KR101453698B1 - 부속물을 리벳 체결하는 방법 - Google Patents

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티모 크레머
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크리슈토프 메렌
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Abstract

본원은 플라스틱 연료 탱크 (11, 12) 에 부속물을 리벳 체결하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 리벳 체결은 2 개의 상보적인 쉘들을 성형할 동안 또는 성형한 후에 다부분 압출 다이를 사용하여 열가소성 재료로 제조된 분할된 관형 예비성형체 또는 2 개의 웨브형 압출된 예비성형체의 압출 블로우 성형에 의해 탱크를 제조할 시 실시된다. 상기 부속물 (4) 에는 적어도 하나의 개구부가 있거나 제공된다. 본원에 따른 방법은, 상기 리벳 체결이 열가소성 재료로 제조되는 적어도 하나의 미리 제조된 리벳 핀 (9) 에 의해 실시된다. 상기 리벳 핀은 별도의 제조 공정, 예를 들어 사출 성형에 의해 얻어진다.

Description

부속물을 리벳 체결하는 방법 {METHOD FOR THE RIVETED FASTENING OF AN ACCESSORY}
본원은 플라스틱 연료 탱크에 부속물 (accessory) 을 리벳 체결하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 리벳 체결은 2 개의 상보적인 쉘들을 성형할 동안 또는 성형한 후에 다부분 압출 다이를 사용하여 열가소성 재료로 제조된 분할된 관형 예비성형체 또는 2 개의 웨브형 압출된 예비성형체의 압출 블로우 성형에 의해 탱크를 제조할 시 실시되고, 상기 부속물에는 적어도 하나의 개구부가 있거나 또는 제공된다.
예를 들어, EP 1 773 570 B1 에는 이러한 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법에 있어서, 탱크의 벽을 구성하는 플라스틱 재료의 적어도 일부를 융합하고, 유출된 나머지 플라스틱 재료로부터 분리되지 않으면서 부속물의 개구부를 통하여 용융된 플라스틱 재료의 일부를 통과시키며, 자체 성형 플라스틱 리벳을 얻기 위해 돌출하는 용융 플라스틱 재료에 대응하는 형상을 부여하는 것이 제안되어 있다. 따라서, 플라스틱 리벳은, 말하자면 탱크 벽의 융합된 플라스틱 재료로부터 제자리에 형성된다.
상기 방법은, 부속물을 연료 탱크에 도입할 때, 스탬핑 등에 의해 리벳 헤드를 형성하는데 비교적 복잡하다는 단점과 본질적으로 관련있다. 이는, 부속물이 탱크에 부착되어야 할 때 특히 어렵고, 이들의 체결 지점은 탱크 벽으로부터 먼 측에서 용이하게 접근할 수 없다.
부속물이 장착된 연료 탱크가 한번의 작업으로 제조되는 경우, 그 후에 전술한 EP 1 773 570 B1 에 개시된 방법을 사용할 때, 리벳된 체결부의 리벳 헤드가 완성되고 또한 보정을 소급하여 (retrospectively) 실시하기 어려운지를 관찰해야 한다. 탱크 벽으로 용접성의 측면에서 호환될 수 없는 플라스틱 재료로 구성되는 부속물을 도입하기 위한 리벳 체결을 사용하기를 원할 때, 리벳 연결부의 단단한 연결 (positive connetion) 이 중요한 역할을 한다.
따라서, 본원의 목적은 공정의 실용성 및 신뢰성에 대하여 전술한 부속물을 리벳 체결하기 위한 방법을 개선하는 것이다. 본원의 목적은 또한 대응하는 형상의 연료 탱크를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 플라스틱 연료 탱크에 부속물을 리벳 체결하는 방법으로서, 이러한 리벳 체결은 2 개의 상보적인 쉘들을 성형할 동안 또는 성형한 후에 다부분 압출 다이를 사용하여 열가소성 재료로 제조된 분할된 관형 예비성형체 또는 2 개의 웨브형 압출된 예비성형체의 압출 블로우 성형에 의해 탱크를 제조할 시 실시되고, 상기 부속물에는 적어도 하나의 개구부가 있거나 제공되며, 상기 리벳 체결은, 별도의 제조 공정에서 얻어지고 또한 부속물의 개구부를 통과하여 탱크 벽에 용접되는 열가소성 재료로 제조되는 적어도 하나의 미리 제조된 리벳 핀에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법에 의해 초기에 달성된다.
