KR20170046160A - 사전 조립형 매체 라인 - Google Patents

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KR20170046160A
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폴커 치리스
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카미스 아메트 엘
크리스토프 쇠네베르그
디르크 라쉬
파스칼 아촐린
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Abstract

본 발명은, 매체의 통과를 위한 라인 벽부(25, 35) 및 내부 라인 루멘(26, 36)을 구비한 적어도 하나의 매체 라인(2, 3)과, 매체 라인(2, 3) 상의 단부 측에 배치되는 적어도 하나의 연결 부품(20, 21, 30, 31)을 포함하는 사전 조립형 매체 라인(1)에 관한 것이며, 적어도 하나의 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)는 적어도 2개의 재료 층(23, 24, 33, 34)으로 구성되고, 연결 부품들(20, 21, 30, 31) 중 적어도 하나의 연결 부품은 라인 벽부(25, 35)의 재료 층들(23, 24, 33, 34) 중 적어도 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결되고, 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료는 라인 벽부(25, 35)의 상기 재료 층(23, 24, 33, 34)의 재료에 매칭되거나, 또는 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최내부 층(24, 34)의 재료는 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 층(23, 33)의 재료보다 더 높은 신장율, 특히 더 높은 항복 신장율을 보유한다.

Description

사전 조립형 매체 라인{PREASSEMBLED MEDIA LINE}
본 발명은, 매체, 특히 동결 위험이 있는 매체의 통과를 위한 라인 벽부 및 내부 라인 루멘(inner line lumen)을 구비한 적어도 하나의 매체 라인, 특히 가열 가능한 매체 라인과, 매체 라인 상의 단부 측에 배치되는 적어도 하나의 연결 부품(connection component)을 포함하는 사전 조립형 매체 라인에 관한 것이며, 적어도 하나의 매체 라인의 라인 벽부는 적어도 2개의 재료 층으로 구성된다.
상기 유형의 사전 조립형 매체 라인들은 종래 기술에서 공지되어 있다. 이 경우, 매체 라인을 사전 조립한다는 개념은, 설치 준비된 매체 라인의 제조의 최종 단계를 의미하며, 이런 후에 매체 라인은 커플링 부재들 및/또는 라인 커넥터들과 같은 적어도 하나의 연결 부품을 구비하고 예컨대 자동차 내에 장착될 수 있다. 연결 부품들은 일측에서 전체 매체 라인에 연결되는 복수의 매체 라인 또는 부분 매체 라인을 연결하기 위해 이용될 수 있거나, 또는 어셈블리 또는 이 어셈블리의 연결 장치와 매체 라인을 연결하기 위해 이용된다. 연결 부품들은, 그에 상응하게, 예컨대 플러그 부재의 수용을 위한 커플링 섹션으로서, 접착 이음부들 또는 용접 이음부들을 통해 적어도 하나의 매체 라인과 연결될 수 있거나 연결되는 연결 섹션들로서, 특히 튜브 라인들을 플레어 결합(flaring)하기 위한 맨드릴 섹션(mandrel section)으로서처럼 매우 상이한 형태로 형성될 수 있다.
특히 차량에서, 가열 가능한 사전 조립형 매체 라인들은 동결 위험이 있는 액상 매체들을 안내하기 위해 이용된다. 이 경우, 매체들은 각각의 매체 라인의 내부 라인 루멘을 관류한다. 낮은 온도에서, 사전 조립형 매체 라인을 관류하는 매체는 동결될 우려가 있으며, 그 때문에, 상기 매체 라인 및 경우에 따라서는 상기 매체 라인과 연결된 연결 부품들을 가열하는 점이 공지되어 있다. 여기서 동결 위험이 있는 매체들은 상대적으로 높은 동결점으로 인해 이미 상당히 높은 주변 온도에서 동결하는 경향을 갖는 매체들을 의미하며, 그럼으로써 예컨대 차량의 기능성이 저하되거나, 또는 심지어는 상당한 방해를 받을 수 있게 된다. 이는 명백하게 특히 매체로서 이른바 SCR 촉매 컨버터(SCR = 선택적 촉매 환원)를 장착한 디젤 엔진을 위한 NOx 반응 첨가제로서 이용되는, 예컨대 AdBlue®과 같은 요소 용액에 의해 관류되는 매체 라인들의 경우와 마찬가지로 함수성 매체 라인(water-bearing media line)의 경우에 해당한다. 그러므로 통상적으로, 사전 조립형 매체 라인의 내부에서 매체의 동결을 방지하기 위해, 또는 이미 동결된 매체의 해동을 가능하게 하기 위해, 매체 라인 또는 적어도 이 매체 라인의 부분들을 위해, 그리고 보통은 연결 부품들을 위해 가열 가능성이 제공된다.
