KR19980032667A

KR19980032667A - 2성분 연결기

Info

Publication number: KR19980032667A
Application number: KR1019970051684A
Authority: KR
Inventors: 리즈한스; 로렌쯔프란크; 슈미츠구이도
Original assignee: 페터스우베; 휠스아크티엔게젤샤프트
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1998-07-25
Also published as: US6161879A; BR9704994A; JP3677379B2; DE19641751B4; EP0836044A1; JPH10153292A; DE19641751A1

Abstract

전달되는 매질에 대한 분리 방지 특성이 크고 축 하중하 분리에 대해 안정한 어셈블리와 파이프를 연결하기 위한 연결기(connector)는 보다 강하게 팽창하는 재료 A를 포함하는 부분이 덜 강하게 팽창하는 재료 B로 완전히 둘러싸인 주위 연결 립을 재료 B와의 접합부에 보유함으로써 포지티브한 연결이 성취되도록 팽창 정도가 상이한 두 재료 A 및 재료 B를 포함한다.

Description

2성분 연결기

본 발명은 파이프와 다른 어셈블리(assembly)를 연결하기 위한, 예를 들어 연료선(fuel line)과 탱크와 같은 연료 공급 시스템의 다른 성분을 연결하기 위한 파이프형 성분에 관한 것이다.

차량의 탄화수소 배출량을 감소시키기 위한 보다 엄격한 법규와 관련하여 점차적으로 연결기가 문제 영역인 것으로 입증되고 있다. 이질 재료간의 불혼화성으로 인해 라인(line)이 폴리에틸렌(PE) 니플(nipple) 접합 수단에 의해 연결되어야 하므로 플라스틱 연료 탱크와 라인의 연결이 특히 문제가 된다. 그러나, 이러한 PE는 크리프 경향(creep tendency)이 크며, 이로 인해 단시간 내에 누출이 시작되므로 종래 방식 예를 들어 신속 작용 커플링(quick-action coupling)으로는 파이프와 니플을 연결시키지 못한다.

물론 이것은 탄성중합체를 사용함으로써 방지될 수 있다. 그러나, 이 경우에는 고무 파이프가 탄화수소에 대해 실질적으로 투과성이므로 자체가 약점이다. 양호한 장벽 특성을 보유하는 불소 탄성중합체는 매우 비싸다. 예를 들어 유리 강화 나일론으로부터 제조된 비-크리핑 연결기에서 고무 튜빙(rubber tubing)함으로써 PE 니플을 연결시키는 것 또한 공정이 복잡하고 단가가 많이 든다. 더욱이 튜빙은 여전히 바람직하지 않은 배출원이다.

파이프의 예비가압(prestressing)으로 한편으로는 연결부에서 누출이 시작되고 다른 한편으로는 축하중하에 접합 강도가 허용불가능할 정도로 낮게 되도록 PE를 크리핑시키므로 예를 들어 PE 니플과 이를 장착한 나일론 파이프의 직접 연결이 불가능하다.

연료 성분에 의해 야기되는 연결부 및 팽윤 영역에서의 승온은 투과성이 낮은 연결을 더욱 더 어렵게 한다.

크리프가 낮은 니플의 제작은 첫째 연결부 상에서의 기계적인 요건에 적합한 시판되고 있는 적당히 강화된 각종 PE가 존재하지 않고, 둘째 섬유 충전 중합체와 미충전 중합체 사이의 접합 강도가 충분치 못하기 때문에 성공적이지 못하다.

독일 특허 제42 39 909호는 상기 문제를 해결하기 위한 연결부를 기술하고 있다. 크리프 경향을 갖는 재료 A의 파이프형 연결기의 한면을 크리프 경향이 낮은 두 번째 재료 B로 감싼다. 따라서, 당해 파이프형 구조물은 두 재료 사이의 접촉 영역에서 적층 구조 AB를 갖는다. 그러나, 이러한 연결 기술은 실제의 시도에서 성공적이지 못한 것으로 밝혀졌다. 연료와의 접촉시 재료 A는 강하게 팽창한다. 한면에서의 팽창은 재료 B에 의해 제한받게 되므로 당해 재료는 팽창하고 다른 방향으로 크리핑되어 일정 시간 경과 후에는 첫째, 하중의 전달, 둘째, 연결의 견고성이 더 이상 보장되지 않는다. 이러한 현상은 기계적 하중하 및/또는 당해 파이프형 연결기로부터의 건조시에 추가로 증폭된다. 더욱이 개질된 재료(통상적으로는 PE)는 더욱더 강하게 팽창하므로 사용된 두 화합물 사이의 접착을 성취하기 위해 제안된 개선 양태의 두가지 재료 중의 하나가 누출 기밀성(leak-tightness)의 악화를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 두 재료 사이의 계면의 적절한 기하학적 고안에 의해 상기한 문제를 방지할 수 있는 적당한 연결부를 제조하는 방법을 찾아내는 것이다. 특히 본 발명의 목적은 개선된 밀봉 효과를 성취함에 있어서 걸림돌이 되는 요소로서 바람직스럽지 못했던 두 재료 중의 하나의 팽창을 이용하는 방법을 찾아내는 것이다.