본원에 따른 방법은, 관형 예비성형체를 압출하는 것, 이를 2 개의 평탄한 시트 또는 웨브로 분할하는 것, 다이의 개방부들 사이에 예비성형체의 여전히 고온인 용융 재료를 가져오는 것을 제공한다. 예를 들어, 정반대로 반대 지점에서 분리되어야 하는 관형 예비성형체의 압출 대신에, 이미 개방된 다이 위의 와이드 슬롯 노즐로부터 2 개의 웨브형 예비성형체를 압출하는 것이 제공될 수 있다. 본 방법은, 바람직하게는 초기에, 예비성형체의 압출 열을 사용하여 2 개의 상보적인 쉘들/쉘 형상의 반제품을 성형하는 것을 포함한다. 실질적으로 폐쇄된 연료 탱크를 형성하기 위해 쉘들을 결합하기 전에, 적어도 하나의 부속물이 쉘들/온간인 플라스틱 쉘들의 여전히 고온인 용융 재료안으로 도입된다.
"부속물" 은, 본원의 의미내에서, 밸브, 컨베이어 유닛, 배플 부품, 충전 레벨 라인, 탈기 라인 및 통기 라인 등인 것으로 이해된다.
부속물은 미리 제조된 리벳 핀들에 의해 아직 결합되어 있지 않고 또한 여전히 다이에 위치된 연료 탱크의 절반 쉘들에 체결되고, 상기 리벳 핀들은 절반 쉘들의 벽의 여전히 온간인 플라스틱/고온인 용융 재료에 용접되는 것으로, 본원을 요약할 수 있다. 따라서, 리벳 핀은 탱크 벽을 관통하고 또한 탱크 벽에 융합되며, 탱크 벽과의 용접 연결의 관점에서 연결부가 형성된다. 리벳 핀은, 예를 들어 생크의 대응하는 형상화에 의해 구성될 수 있고, 그리하여 상기 생크는 또한 탱크 벽과의 단단한 연결을 형성한다.
부속물을 다이에 위치된 쉘들 안으로 도입하기 전에, 리벳 핀(들)은 부속물의 개구부안으로 이미 삽입될 수 있다. 대안으로, 리벳 핀들은 탱크 벽에 이미 위치된 부속물의 개구부안으로 주입될 수 있다.
리벳 핀은, 예를 들어, 슬롯형 생크 또는 돌출부가 형성된 생크를 가질 수 있고, 그리하여, 상기 생크는 관련 개구부에 계류되어 (captively) 고정되고 그리고/또는 개구부안으로 계류되어 삽입될 수 있다.
본원에 따른 방법의 바람직한 변형예에 있어서, 일체로 형성된 리벳 헤드를 가진 적어도 하나의 리벳 핀이 사용되는 것이 제공된다.
바람직하게는, 상기 쉘들은 예비성형체의 압출 열을 사용하여 성형되고, 상기 리벳 핀은 상기 쉘들의 벽의 여전히 고온인 용융 재료에 용접된다.
본원에 따른 방법의 바람직한 변형예에 있어서, 상기 부속물의 도입 및 리벳은, 각각의 경우에 공동 및 상기 외부 몰드들 사이에서 이동될 수 있는 부속물 캐리어를 포함하는 적어도 2 개의 외부 몰드를 가진 블로우 성형 다이를 사용하여 실시되는 것이 제공된다. 부속물 캐리어를 통하여, 적어도 하나의 부속물이 대응하는 장치에 의해 쉘들안으로 능동적으로 도입될 수 있다. 쉘들의 여전히 고온인 용융 재료의 벽에 부속물을 체결하는 것은, 외부 몰드/블로우 몰드 절반부의 폐쇄 운동을 사용함으로써 수동적으로 실시될 수도 있다.
본원에 따른 방법의 유리한 변형예에 있어서, 상기 부속물 캐리어는, 중심 다이 또는 중심 프레임에 일체화되거나 또는 중심 다이 또는 중심 프레임으로서 구성되며, 상기 외부 몰드는 상기 중심 프레임 쪽으로 이동될 수 있는 것이 제공된다.