차량 내에 사전 조립형 매체 라인의 배치 시, 상기 매체 라인은 예컨대 차량 엔진의 영역에서 유량 조절 유닛(metering unit)과 같은 컴포넌트 또는 어셈블리 상의 일측 단부에 연결될 수 있고, 그리고/또는 제2 사전 조립형 매체 라인은 타측에서 예컨대 자동차 탱크의 펌프와 같은 컴포넌트 또는 또 다른 어셈블리에 연결될 수 있다. 이 경우, 사전 조립형 매체 라인 상의 단부 측에 제공되는 연결 부품들은 연결 위치들의 각각의 조건들에 매칭되어 있거나 매칭될 수 있으며, 다시 말하면 유량 조절 유닛의 조건들 및 펌프의 조건들에 매칭될 수 있다. 차량 엔진의 유량 조절 유닛의 영역에, 그리고 타측에서는 차량 탱크의 펌프의 영역에 사전 조립형 매체 라인의 일측 단부를 배치하는 경우, 사전 조립형 매체 라인은 일부 섹션에서 최고로 상이한 주변 온도를 공급받는데, 요컨대 차량 엔진 또는 배기가스 분기의 영역에서는 매우 높은 온도를 공급받으며, 그 때문에 상기 영역은 고온 영역(hot range)으로서 지칭되며, 그리고 예컨대 차량 탱크의 영역에서는 경우에 따라 매우 낮거나 상온(normal temperature)을 공급받으며, 그 때문에 상기 영역은 표준 영역 또는 "저온 영역(cold range)"으로서 지칭된다. 사전 조립형 매체 라인으로 조립되거나 조립되어 각각 해당 위치에 배치되는 부분 매체 라인들 또는 개별 매체 라인들을 위해 이용되는 재료들은 그에 상응하게 대개 최고로 상이한 재료들인데, 요컨대 일측은 내고온성 재료들이고 타측은 표준 재료들이다. 상이한 재료들, 특히 플라스틱 재료들로 구성되는 개별 매체 라인들은 그에 상응하게 플라스틱 및/또는 금속으로 이루어진 플러그 커넥터와 같은 연결 부품들을 통해 서로 연결되어 사전 조립형 매체 라인을 형성하며, 이런 사전 조립형 매체 라인은 이후 차량의 고온 영역에서뿐 아니라 저온 영역에서도 연장된다. 이에 대한 예시는 DE 10 2010 053 737 A1에 개시되어 있다. 종래 기술의 상기 독일 공보에 따라서는, 적어도 하나의 튜브 라인과, 튜브 라인 길이의 적어도 하나의 부분 영역에 걸쳐 연장되는 적어도 하나의 전기 도체를 포함하는 가열 가능한 유체 라인이 개시되며, 튜브 라인은, 자체의 재료 특성 및/또는 자체의 구조적 형상과 관련하여 서로 상이하게 형성되는 적어도 2개의 길이 섹션을 포함한다. 이 경우, 제1 길이 섹션은 제1 폴리머를 함유하는 제1 재료로 구성되고, 제2 길이 섹션은 제2 폴리머를 함유하는 제2 재료로 구성되며, 제2 길이 섹션의 재료는 제1 길이 섹션의 재료보다 더 유연하고, 그리고/또는 더 높은 내응력성을 보유한다. 튜브 라인 자체의 튜브 벽부는 2층형으로 구성되어, PA12와 같은 기술적 플라스틱으로 이루어진 외부 벽부와 PTFE와 같은 플루오로폴리머로 이루어진 내부 벽부를 포함하며, 내부 벽부는 외부 벽부의 표면 코팅의 유형에 따라서, 그리고 그에 상응하게 비교적 얇게, 즉 예컨대 300㎛의 최대 벽 두께를 구비하여 형성될 수 있으며, 그리고 상대적으로 더 두꺼운 외부 벽부는 필요한 기계적 안정성을 보장한다. 또한, 타측 길이 섹션에서 튜브 라인은 3층형으로 구성되고, 외부 벽부는 충진형 PPA(filled PPA)와 같은 고성능 플라스틱으로 이루어지고, 내부 벽부는 PTFE와 같은 플루오로폴리머로 이루어지며, 이 두 벽부 사이에 배치되는 강화재는 아라미드(aramid) 소재의 직물 층으로서 형성된다.
다층형 매체 라인은 예컨대 EP 2 462 371 B1로부터도 공지되어 있다. 상기 유럽 공보에서 개시되는 가열 가능한 호스 시스템(hose system)은 유체 가이드형 내부 호스 부재를 포함하고, 이 내부 호스 부재의 벽부는 전기 가열 도체에 의해 가열될 수 있다. 그에 따라, 상기 호스 시스템의 경우, 내부 호스 부재는, 폴리아미드로 이루어진 내부 층과 폴리아미드로 이루어진 외부 층으로 구성되고 상기 두 층 사이에 배치되는 보강 직물(reinforcing fabric)을 포함하는 이중 벽 구조를 보유할 수 있다.
다층형 튜브 라인을 포함하는 사전 조립형 매체 라인에 대한 예시는 DE 10 2012 112 563 A1로부터 공지되어 있다. 종래 기술의 상기 독일 공보에 따라서는, 특히, 개별 층들 사이에 접착 촉진층을 제공함으로써 3층형 튜브 라인 벽부 구조가 달성되는 점이 개시되어 있다.
