often used in heavy vehicles, such as trucks and tractors, which are activated by transporting pressurized air through a specific pipe of the vehicle. said air brake system.
[003] Anteriormente, as tubulações do sistema de freio a ar eram confeccionadas em materiais metálicos, porém tubulações de materiais plásticos, tais como poliolefinas, poliamidas, fluorpolímeros, borracha, elastômeros termoplásticos, entre outros, obtiveram um sucesso excepcional em sua aplicação, pois apresentam melhor eficiência, menor peso e maior facilidade de fabricação, e ainda maior resistência que evita rupturas causadas pela passagem do ar pressurizado do próprio sistema de freio, dessa forma os tubos plásticos efetivamente substituíram as tubulações metálicas e tornaram-se padrão na indústria.[003] Previously, the pipes of the air brake system were made of metallic materials, but pipes of plastic materials, such as polyolefins, polyamides, fluoropolymers, rubber, thermoplastic elastomers, among others, were exceptionally successful in their application, because they present better efficiency, less weight and greater ease of manufacture, and even greater resistance that prevents ruptures caused by the passage of pressurized air from the brake system itself, in this way the plastic tubes effectively replaced the metal pipes and became standard in the industry.
[004] No entanto, os tubos de materiais plásticos enfrentam algumas dificuldades em sua aplicação, como por exemplo a degradação da tubulação causada pelas altas temperaturas provenientes do motor do veículo, degradação por baixas temperaturas causadas por ambientes gélidos, bem como a essa variação entre temperaturas elevadas e temperaturas baixas, além de certas substâncias que causam corrosão ou rachaduras na tubulação plástica, como produtos para limpeza de motor, além de vapores de combustíveis e óleos que provêm do próprio motor do veículo, em que tais degradações na tubulação prejudicam, ou até mesmo cessam, o funcionamento do freio a ar, havendo graves consequências durante a movimentação do veículo automotivo.[004] However, plastic pipes face some difficulties in their application, such as the degradation of the piping caused by the high temperatures coming from the vehicle's engine, degradation by low temperatures caused by freezing environments, as well as this variation between high temperatures and low temperatures, in addition to certain substances that cause corrosion or cracks in the plastic piping, such as engine cleaning products, in addition to fuel vapors and oils that come from the vehicle's own engine, in which such degradation in the pipeline impairs, or they even cease to operate the air brake, with serious consequences during the movement of the automotive vehicle.
[005] Para sanar tais inconvenientes, o estado da técnica conta com algumas soluções, conforme apresentado no US6670004, depositado em 02/08/2000, sob título “LAMINATED NYLON AIR BRAKE TUBING”, que trata de uma tubulação de freio a ar de nylon laminado formada a partir de camadas externas e internas de nylon 11 ou nylon 12 com camadas internas de nylon 6. As camadas de nylon 6 e nylon 11 ou 12 são coladas umas às outras por uma camada de amarração. A camada de ligação é de preferência um nylon 6-12 ou uma poliolefina modificada com anidrido. A tubulação do freio a ar melhora a resistência a altas temperaturas e as características de resistência a impactos em baixa temperatura.[005] To remedy such inconveniences, the state of the art has some solutions, as presented in US6670004, deposited on 08/02/2000, under the title “LAMINATED NYLON AIR BRAKE TUBING”, which deals with an air brake pipe of laminated nylon formed from outer and inner layers of nylon 11 or nylon 12 with inner layers of nylon 6. The layers of nylon 6 and nylon 11 or 12 are glued together by a lashing layer. The bonding layer is preferably nylon 6-12 or an anhydride modified polyolefin. Air brake piping improves high temperature resistance and low temperature impact resistance characteristics.