본원에 따른 방법의 특히 유리한 변형예에 있어서, 상기 리벳 체결은 상기 쉘들의 장착 후에 실시되고, 상기 쉘들의 성형은 상기 외부 몰드의 초기 폐쇄 동안 또는 그 직후에 실시되는 것이 제공된다. 외부 몰드로 차압을 가함으로써 예비성형체의 고온인 용융 재료를 적용하기 위해서, 중심 프레임 또는 밀봉 프레임에 대하여 외부 몰드를 초기에 폐쇄하여, 그리하여 공동 내부가 밀봉되는 것이 특히 유리한 것으로 증명되었다. 그 후에, 다이는 개방될 수 있고, 밀봉 프레임은 다이의 외부 몰드로부터 분리될 수 있다. 이는, 이제 부분적으로만 폐쇄된 다이로, 후속의 탱크 내부벽을 나타내는 다이로부터 먼 쉘 측에서 비교적 간단한 조작이 가능하다는 장점을 가진다. 다이의 제 2 또는 제 3 폐쇄로, 쉘들은 최종적으로 함께 용접될 수 있어서 폐쇄된 연료 탱크를 형성한다.
바람직하게는, 상기 리벳 체결은 상기 외부 몰드의 추가의 폐쇄 동안 또는 그 후, 즉 쉘들의 성형이 완료된 후에 실시된다.
대체로, 냉간 및 완전히 경화된 상태에서 리벳 핀(들)을 쉘들의 벽에 용접할 수 있더라고, 본 방법의 바람직한 변형예에 있어서, 벽에 용접하기 전에 리벳 핀들을 가열하는 것이 제공된다. 예를 들어, 리벳 핀들이 이미 장착된 부속물은 중심 다이에 유지될 수 있다. 중심 다이에 일체화된 적외선 헤드 조사기를 통하여, 부속물은 그 내부에 위치된 리벳 핀들과 함께 가열/따뜻해질 수 있고 그 후에 대응하는 힘의 작용으로 쉘들의 벽에 대하여 가압된다.
유리하게는, 상기 리벳 핀은 열가소성 재료의 사출 성형에 의해 얻어진다. 이러한 플라스틱 재료는, HDPE (Hight Density Polyethylene) 또는 HDPE 기재로 제조되는 탱크 벽과의 용접성의 측면에서 호환가능한 예를 들어 HDPE 일 수 있다.
유리하게는, 체결 베이스를 가진 부속물이 사용되고, 상기 체결 베이스는 개구부가 제공된 다수의 체결 러그를 가지며, 상기 개구부에는, 상기 부속물의 도입 직전에, 각각의 경우에 상기 부속물을 통과하는 리벳 핀이 장착된다.
본원의 목적은, 탱크 내측에 배열된 적어도 하나의 부속물을 포함하는 열가소성 재료로 제조된 연료 탱크로서, 상기 부속물은 적어도 하나의 개구부를 통하여 탱크 벽에 리벳되고, 별도의 제조 공정으로 얻어지는 탱크 벽에 용접된 리벳 핀이 상기 개구부를 통과하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크에 의해 달성된다.
본원은 도면에 도시된 대표적인 실시형태를 참조하여 이하 설명된다.
전술한 바와 같이, 부속물은 탱크안으로 이 부속물이 도입되기 전에 리벳 핀이 장착될 수 있다. 이를 위해, 리벳 핀들이 부속물에 계류되어 연결되는 것이 유리하다. 예를 들어, 리벳 핀들은 프로파일링 및/또는 슬롯식의 생크를 가질 수 있고, 그리하여 리벳 핀들은 대응하는 힘을 가함으로써 개구부에 래칭될 수 있다.
더욱이, 리벳 핀들의 생크에는 탱크 벽의 리벳 핀의 용융 또는 융합을 간략화시키는 대응하는 형상의 표면이 제공될 수 있다. 리벳 핀들의 생크는, 상기 생크가 개구부 내측에 어떠한 간극으로 유지되도록 하는 치수로 될 수 있고, 그리하여 리벳 핀들을 탱크 벽에 용접하면, 수축에 대하여 보상할 수 있다. 재료에서의 상이한 수축 비틀림 정도는 상이한 재료 두께, 특히 재료의 가변 열용량으로 인해 발생한다.
마지막으로, 리벳 핀들의 수축은, 상기 생크들이, 탱크 벽의 용융 재료를 통과하면 또는 용융/융합되면, 탱크 벽과의 단단한 연결부를 형성하도록 프로파일링될 수 있고, 그리하여 재료 연결부 및 단단한 연결부의 조합을 얻게 된다.