배기가스 후처리 시스템에서 AdBlue®처럼 동결 위험이 있는 매체의 이송을 위해 예컨대 차량에서 종래 기술의 사전 조립형 매체 라인을 이용할 때, 특히 동결 위험이 있는 매체가 동결될 시 높은 힘은 매체 라인 자체에 작용할 뿐만 아니라, 상기 매체 라인 상의 단부 측에 배치된 연결 부품들에도 작용한다. 이런 가압은 한편으로 경우에 따라 매체 라인과 연결 부품을 분리할 수도 있고, 다른 한편으로는 매체 라인의 라인 벽부의 높은 신장을 야기할 수도 있고, 경우에 따라 균열 형성 및 그에 따른 기밀성의 부족, 그리고 그에 상응하게 누출을 야기할 수도 있거나, 또는 균열 시 경우에 따라 완전한 고장을 야기할 수도 있으며, 따라서 이는 무조건 방지되어야만 한다.
그러므로 본 발명의 과제는, 매체 라인의 강한 하중 재하 시 기능장애 또는 고장이 연결 부품으로부터 매체 라인으로의 전이 영역에서뿐만 아니라 매체 라인 자체의 영역에서도 방지될 수 있는 정도로, 사전 조립형 매체 라인의 청구항 제1항의 전제부에 따르는 사전 조립형 매체 라인을 개량하는 것에 있다.
상기 과제는, 청구항 제1항의 전제부에 따르는 사전 조립형 매체 라인의 경우, 연결 부품들 중 적어도 하나의 연결 부품이 라인 벽부의 재료 층들 중 적어도 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결되고, 연결 부품의 재료는 라인 벽부의 상기 재료 층의 재료에 매칭되는 것을 통해 해결된다. 또한, 상기 과제는, 라인 벽부의 최내부 층의 재료가 라인 벽부의 최외부 층의 재료보다 더 높은 신장율을 갖는 것을 통해 해결된다. 본 발명의 개선예들은 종속 청구항들에 정의되어 있다.
그 결과, 매체의 통과를 위한 라인 벽부 및 내부 라인 루멘을 구비한 적어도 하나의 매체 라인과, 매체 라인 상의 단부 측에 배치되는 적어도 하나의 연결 부품을 포함하는 사전 조립형 매체 라인이 제공되며, 적어도 하나의 매체 라인의 라인 벽부는 적어도 2개의 재료 층으로 구성되고, 매체 라인의 내부에서 동결된 매체를 통한 신장 또는 강한 압력 인가로 인해 매체 라인으로부터 연결 부품들의 의도하지 않은 분리는, 적어도 하나의 연결 부품이 매체 라인의 다층형 라인 벽부의 재료 층들 중 적어도 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결되는 것을 통해 방지된다. 여기서 특히 적합한 재료 결합식 연결부를 제공하기 위해, 연결 부품의 재료는, 연결 부품이 재료 결합 방식으로 연결되는 라인 벽부의 상기 재료 층의 재료에 매칭된다. 이런 매칭은, 연결 부품의 재료, 및 이 연결 부품이 재료 결합 방식으로 연결되어야 하거나 연결되어 있는 매체 라인의 라인 벽부의 상기 적어도 하나의 층의 재료가 서로 상응한다는 점, 다시 말하면 동일하거나 유사한 재료, 또는 유사하거나 동일한 재료류(material class)의 재료가 라인 벽부의 상기 적어도 하나의 재료 층을 위해, 그리고 연결 부품을 위해 이용된다는 점을 의미한다.
이 경우, 특히 연결 부품의 재료는, 연결 부품을 위해 상대적으로 더 큰 안정성을 제공하기 위해, 개질될 수 있다. 상기 개질은 예컨대 유리 섬유 강화재를 제공하는 것일 수 있다. 바람직하게, 연결 부품의 재료는, 라인 벽부의 적어도 하나의 재료 층이면서 연결 부품의 재료와 연결될, 또는 연결되는 상기 적어도 하나의 재료 층의 재료와 동일한 재료류에 속한다. 개질은, 결과적으로 더 높은 내온성이 제공됨으로써 사전 조립형 매체 라인의 매체 라인 또는 부분 매체 라인이 고온 영역 내 배치를 위해 적합하게 제공된다는 점에도 관련될 수 있다.
고온 영역에서의 배치를 위해 적합하면서 높은 온도를 견디는 고내온성 재료들은, 140℃를 상회하고, 특히 160℃를 상회하며, 단시간에는(최대 10분) 180℃를 상회하는 온도를 지속적으로 견디는 재료들이며, 또한, 이는 수차례 매체 라인의 유효 수명을 능가하는 것이기도 하다. 상기 재료 개질은 고온 영역에서의 배치를 위해 수행될 수 있지만, 그러나 연결 부품을 위해서뿐만 아니라 이 연결 부품의 위치에 배치되는 매체 라인, 또는 사전 조립형 매체 라인의 매체 라인 섹션이면서 상기 위치에 배치되는 매체 라인 섹션을 위해서도 수행될 수 있다. 예컨대 라인 벽부의 적어도 하나의 재료 층 및 연결 부품을 위한 재료류의 재료들로서 폴리프탈아미드(PPA)가 라인 벽부를 위해 이용될 수 있고 유리 섬유 강화 폴리프탈아미드(PPA-GF)는 연결 부품을 위해 이용될 수 있다. 또한, 예컨대 라인 벽부의 적어도 하나의 재료 층을 위해 폴리아미드-12(PA12)를 이용하고 연결 부품을 위해서는 유리 섬유 강화 폴리아미드-12(PA12-GF)를 이용할 수 있다.