[006] Outro documento relevante presente no estado da técnica é o PI0700736-1, depositado em 13/03/2007, sob título “TUBULAÇÃO DE FREIO DE AR COMPRIMIDO (PNEUMÁTICO)”, que trata de um tubo que contém as seguintes camadas: uma camada externa de uma massa moldada que contém pelo menos 40% em peso de uma poliamida, cujas unidades monoméricas em média contêm pelo menos 8 átomos de C, assim como uma camada de uma massa moldada de polipropileno, na qual a) o diâmetro externo do tubo está na faixa de 6 até 20 mm, b) a espessura da parede está na faixa de 1,0 até 2,0 mm e c) a espessura da camada de acordo com III importa em 25 até 75% da espessura da parede, é empregado como tubulação de freio a ar comprimido, que é fabricado a preços favoráveis e apresenta uma elevada pressão de ruptura, assim como uma boa resistência a impacto frio.[006] Another relevant document present in the state of the art is PI0700736-1, deposited on 03/13/2007, under the title “COMPRESSED AIR BRAKE PIPE (PNEUMATIC)”, which deals with a tube that contains the following layers: an outer layer of a molded mass containing at least 40% by weight of a polyamide, whose monomer units on average contain at least 8 C atoms, as well as a layer of a molded polypropylene mass, in which a) the outer diameter of the tube is in the range of 6 to 20 mm, b) the thickness of the wall is in the range of 1.0 to 2.0 mm and c) the thickness of the layer according to III matters in 25 to 75% of the thickness of the wall, it is used as a compressed air brake pipe, which is manufactured at favorable prices and has a high burst pressure, as well as good resistance to cold impact.
[007] Ainda outro documento relevante sobre o assunto é o BR 30 2016 005778, depositado em 17/03/2015, sob título “COMPÓSITO MULTICAMADA COM UMA CAMADA DE FLUOROPOLÍMEROS”, que trata de um compósito multicamada que contém as seguintes camadas: I. uma primeira camada (camada I) feita de uma massa de moldagem, que apresenta até pelo menos 40% em peso dos seguintes componentes: 1) 60 a 99 partes em peso de uma copoliamida à base de hexametilenodiamina, ácido tereftálico e ácido dicarboxílico alifático linear com 8 a 19 átomos de carbono; 2) 40 a 1 partes em peso de um copolímero olefínico como modificador da resiliência, em que a soma das partes em peso de 1) e 2) perfaz 100 e II. uma segunda camada (camada II) feita de uma massa de moldagem, que apresenta até pelo menos 60% em peso de fluoropolímero; apresenta uma elevada resistência dimensional térmica, uma excelente resistência ao choque e um elevado grau de alongamento à ruptura, assim como uma boa aderência entre as camadas.[007] Another relevant document on the subject is BR 30 2016 005778, deposited on 3/17/2015, under the title “MULTILAYER COMPOSITE WITH A FLUOROPOLYMER LAYER”, which deals with a multilayer composite that contains the following layers: I a first layer (layer I) made of a molding mass, which contains up to at least 40% by weight of the following components: 1) 60 to 99 parts by weight of a copolyamide based on hexamethylenediamine, terephthalic acid and aliphatic dicarboxylic acid linear with 8 to 19 carbon atoms; 2) 40 to 1 parts by weight of an olefinic copolymer as a resilience modifier, where the sum of the parts by weight of 1) and 2) makes 100 and II. a second layer (layer II) made of a molding paste, which contains up to at least 60% by weight of fluoropolymer; it presents a high dimensional thermal resistance, an excellent shock resistance and a high degree of elongation at break, as well as a good adhesion between the layers.
[008] Apesar das soluções propostas acima descritas, é evidente que existe uma forte demanda para o desenvolvimento de tubulações de múltiplas camadas aplicadas em freio a ar com excelentes propriedades mecânicas e excelente estabilidade química, pouco suscetível à degradação por contato com óleos ou vapores de combustíveis, sendo particularmente vantajosas se forem pouco onerosas e obtidas por processos já difundidos pelo estado da técnica.[008] Despite the proposed solutions described above, it is evident that there is a strong demand for the development of multilayer pipes applied in air brakes with excellent mechanical properties and excellent chemical stability, little susceptible to degradation by contact with oils or vapors from fuels, being particularly advantageous if they are inexpensive and obtained by processes already disseminated by the state of the art.