도 1 내지 도 5는 가능한 연결 립(3)의 횡단면을 도시한 것이고,

도 6은 바람직한 양태의 파이프형 연결기(pipe-like connector)를 관통하는 단면을 도시한 것이다.

당해 목적은 보다 강하게 팽창하는 재료 A(1)를 포함하는 부분이 덜 강하게 팽창하는 재료 B(2)로 완전히 둘러싸인 주위 연결 립(3)을 보유함으로써 재료 B와의 접합부에 포지티브한 연결이 성취되도록 팽창 정도가 상이한 두 재료 A 및 B를 포함하는 연결기에 의해 성취된다.

본 양태에 있어서, 팽창도중 및 또한 팽창으로부터의 건조 도중 발생하는 축력(axial force)은 연결 립의 외부면 또는 내부면에서 밀봉 효과를 발생시키게 된다.

횡단면은 대칭(도 1 내지 도 4)이거나 비대칭(도 5)일 수 있으며, 이는 하나의 기본적인 형태로부터(도 2, 도 3 및 도 5) 또는 2개의 기본적인 형태로부터(도 1 및 도 4) 형성될 수 있다. 따라서, 도 1에서 포지티브한 연결부를 생성하는 연결 립(3)의 횡단면은 로젠지 형태를 취하며, 도 2에서는 2중 로젠지 형태를 취하며, 도 3에서는 타원 또는 원 형태를 취하며, 도 4에서는 2중 타원 또는 2중 원 형태를 취하고 도 5에서는 도 1 및 도 3의 형태의 비대칭적인 조합을 취한다.

인터메싱 영역에서의 경계와 로젠지 형태의 코너는 바람직하게는 허용불가능한 노칭 응력(notching stress)을 방지하기 위해 약간 둥글게 고안된다.

도 6의 경우에는 재료 B(2)에 의해 둘러싸인 재료 A(1)의 연결 립이 파단점(4)에 존재하는 재료 B를 보유하는 축방향으로 뻗은 채널에 의한 세그먼트로 4개의 지점에서 나누어 진다. 이것은 두가지 성분의 서로에 대한 비틀림을 방지한다. 물론 연결 립은 또한 당해 목적을 만족시키기 위해 다수 또는 소수의 지점에서 차단될 수 있다. 채널의 깊이는 립 벽의 두께와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.

보다 강하게 팽창하는 성분의 벽을 관통하여 래디알 방향으로 뻗은 구멍 하나 이상을 사용하여 포지티브한 연결을 성취할 수 있으며 이로써 축 하중하의 비틀림 및/또는 분리를 방지할 수 있다. 이것은 바람직하게는 도 1 내지 도 5에서 도시된 바와 같이 레디알 방향으로 제공되는 연결 립의 형태와 결합된다. 구멍의 두께는 립 벽의 두께와 동일하거나 이보다 작다.