종래 기술의 사전 조립형 매체 라인들의 연결 부품 및 매체 라인의 재료들은 서로 매칭되어 있지 않다. 본 발명에 따르는 사전 조립형 매체 라인의 경우, 연결 부품의 재료는 바람직하게는 특히 매체 라인의 외부 재료 층의 재료에 매칭되어 있다. 그에 따라, 특히 적합한 재료 결합식 연결부가 제공된다. 외부 재료 층에 인접하거나, 또는 추가로 제공되는 재료 층(들)은 바람직하게는 접착을 위해 외부 또는 각각의 인접한 재료 층에 매칭되어 형성된다. 바로 연결 부품의 재료 및 이 연결 부품이 연결되어야 하거나 연결되어 있는 매체 라인의 라인 벽부의 적어도 하나의 재료 층의 재료를 매칭시키는 것을 통해, 특히 적합하고 기밀하면서도 하중 용량이 있는 재료 결합식 연결부가 제공될 수 있다. 상기의 확실한 재료 결합식 연결부의 달성을 위해, 연결 부품의 재료는 매체 라인의 라인 벽부의 적어도 최외부 재료 층의 재료에 매칭될 수 있다. 라인 벽부의 적어도 3개의 재료 층이 제공될 경우, 연결 부품의 재료는 바람직하게는 마찬가지로 매체 라인의 라인 벽부의 최외부 재료 층의 재료에 매칭되거나, 또는 여기서 서로 상응하는 재료들이 선택된다. 서로 상응하는 재료가 선택되는 변형예의 경우, 최외부 재료 층과 최내부 재료 층 사이에 하나 또는 복수의 중간층이 제공될 수 있으며, 상기 중간층들은 내부 재료 층과 외부 재료 층 간에 연결하거나, 혹은 접착하거나, 또는 접착 촉진하기 위해 이용되며, 그에 상응하게 인접한 재료 층들과 다른 재료로 이루어진다. 접착 촉진층으로서 형성되는 중간층을 제공하는 점은, 예컨대 내부 재료 층이 접착 촉진 특성을 보유한다면, 예컨대 접착 촉진 특성을 보유하는 열가소성 탄성 중합체로 구성된다면, 필요하지 않다. 또한, 내부 재료 층은 예컨대 매체 라인 또는 라인 벽부의 충분한 안정성을 달성하기 위해 내충격성으로도 개질될 수 있다.
그에 상응하게 예컨대 차량의 고온 영역에서 이용될 수 있는, 사전 조립형 매체 라인의 매체 라인 또는 부분 매체 라인들을 위해 적합한 고내온성 플라스틱들은 예컨대 고내온성 폴리아미드(PA HT), 플루오로폴리머 또는 플루오로 플라스틱, 열가소성 탄성 중합체(TPE) 및 고내온성 탄성 중합체(탄성 중합체 HT)의 재료군들에 속할 수 있다. 이 경우, 예컨대 사전 조립형 매체 라인의 매체 라인들 중 적어도 하나의 매체 라인의 라인 벽부 구조가 2층형인 경우, 외부 층을 위해 PA HT가 적합하고 내부 층을 위해서는 플루오로 플라스틱이 적합하며, 또는 외부 층을 위해 PA HT가 적합하고 내부 층을 위해서는 TPE가 적합하며, 또는 외부 층을 위해 폴리페닐렌술피드(PPS)가 적합하고 내부 층을 위해서는 플루오로 플라스틱 또는 TPE가 적합하다. 또한, 외부 층을 위해 내고온성 폴리아미드(PA HT)를 이용할 경우, 내부 층을 위해서는 고내온성 탄성 중합체(탄성 중합체 HT)가 이용될 수 있다. 고내온성의 달성과 관련하여, 열가소성 표준 탄성 중합체 대신 개질된 TPE, 예컨대 TPE-PEBA, 다시 말해 기반으로서 폴리아미드를 함유한 TPE가 이용될 수 있다. 오직 표준 온도, 다시 말해 특히 높지 않은 온도에 노출되는 사전 조립형 매체 라인의 섹션은, 상온을 위한 표준 재료들인 재료들로 이루어질 수 있다. 매체 라인 또는 부분 매체 라인의 외부 층이 상온 폴리아미드(PA "NT" 또는 PA 표준)로 이루어진 경우, 내부 층은 열가소성 탄성 중합체(TPE), 하나 또는 복수의 플루오로 플라스틱, 또는 상온 탄성 중합체(탄성 중합체 "NT")로 이루어질 수 있다. 그에 따라, 사전 조립형 매체 라인의 경우, 서로 연결되어 각각 자신들 상에 마찬가지로 배치되어 고정되는 연결 부품들과 함께 사전 조립형 매체 라인을 형성하는 2개의 부분 매체 라인 또는 2개의 매체 라인을 제공할 때, 예컨대 차량의 엔진룸의 고온 영역에 배치하기 위해, 제1 매체 라인 또는 부분 매체 라인은 PPA로 이루어질 수 있고, 저온 영역에 배치되는 제2 매체 라인 또는 부분 매체 라인은 PA12로 이루어질 수 있으며, 두 매체 라인 또는 부분 매체 라인은 각각 2층형으로, 요컨대 PPA로 이루어진 외부 층과 내충격성으로 개질된 PPA로 이루어진 내부 층을 구비하여, 또는 PA12로 이루어진 외부 층과 내충격성으로 개질된 PA12로 이루어진 내부 층을 구비하여 형성될 수 있다.