[009] A presente invenção tem como principal objetivo introduzir um inovador tubo de múltiplas camadas para sistemas de freio a ar com excelentes propriedades mecânicas e excelente estabilidade química, sendo sensivelmente menos suscetível a degradação por contato com óleos e vapores de combustível provindos do motor, ou por substâncias de limpeza para motor de veículos automotivos e economicamente mais acessível.[009] The main objective of the present invention is to introduce an innovative multi-layer pipe for air brake systems with excellent mechanical properties and excellent chemical stability, being significantly less susceptible to degradation by contact with oils and fuel vapors from the engine, or by cleaning substances for motor vehicles of automobiles and more economically accessible.
[0010] Outro objetivo da presente invenção é introduzir um tubo de múltiplas camadas que contribua para o aumento da vida útil do sistema de freio a ar aplicado em um veículo automotivo.[0010] Another objective of the present invention is to introduce a multilayer tube that contributes to the increase in the service life of the air brake system applied to an automotive vehicle.
[0011] Por fim, outro objetivo da presente invenção consiste em apresentar um tubo de múltiplas camadas para freio a ar passível de ser fabricado por meio de processos já amplamente conhecidos pelo estado da técnica.[0011] Finally, another objective of the present invention is to present a multilayer tube for air brake that can be manufactured by means of processes already widely known by the state of the art.
[0012] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio da introdução de tubo de múltiplas camadas, compreendendo do interior para o exterior:
- - uma camada interna de PA1010;
- - uma primeira camada adesiva de PA610;
- - uma camada intermediária de PA6.
- - uma segunda camada adesiva de PA610.
- - uma camada externa de PA1010.
- - an inner layer of PA1010;
- - a first PA610 adhesive layer;
- - an intermediate layer of PA6.
- - a second adhesive layer of PA610.
- - an outer layer of PA1010.
[0013] As camadas externa e interna de PA1010 apresentam grande elasticidade, durabilidade, resistência a altas pressões, resistência contra a abrasão e resistência a substâncias corrosivas, como óleos e produtos de limpeza, sendo de suma importância que estas camadas em específico apresentem as características mencionadas para garantir o funcionamento e durabilidade do sistema de freio a ar a qual o tubo em questão está aplicado, pois a camada interna do tubo deve suportar a passagem do ar pressurizado e a camada externa deve proteger as outras camadas do dito tubo de substâncias de origem externa que possam degrada-las ou corroê-las.[0013] The outer and inner layers of PA1010 have great elasticity, durability, resistance to high pressures, resistance against abrasion and resistance to corrosive substances, such as oils and cleaning products, being extremely important that these specific layers have the characteristics mentioned to ensure the operation and durability of the air brake system to which the pipe in question is applied, since the inner layer of the pipe must withstand the passage of pressurized air and the outer layer must protect the other layers of the said pipe from external source that can degrade or corrode them.
[0014] Outro objetivo também alcançado pelo tubo de múltiplas camadas da presente invenção é decorrente da primeira e segunda camadas adesivas de PA610, pois este material apresenta alta resistência mecânica e um custo mais econômico que outros materiais adesivos presentes no estado da arte, sendo a camada intermediária de PA6 também uma alternativa mais econômica.[0014] Another objective also achieved by the multilayer tube of the present invention is due to the first and second adhesive layers of PA610, as this material has high mechanical resistance and a more economical cost than other adhesive materials present in the state of the art, being intermediate layer of PA6 also a more economical alternative.
[0015] A matéria objeto desta Invenção ficará totalmente clara em seus aspectos técnicos a partir da descrição pormenorizada que será feita com base nas figuras abaixo relacionadas, nas quais:
- - a figura 1 mostra uma vista, em perspectiva, semiexplodida do tubo de múltiplas camadas aplicado em freio a ar; e
- - a figura 2 mostra uma vista frontal de um corte transversal do tubo de múltiplas camadas aplicado em freio a ar.
- figure 1 shows a semi-exploded perspective view of the multilayer pipe applied to an air brake; and
- - figure 2 shows a front view of a cross-section of the multilayer pipe applied to an air brake.