도 1 은 본원에 따른 부속물의 분해도,
도 2 는 부속물의 체결 베이스를 나타내는 도면,
도 3 은 도 1 에서 Ⅲ 부분의 상세도, 및
도 4 내지 도 6 은 도 1 에 도시된 부속물의 리벳 및 체결 공정의 개략도.
본원에 따른 방법은, 초기에 2 개의 웨브형 예비성형체의 연속 압출을 제공하고, 이 예비성형체는 3 부분 블로우 성형 다이의 개방 절반부들 사이, 즉 초기에 각각의 경우에 블로우 몰드 절반부들 사이에 배열된 다이 분리기/밀봉 프레임과 하나의 블로우 몰드 절반부 사이에서 압출된다. 추가의 방법 단계에서, 블로우 몰드 절반부들은 예비성형체의 개재로 그 사이에 배열된 다이 분리기에 대하여 폐쇄된다. 블로우 몰드 절반부들의 폐쇄 운동에 압출 헤드 아래에 이 압출 헤드로부터 먼 블로 성형기의 기본 프레임의 변위 운동이 중첩된다. 블로우 성형 다이의 몰드 공동이 폐쇄되고, 블로우 몰드 절반부들 사이에 배열된 다이 분리기는 블로우 성형 다이의 공동을 밀봉한다. 그 후, 진공 및/또는 과압을 사용하여, 에비성형체는 블로우 몰드 절반부의 공동안으로 인발되고 또한 쉘들을 형성하도록 성형된다.
추가의 방법 단계에서, 블로우 몰드 절반부들 사이에는 부품 캐리어/부속물 캐리어가 배치된다. 그 후, 블로우 몰드 절반부는 다시 페쇄된다. 밀봉 관점에서 상기 공정시 블로우 몰드 절반부들의 완전 폐쇄는 절대적으로 필요하지 않다.
추가의 방법 단계에서, 부속물/부품은 공동내에 성형된 쉘들에 결합되고 그리고/또는 부속물 캐리어/부품 캐리어를 통하여 이 쉘들에 체결된다.
작동식 통기 밸브 (1) 등의 부속물은, 예를 들어 도 1 에 도시되어 있다. 작동식 통기 밸브 (1) 는 통기 라인 및 체결 베이스 (4) 에 부착하기 위한 니플 (3) 과 함께 밸브 하우징 (2) 을 포함하고, 이 체결 베이스는 대응하는 래칭 리세스 (6) 를 관통하는 래칭 텅 (5) 을 통하여 밸브 하우징 (2) 에 클립/래칭된다. 도시된 작동식 통기 밸브 (1) 는 소위 "롤-오버 밸브" 로 구성된다.
작동식 통기 밸브의 체결 베이스 (4) 에는 각각의 경우에 개구부 (8) 를 가진 3 개의 체결 러그 (7) 가 장착된다. 개구부 (8) 는 리세스가공된 원형의 구멍으로 구성되고 또한 리벳 핀 (9) 을 수용하며, 이 리벳 핀은 개구부 (8) 의 리세스에 대응하는 형상을 가진 접시 머리 (countersunk head; 10) 를 구비한다.
리벳 핀 (9) 은 열가소성 재료로 구성되고 사출 성형에 의해 미리 제조되며, 작동식 통기 밸브 (1) 를 연료 탱크안으로 삽입하기 전에, 체결 베이스 (4) 의 관련 개구부 (8) 에 삽입된다. 체결 베이스 (4) 는 또한 열가소성 재료, 예를 들어 또한 HDPE 로 구성될 수 있고, 이 열가소성 재료는, 예를 들어 연료 탱크의 탱크 벽 (12) 의 내부층 (11) 에 용접될 수 있다.
리벳 핀 (9) 은 또한 HDPE 로 구성되고 그리고 이런 점에서 탱크 벽 (12) 의 내부층 (11) 과 호환가능하다.
도시된 대표적인 실시형태에 있어서, 작동식 통기 밸브 (1) 에는 분리가능하고 또한 래칫가능한 체결 베이스 (4) 가 장착되고, 이 체결 베이스는 주로 일체로 구성될 수도 있다. 본 경우에 있어서, 밸브 하우징 (2) 은 POM (polyoxymethylene) 으로 구성되는 반면, 체결 베이스는 HDPE 로 구성되고, 이러한 재료 둘 다 용접성의 측면에서 서로 호환가능하지 않다.