매체 라인의 라인 벽부의 적어도 하나의 재료 층과 연결 부품을 연결하기 위한 재료 결합식 연결부로서, 예컨대 레이저 용접 또는 마찰 용접에 의한 용접 이음부가 적합하다. 마찰 용접을 위해, 라인 벽부는 예컨대 연결 부품의 포켓 유형의 리세스 내에 수용되고, 자체의 재료와 관련하여 연결 부품의 재료에 매칭되는 두 재료 층 중 적어도 하나의 재료 층은 마찰 용접을 통해 연결 부품과 재료 결합 방식으로 연결될 수 있다. 마찰 용접 공정을 위해, 그에 상응하게, 연결 부품은 매체 라인에 상대적으로 회전될 수 있거나, 또는 그와 반대로 매체 라인이 연결 부품에 상대적으로 회전될 수 있다.
매체 라인의 라인 벽부의 최내부 층의 재료가 라인 벽부의 최외부 층의 재료보다 더 높은 신장율, 특히 더 높은 항복 신장율을 보유한다면, 그 결과 매체 라인의 특히 적합한 신장율이 달성될 수 있고, 매체 라인의 내부에서 매체가 동결된 경우에도 의도하지 않은 손상은 매우 적합하게 방지될 수 있는데, 그 이유는 내부 층의 신장에 의해 이와 동시에 발생하는 힘이 외부 층 상으로 전달되게 하지만, 그러나 매체 라인의 라인 벽부의 층들의 균열은 발생하지 않기 때문이다. 신장 가능한 내부 층을 위해 이용될 수 있는 재료들에 대한 예시들은 예컨대 바람직하게는 상대적으로 더 높은 온도에서도 기능이 저하되지 않고 그에 따라 고온 영역에서도 이용될 수 있는 ETFE 또는 TPE 또는 PPA이다. 그에 따라, 균열 형성을 방지하기 위해, 내부 층은 신장될 수 있으며, 그에 반해 외부 층은 매체 라인의 기계적 안정성을 제공한다.
매체 라인의 라인 벽부의 최외부 재료 층은 바람직하게는 매체 라인에 기계적 강도를 부여하는 적어도 하나의 재료로 이루어지고, 0.5 내지 4%, 특히 1.3%의 항복 신장율 또는 탄성 신장율을 보유한다. 매체 라인의 라인 벽부의 최내부 층의 재료는 바람직하게는 매체 라인의 라인 벽부의 최외부 층의 재료보다 10 내지 30% 더 높은 신장율을 갖는다. 특히 라인 벽부의 최내부 층의 재료는 라인 벽부의 최외부 층보다 20% 더 높은 신장율을 가지며 그 신장율은 3 내지 11%의 범위이고, 특히 5%이다. 중간 재료 층은 예컨대 2 내지 5%, 특히 2.5%의 항복 신장율 또는 탄성 신장율을 보유할 수 있다. 확인된 점에 따르면, 예컨대 라인 벽부 구조가 3층형인 경우, 최내부 층의 최대 신장율은 약 10%이어야 하고, 중간층의 최대 신장율은 최대 5%이어야 하며, 최외부 층의 최대 신장율은 약 3%이어야 한다.
추가로 바람직한 것으로서 증명되는 점에 따라서, 그 외에도 매체 라인의 라인 벽부의 최외부 재료 층은 적어도 상기 라인 벽부의 최내부 재료 층과 동일한 두께를 보유하지만, 또한 최외부 재료 층은 최외부 재료 층보다 더 두껍게, 또는 훨씬 더 두껍게 치수 설계될 수 있고 그에 따라 훨씬 더 두꺼운 층 두께를 보유할 수도 있다. 이 경우, 치수 설계는, 매체 라인의 라인 벽부의 실제 지름 및 총 벽 두께에 따라서 수행될 수 있으며, 상기 매체 라인은 4 x 1㎜, 5 x 1㎜, 6 x 1㎜, 또는 8 x 1㎜, 특히 3.6 x 0.8㎜의 지름 및 벽 두께의 치수를 가질 수 있다. 매체 라인의 최내부 층과 최외부 층의 서로 상이한 신장율의 제공을 통해, 그렇지 않았을 경우 종래 기술에서처럼, 특히 체적 증가 및 축 방향 및/또는 반경 방향 균열 압력을 야기하는 사항으로 매체 라인들의 내부에서, 또는 매체 라인들의 라인 루멘들의 매체가 동결될 때 매체 라인의 라인 벽부 내에서 발생하는 균열은 바람직하게 방지될 수 있다. 동결된 매체를 통해 라인 벽부 상에 작용하는 압력은 그에 상응하게 매체 라인 벽부의 최내부 재료 층이면서 신장율이 매우 높은 상기 최내부 재료 층을 통해 흡수될 수 있다.