[0016] Em conformidade com o que ilustram as figuras acima mencionadas, o presente pedido de patente de invenção apresenta em sua modalidade preferencial de aplicação um tubo (1) de múltiplas camadas confeccionadas em poliamida, particularmente aplicado em sistema de freio a ar para veículos automotivos, que compreende mais especificamente, do seu interior para o exterior:
- - uma camada interna (2) de poliamida 1010 (PA1010);
- - uma primeira camada adesiva (3) de poliamida 610 (PA610);
- - uma camada intermediária (4) de poliamida 6 (PA6);
- - uma segunda camada adesiva (5) de poliamida 610(PA610); e
- - uma camada externa (6) de poliamida 1010 (PA1010).
- - an inner layer (2) of polyamide 1010 (PA1010);
- - a first adhesive layer (3) of polyamide 610 (PA610);
- - an intermediate layer (4) of polyamide 6 (PA6);
- - a second adhesive layer (5) of polyamide 610 (PA610); and
- - an outer layer (6) of polyamide 1010 (PA1010).
[0017] A camada interna (2) é composta por PA1010, material que apresenta excelente elasticidade, durabilidade, resistência abrasiva e resistência a altas pressões, portanto esta camada interna (2) apresenta características que suportam o ar pressurizado do sistema de freio a ar que passa pelo tubo (1), evitando rupturas no tubo (1).[0017] The inner layer (2) is composed of PA1010, a material that has excellent elasticity, durability, abrasive resistance and resistance to high pressures, so this inner layer (2) has characteristics that support the pressurized air of the air brake system. passing through the tube (1), avoiding breaks in the tube (1).
[0018] A primeira camada adesiva (3) é composta por PA610, material que apresenta excelentes resistências a propriedades físicas e químicas, em que apresenta baixo coeficiente de absorção de umidade, altas propriedades isolantes, excelente estabilidade dimensional do material, baixa susceptibilidade a deformações causadas pela variação de temperatura, alta resistência a abrasão e ainda alta resistência a óleo e benzina.[0018] The first adhesive layer (3) is composed of PA610, a material that has excellent resistance to physical and chemical properties, in which it has a low moisture absorption coefficient, high insulating properties, excellent dimensional stability of the material, low susceptibility to deformations caused by temperature variation, high resistance to abrasion and still high resistance to oil and benzine.
[0019] A camada intermediária (4) é composta por PA6, material que apresenta uma construtividade que exibe boas propriedades de resistência abrasiva, sendo quimicamente resistente a óleos, gasolina, álcool, ácidos fracos, álcalis diluídos e concentrados, sendo altamente difundida por seu custo consideravelmente baixo,[0019] The intermediate layer (4) is composed of PA6, a material that has a constructiveness that exhibits good abrasive resistance properties, being chemically resistant to oils, gasoline, alcohol, weak acids, diluted and concentrated alkalis, being highly diffused by its pretty low cost,
[0020] No entanto, o PA6 tem alto nível de absorção de água, o que causa uma degradação gradual, e ainda está sujeito a trincas por tensão quando colocado em contato com o cloreto de zinco e perde suas propriedades físicas quando saturado com água, sendo a resistência ao cloreto de zinco um problema em certos ambientes, particularmente quando o sal da estrada é usado para derreter gelo e neve ou perto do oceano. Também é comum as tubulações de motores automotivos serem galvanizados e, quando colocados em contato com cloreto de sódio a partir de água salgada marítima e similares, formam cloreto de zinco, que faz com que o PA6 sofra degradação.[0020] However, PA6 has a high level of water absorption, which causes gradual degradation, and is still subject to stress cracks when placed in contact with zinc chloride and loses its physical properties when saturated with water, with zinc chloride resistance being a problem in certain environments, particularly when road salt is used to melt ice and snow or near the ocean. It is also common for automotive engine pipes to be galvanized and, when placed in contact with sodium chloride from sea salt water and the like, form zinc chloride, which causes PA6 to undergo degradation.
[0021] Dessa forma, é vantajoso que referida camada intermediária (4) seja protegida pela camada externa (2) e pelas camadas adesivas (3 e 5), evitando os inconvenientes mencionados. A segunda camada adesiva (5) também é composta por PA610, portanto apresenta mesmas características da primeira camada adesiva (3).[0021] Thus, it is advantageous that said intermediate layer (4) is protected by the outer layer (2) and the adhesive layers (3 and 5), avoiding the mentioned inconveniences. The second adhesive layer (5) is also composed of PA610, so it has the same characteristics as the first adhesive layer (3).