본원에 따른 방법에 있어서, 탱크의 성형 동안, 리벳 핀 (9) 이 장착되는 작동식 통기 밸브 (1) 및/또는 리벳 핀이 장착된 체결 베이스 (4) 는, 예를 들어 도 4 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 개구부 (8) 를 통과하는 리벳 핀을 통하여 탱크 벽 (12) 에 용접된다. 리벳 핀 (9) 은 개구부 (8) 를 통하여 적합한 보조물/공구에 의해 탱크 벽 (12) 의 내부층 (11) 의 여전히 온간인 플라스틱/고온인 용융 재료안으로 삽입되어, 리벳 핀의 생크 (13) 는 탱크 벽 (12) 의 내부층 (11) 과 융합되는 반면, 리벳 핀 (9) 의 접시 머리 (10) 는 개구부 (8) 에 완전히 포함된다. 따라서, 탱크 벽 (12) 이 경화된 후에, 리벳 핀 (9) 과 탱크 벽 (12) 사이에 중간 연결부가 형성되고, 리벳 핀 (9) 의 접시 머리 (10) 는 체결 베이스 (4) 를 유지하며, 그리하여 밸브 하우징 (2) 은 탱크 벽 (12) 에 대하여 그에 단단히 래칭된다.
1 : 작동식 통기 밸브
2 : 밸브 하우징
3 : 니플
4 : 체결 베이스
5 : 래칭 텅
6 : 래칭 리세스
7 : 체결 러그
8 : 개구부
9 : 리벳 핀
10 : 접시 머리
11 : 내부층
12 : 탱크 벽
13 : 생크

Claims (12)

  1. 플라스틱 연료 탱크에 부속물을 리벳 체결하는 방법으로서, 이러한 리벳 체결은 2 개의 상보적인 쉘들을 성형할 동안 또는 성형한 후에 다부분 압출 다이를 사용하여 열가소성 재료로 제조된 분할된 관형 예비성형체 또는 2 개의 웨브형 압출된 예비성형체의 압출 블로우 성형에 의해 탱크를 제조할 시 실시되고, 상기 부속물에는 적어도 하나의 개구부 (8) 가 있거나 제공되며,
    상기 리벳 체결은, 별도의 제조 공정에서 얻어지고 또한 부속물의 개구부를 통과하여 탱크 벽 (12) 에 용접되는 열가소성 재료로 제조되는 적어도 하나의 미리 제조된 리벳 핀 (9) 에 의해 실시되고,
    상기 쉘들은 예비성형체의 압출 열을 사용하여 성형되고, 상기 리벳 핀 (9) 은 상기 쉘들의 벽의 여전히 고온인 용융 재료에 용접되는 것을 특징으로 하는, 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일체로 형성된 리벳 헤드를 가진 리벳 핀 (9) 이 사용되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 부속물의 도입 및 리벳은, 각각의 경우에 공동 및 외부 몰드들 사이에서 이동될 수 있는 부속물 캐리어를 포함하는 적어도 2 개의 외부 몰드를 가진 블로우 성형 다이를 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부속물 캐리어는, 중심 다이 또는 중심 프레임에 일체화되거나 또는 중심 다이 또는 중심 프레임으로서 구성되며, 상기 외부 몰드는 상기 중심 프레임 쪽으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 리벳 체결은 상기 쉘들의 장착 후에 실시되고, 상기 쉘들의 성형은 상기 외부 몰드의 초기 폐쇄 동안 또는 그 직후에 실시되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 리벳 체결은 상기 외부 몰드의 추가의 폐쇄 동안 또는 그 후에 실시되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리벳 핀 (9) 은 상기 쉘들의 벽에 용접하기 전에 가열되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리벳 핀 (9) 은 열가소성 재료의 사출 성형에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    부속물로서 체결 베이스 (4) 를 가진 부속물이 사용되고, 상기 체결 베이스는 개구부 (8) 가 제공된 다수의 체결 러그 (7) 를 가지며, 상기 개구부에는, 상기 부속물의 도입 직전에, 각각의 경우에 상기 부속물을 통과하는 리벳 핀 (9) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 부속물을 리벳 체결하는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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