적어도 하나의 매체 라인의 재료 층들은 서로 연결될 수 있다. 그러나 특히 바람직한 것으로 증명된 점에 따라서, 매체 라인의 라인 벽부의 재료 층들 중 하나의 재료 층에서 경우에 따라 그럼에도 발생하는 균열 형성 시 균열의 진행을 방지하기 위해, 재료 층들을 적어도 실질적으로 서로 연결되지 않는 방식으로, 특히 상하로 압출되는 방식으로 형성할 수 있다. 라인 벽부의 개별 층들이 서로 연결되어 있지 않은 것을 통해, 층들 중 일측 층 내에서 균열 형성은 타측 층들 내에서 균열 형성을 야기하지 않는데, 그 이유는 개별 층들이 서로 분리되어 있기 때문이다. 이는, 언급한 것처럼, 매체 라인의 라인 벽부의 개별 재료 층들이 상하로 압출되고 그에 따라 (밀접하게) 서로 연결되어 있지 않은 것을 통해 일어날 수 있다. 예컨대 이런 유형 및 방식으로, PA12로 이루어진 제1 층, 그 외에는 TPE로 이루어진 층, 그리고 그 위에는 다시 PA12로 이루어진 층이 공압출될 수 있다. 층들은 접착 촉진제 없이 하나의 작업 단계에서도 함께, 또는 동시에 상하로 공압출될 수 있다. 내부 PA12 층은, 각각 어떠한 매체가 매체 라인을 관류하는지에 따라서, 이른바 희생층(sacrificial layer)이고, 매체에 의해 경우에 따라 침식되고 어쩌면 파괴되거나 용해된다. 매체 라인이 상대적으로 더 높은 온도를 위해 적합한 경우, PPA로 이루어진 제1 층, 이 위에는 TPE로 이루어진 층, 그리고 그 위에는 PPA로 이루어진 추가 층이 압출될 수 있다. 그러나 오직 2개의 층만이 압출될 수도 있으며, 다시 말해 예컨대 TPE로 이루어진 제1 내부 층과 그 위에 PA12로 이루어진 층이 압출되거나, 또는 TPE로 이루어진 제1 내부 층과 PPA로 이루어진 제2 외부 층이 압출될 수도 있다.
사전 조립형 매체 라인은 자신들 사이에 적어도 하나의 분리 또는 연결 위치를 가지면서 부분 매체 라인들 상에 각각 2개의 단부 측 연결 부품들을 구비하는 적어도 2개의 부분 매체 라인을 포함할 수 있거나, 또는 단부 측 연결 부품들을 구비한 적어도 2개의 매체 라인 섹션을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 부분 매체 라인 또는 적어도 하나의 매체 라인 섹션의 적어도 하나의 층은 고온 영역 내 배치를 위해 고내온성 재료로 이루어지며, 특히 재료 층이 적어도 3개인 경우 중간층이, 또는 재료 층이 2개인 경우에는 적어도 하나의 외부 층이 고내온성 재료로 이루어진다. 연결 부품은 예컨대 플러그 부재와 커플링 부재를 포함하는 플러그 커넥터일 수 있다. 또 다른 유형들의 연결 부품들 역시도 매체 라인 벽부의 재료 층들 중 적어도 하나의 재료 층과 특히 재료 결합 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 외부 재료 층 및 내부 재료 층도 다층형으로 형성할 수 있으며, 다층형 외부 재료 층의 각각 적어도 하나의 층은 바람직하게는 기계적 안정성 및 열적 안정성을 제공하고 다층형 내부 재료 층의 적어도 하나의 층은 외부 재료 층, 또는 또 다른 재료 층들 중 하나의 재료 층보다 더 신장될 수 있으며, 다시 말하면 상기 후자의 층들보다 더 높은 항복 신장율 또는 탄성 신장율을 보유한다. 2층형 외부 재료 층에 대한 예시는, PPA로 이루어진 최외부 또는 제1 외부 재료 층과, 개질된 PPA로 이루어져 라인 벽부에서 제1 외부 재료 층 아래에 배치되는 제2 외부 재료 층이다. 중간 재료 층은 예컨대 TPE 접착 촉진 발포체로 이루어질 수 있고, 중간 재료 층에 인접하는 제1 내부 재료 층은 PA612로 이루어질 수 있으며, 최내부 재료 층인, 다시 말해 라인 루멘에 인접하여 배치되어 이 라인 루멘을 범위 한정하는 제2 내부 재료 층은 ETFE로 이루어질 수 있다. 다층형의 내부 및 외부 재료 층을 포함하는 상기 매체 라인의 또 다른 실시 변형예는, 예컨대 PPA로 이루어진 최외부 또는 제1 외부 재료 층과, 개질된 PPA로 이루어져 제1 외부 재료 층에 인접하는 제2 외부 재료 층과, 제2 외부 재료 층에 인접하고 예컨대 PA612로 이루어진 제3 외부 재료 층을 구비하는 3층형 외부 재료 층을 포함할 수 있다. 제3 외부 재료 층에 인접하는 중간 재료 층은 예컨대 TPE 접착 촉진 발포체로 이루어질 수 있다. 상기 중간 재료 층에 인접하는 방식으로는, 예컨대 ETFE로 이루어진 단층형 내부 재료 층이 제공될 수 있다.