[0022] A camada externa (6), também composta por PA1010, não apenas apresenta as mesmas características da camada interna (2), como também resistência a substâncias corrosivas, como vapores de combustíveis e óleos que provêm do próprio motor do veículo e os quais o tubo (1) pode ser exposto, além de resistência a produtos de limpeza de motores automotivos, como ácidos e bases que limpam a sujeira "pesada” no interior do veículo, portanto apresenta características que protegem as camadas internas (2) , (3), (4) e (5) das mencionadas substâncias corrosivas, para então garantir o funcionamento e durabilidade do tubo (1) e, consequentemente, do sistema de freio a ar.[0022] The outer layer (6), also composed of PA1010, not only has the same characteristics as the inner layer (2), but also resistance to corrosive substances, such as fuel vapors and oils that come from the vehicle's own engine and the which the tube (1) can be exposed, in addition to resistance to automotive engine cleaning products, such as acids and bases that clean the "heavy" dirt inside the vehicle, therefore it has characteristics that protect the inner layers (2), ( 3), (4) and (5) of the aforementioned corrosive substances, in order to guarantee the operation and durability of the tube (1) and, consequently, of the air brake system.
[0023] Preferencialmente, o tubo automotivo de múltiplas camadas (1) é fabricado a partir de um processo selecionado de um grupo que compreende coextrusão, em que se é inserido os três materiais que compõe as camadas (2), (3), (4), (5) e (6) do tubo (1) ao mesmo tempo, e o distribuidor separa os materiais para suas respectivas camadas, dessa forma o tubo (1) é fabricado pronto para o uso. Referidos processos são amplamente conhecidos pelo estado da técnica, de modo que a adaptação de linhas industriais para a fabricação do presente tubo automotivo (1) pode ser realizada sem maiores dificuldades.[0023] Preferably, the multilayer automotive tube (1) is manufactured from a process selected from a group comprising coextrusion, in which the three materials that make up the layers (2), (3), ( 4), (5) and (6) of the tube (1) at the same time, and the distributor separates the materials into their respective layers, so the tube (1) is manufactured ready for use. These processes are widely known by the state of the art, so that the adaptation of industrial lines for the manufacture of the present automotive tube (1) can be carried out without major difficulties.
[0024] Outra vantagem da presente invenção consiste no fato de que as camadas de PA apresentam excelente estabilidade química, sendo significativamente menos suscetível à degradação causada pelo contato com óleos e combustíveis e/ou seus vapores, e pelo contato com ácidos e bases de limpeza de motores automotivos.[0024] Another advantage of the present invention is the fact that the PA layers have excellent chemical stability, being significantly less susceptible to degradation caused by contact with oils and fuels and / or their vapors, and by contact with acids and cleaning bases automotive engines.
[0025] Assim, a presente invenção proporciona um tubo de múltiplas camadas aplicado em freio a ar mais econômico, ao mesmo tempo que melhora a resistência a alta temperatura do dito tubo. Finalmente, dito tubo em si não está sujeito a ruptura, mesmo a pressão e temperatura elevadas.[0025] Thus, the present invention provides a multi-layer pipe applied to a more economical air brake, while improving the high temperature resistance of said pipe. Finally, said tube itself is not subject to rupture, even at high pressure and temperature.
[0026] Deve ficar entendido que a presente descrição não limita a aplicação aos detalhes aqui descritos e que a invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou executada em uma variedade de modos, dentro do escopo das reivindicações. Embora tenham sido usados termos específicos, tais termos devem ser interpretados em sentido genérico e descritivo, e não com o propósito de limitação.[0026] It should be understood that the present description does not limit the application to the details described herein and that the invention is capable of other modalities and to be practiced or performed in a variety of ways, within the scope of the claims. Although specific terms have been used, these terms should be interpreted in a generic and descriptive sense, and not for the purpose of limitation.
Claims (7)
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B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |
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