재료 A 및 B 분자 수준에서 서로 불혼화성일 수 있다. 상들의 접착은 두 재료간의 계면에서는 성취되지 않는다. 축 하중하 분리 방지는 포지티브한 연결에 의해서만 성취된다. 그러나, 두 재료 A 및 B가 서로 혼화성인 경우에는 보다 양호한 분리 방지 및 의존성 밀봉 효과가 성취될 수 없다. 이러한 효과는 두 재료가 분자 수준에서 서로 혼화성이거나 이들이 상의 계면에서 서로 결합되는 경우에 성취된다. 연료 공급 시스템에서 재료 A는 예를 들어 PE, 특히 HDPE이고 재료 B는 예를 들어 나이론 12 또는 다른 나일론[예:나일론 11, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 612], 또는 폴리케톤 또는 폴리아세탈이다. 캡슐화가 PE와 나이론 사이의 계면에서 화학결합을 제공하도록 예를 들어 말레산 무수물을 사용하는 선행 기술에 따라 작용화되는 HDPE를 사용하여 상기한 예 중의 두 중합체의 혼화성화가 일어날 수 있다. 이와 대등하게 일반적으로 선행 기술에 공지되어 있는 접착 촉진제를 사용할 수 있다.

재료 B로부터 제조된 성분은 섬유 강화 몰딩 화합물을 포함할 수 있다. 사용된 강화재는 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 또는 금속 섬유일 수 있다. 특정한 양태에 있어서, 재료 B는 금속을 포함한다. 이러한 성분은 예를 들어 트레드(thread) 또는 플랜지(flange)에 의해 적절한 어셈블리 상에서 스크류닝(screwing)될 수 있다.

당해 신규한 연결기는 성분 A로부터 제조된 몰딩상에서 성분 B 용융물을 사출시키거나, 역으로 성분 B로부터 제조된 몰딩상에서 성분 A 용융물을 사출시킴으로써 2성분 사출 성형에 의한 특히 간단한 방법으로 제조될 수 있다. 추가로 성분 B를 사출시킨 다음 성분 A를 성분 B의 용융물 속으로 사출시키거나, 역으로 성분 A를 사출시킨 다음 성분 B를 성분 A의 용융물 속으로 사출시킴으로써 제조할 수도 있다. 이러한 모든 사출 성형방법은 당해 분야의 전문가들에게 익히 공지되어 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 불필요하다.

당해 신규한 연결기는 연결 기술이 파이프와의 연결을 위해 재료 B를 필요로 하면서 어셈블리와의 연결을 위해 재료 A를 필요로 하는 모든 경우에 사용될 수 있다. 연결기는 예를 들어 탱크, 특히 플라스틱 연료 탱크와 파이프 사이의 연결기로서 플라스틱 연료 용기 중의 포트에 연결기를 접합시킴으로써 예를 들어 스핀 접합(spin-welding)시킴으로써 사용될 수 있다.

당해 신규한 연결기는 선행 기술의 방법을 사용하여 다른 쪽, 즉 파이프의 앞쪽에 연결될 수 있다. 예를 들어 파이프를 스피곳(spigot)위에 설치함으로써 파이프를 연결할 수 있다. 또한 접합 또는 스크류닝에 의한 수단으로 신속 작용 커플링을 사용하는 연결 또한 가능하다. 밸브, 필터, 또는 액체 또는 증기 형태를 수반하는 다른 성분들을 연결하기 위한 연결기가 대등하게 고려될 수 있다.

따라서 당해 신규한 연결기의 사용으로 모듈(module)과 파이프 사이의 영구적으로 안전한 연결, 및 이와 동시에 오염 배출물의 감소가 성취된다.

Claims

보다 강하게 팽창하는 재료 A를 포함하는 부분이 덜 강하게 팽창하는 재료 B로 완전히 둘러싸인 주위 연결 립을 재료 B와의 접합부에 보유함으로써 포지티브한 연결이 성취되도록 팽창 정도가 상이한 재료 A 및 재료 B를 포함하는 연결기.
제1항에 있어서, 재료 A가 열가소성 재료 또는 탄성중합체이고 재료 B가 열가소성 재료 또는 플라스틱인 연결기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 연결 립(connecting lip)이 축방향으로 뻗은 채널에 의해 세그먼트로 분할되는 연결기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 연결 립이 래디알 방향(radial direction)으로 뻗은 구멍 하나 이상에 제공되는 연결기.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 보다 강하게 팽창하는 재료가 폴리에틸렌인 연결기.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 두 재료 A 및 B가 서로 혼화성인 연결기.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 연결기를 2성분 사출 성형법 또는 2단 사출 성형법으로 제조하는 방법.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 연결기를 사용하여 어셈블리(assembly)를 파이프와 연결하는 방법.
제8항에 있어서, 어셈블리가 탱크, 밸브 또는 필터인 방법.
제8항에 있어서, 어셈블리가 플라스틱 연료 탱크인 방법.