본 발명의 더 상세한 설명을 위해, 하기에서는 상기 방법의 실시예들이 도면들에 따라서 더 상세하게 기재된다.
도 1은, 일측에서 차량 엔진의 영역 내 유량 조절 위치와 연결되고 타측에서는 차량 탱크의 펌프와 연결되는 본 발명에 따른 사전 조립형 매체 라인을 도시한 개략도이다.
도 2는 연결 부품 및 본 발명에 따른 매체 라인의 본 발명에 따른 재료 결합식 연결부를 반단면도(half cross-section)로서 도시한 종단면도이며, 여기서는 두 컴포넌트에서 오직 일부 섹션들만이 도시되어 있다.
도 3은 연결 부품 및 본 발명에 따른 매체 라인의 본 발명에 따른 재료 결합식 연결부의 추가 실시형태를 반단면도로서 도시한 종단면도이며, 여기서는 두 컴포넌트에서 오직 일부 섹션들만이 도시되어 있다.
도 4는, 내부 재료 층 및 외부 재료 층을 포함하고 응력 분포 또는 신장율 분포를 표시한 본 발명에 따른 매체 라인을 도시한 횡단면도이다.
도 1에는, 제1 부분 매체 라인(2)과 제2 부분 매체 라인(3)을 포함하는 사전 조립형 매체 라인(1)의 개략도가 도시되어 있다. 두 부분 매체 라인(2, 3)은 자신들의 각각의 단부들 상에 플러그 커넥터로서 형성될 수 있는 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)을 포함한다. 제1 부분 매체 라인(2)의 연결 부품(21)은 제2 부분 매체 라인(3)의 연결 부품(30)과 연결된다. 특히 두 연결 부품 중 일측은 플러그 부재의 형태로 형성되고 타측은 커플링 부재의 형태로 형성되며, 이 두 부재는 서로 끼워진다.
사전 조립형 매체 라인(1)은, 연결 부품(20)을 통해 도 1에 오직 예시만 되어 있는 차량 엔진(5)의 유량 조절 위치(4)와 연결되고, 연결 부품(31)을 통해서는 차량 탱크(7)의 펌프(6)와 연결된다.
두 부분 매체 라인(2, 3)은 각각 부분 매체 라인들(2, 3) 또는 이 부분 매체 라인들의 적어도 하나의 섹션을 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 부재(22, 32)를 각각 포함한다. 이는, 마찬가지로 도 1에 예시되어 있다.
두 부분 매체 라인(2, 3)은 각각 2층형으로 구성되어 적어도 2개의 재료 층(23, 24, 또는 33, 34)을 포함한다. 상기 개별 층들의 재료들은 서로 상이하거나 유사할 수 있고, 어느 경우든 각각의 부분 매체 라인이 그 내에 배치되는 각각의 부분 매체 라인(2 또는 3)의 우세한 온도 영역에 매칭되는 방식으로 선택된다. 제1 부분 매체 라인(2)은, 사전 조립형 매체 라인(1)이 그 내에 장착되는 자동차의 차량 엔진(5) 근처에 위치하는 점을 기반으로 사전 조립형 매체 라인의 주변 온도가 비교적 높은 이른바 고온 영역(8) 내에 배치된다. 이와 반대로, 이른바 저온 영역(9) 내에는 제1 매체 라인(3) 및 펌프(6)와 차량 탱크(7) 역시도 배치되며, 이런 저온 영역(9)에서 주변 온도는 오히려 낮으며, 그럼으로써 외부 온도가 낮은 경우 바로 상기 영역에서 사전 조립형 매체 라인을 관류하는 매체가 동결될 우려가 있게 된다.
두 부분 매체 라인(2, 3)은, 함께 각각의 라인 벽부(25 또는 35)를 형성하는 외부 재료 층(23 또는 33) 또는 내부 재료 층(24 또는 34)을 각각 포함한다. 각각의 라인 벽부에 의해서는 내부 라인 루멘(26 또는 36)이 에워싸이며, 이 내부 라인 루멘을 통해서는 AdBlue®로서도 지칭되는 수성 요소 용액과 같은 특히 동결 위험이 있는 매체가 관류한다. 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)은 각각 재료 층들(23, 24 또는 33, 34) 중 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결된다. 이런 목적을 위해, 연결 부품들(20, 21, 30, 31)을 위한 재료 선택은 그에 상응하게 특히 두 제1 및 제2 부분 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25 또는 35)의 각각의 외부 재료 층(23 또는 33)의 재료에 적합하게 수행된다. 여기서 적합한 재료들로서는, 예컨대 고온 영역(8)에 배치되는 제1 부분 매체 라인(2)의 경우 PPA, 또는 저온 영역(9)에 배치되기 때문에 제2 부분 매체 라인(3) 또는 이 제2 부분 매체 라인과 연결된 연결 부품들(30, 31)을 위한 PA12와 같은 동일한 재료류에 속하는 재료들이 선택된다. 각각의 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)을 위해서는 예컨대 동일한 재료류의 유리 섬유 강화 재료가 이용될 수 있으며, 다시 말해 연결 부품들(20, 21)을 위해 그에 상응하게 PPA-GF, 다시 말해 유리 섬유 강화 PPA가 이용되고, 연결 부품들(30, 31)을 위해서는 PA12-GF, 그에 따라 유리 섬유 강화 PA12가 이용될 수 있다.
도 2 및 도 3에는, 두 부분 매체 라인(2, 3)의 두 라인 벽부(25 또는 35)의 각각의 특히 외부 재료 층들(23 또는 33)과 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)을 연결하는 2가지 가능성이 도시되어 있다. 여기서 도 2에는, 제1 부분 매체 라인(2)의 라인 벽부(25)의 외부 재료 층(23)과 여기서는 연결 부품(20)의 돌출된 에지 영역(27)을 재료 결합 방식으로 연결하는 레이저 용접 위치(10)의 영역에서의 레이저 용접의 변형예가 예시되어 있다. 라인 벽부(25)는 도 2에 도시된 실시 변형예의 경우 연결 부품(20)의 원형 벽부이면서 여기서는 단차형으로 형성되는 상기 원형 벽부의 그에 상응하게 제공된 견부 영역(28) 내에 위치하고 외면에서는 연결 부품(20)의 돌출된 에지 영역(27)에 의해 덮인다. 최소한 돌출된 에지 영역(27)은, 연결 부품(20)의 상기 돌출된 에지 영역(27)과 제1 부분 매체 라인(2)의 라인 벽부(25)의 외부 재료 층(23) 간에 목표하는 레이저 용접을 실행할 수 있도록 하기 위해, 그에 상응하게 레이저 투과성이다. 그에 따라 이를 위한 재료 선택은 그에 상응하게 레이저 용접을 위해 적합하게 수행된다.
도 3에 도시된 실시 변형예의 경우, 연결 부품(20)과 라인 벽부(25) 간의 재료 결합식 연결은 마찰 용접을 통해 수행되며, 연결 부품(20) 상의 단부 측에 원형 그루브 또는 포켓부(29)가 제공되며, 이 포켓부 내로는 제1 부분 매체 라인(2) 또는 이 부분 매체 라인의 라인 벽부(25)의 단부가 끼워진다. 라인 벽부(25) 또는 부분 매체 라인(2)에 상대적으로 특히 연결 부품(20)을 회전시키는 것을 통해 연결 부품(20)과 최소한 매체 라인(2)의 라인 벽부(25)의 외부 재료 층(23), 또는 최소한 상기 라인 벽부(25)의 내부 재료 층(24) 사이에 마찰 용접이 개시될 수 있다. 도 2에 예시된 것과 같은 레이저 용접에서뿐만 아니라, 도 3에 예시된 것과 같은 마찰 용접에서도, 그에 상응하게 각각의 동일한 재료류에 속하는 재료들이 서로 재료 결합 방식으로 연결될 수 있으며, 대개는 각각의 외부 재료 층(23 또는 33)이 각각의 연결 부품(20, 21 또는 30, 31)의 재료와 연결될 수 있다.
부분 매체 라인들(2, 3) 중 하나가 3층형 라인 벽부(25 또는 35)를 포함한다면, 특히 마찰 용접 시 최내부 재료 층 및 최외부 재료 층은 자체의 재료와 관련하여, 최내부 층과 연결 부품 간에, 또는 최외부 층과 연결 부품 간에 재료 결합식 연결부를 제공할 수 있도록 하기 위해, 그에 상응하게 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)에 매칭될 수 있다.
추가로 바람직한 것으로서 증명되는 점에 따라서, 각각의 최내부 층, 다시 말해 도 1에 따르는 실시예들의 경우에는 두 매체 라인(2, 3)의 재료 층들(24 또는 34)을, 상기 두 매체 라인(2, 3)의 각각의 외부 재료 층들(23 또는 33)보다 더 높은 신장율로 신장 가능하게 형성한다. 각각의 외부 재료 층은 각각의 라인 벽부(25, 35) 또는 매체 라인(2, 3)에 각각 기계적 안정성을 제공하며, 그에 반해, 신장 가능한 내부 재료 층(24 또는 34)을 제공하는 것에 의해서는 오직 외부 재료 층(23 또는 33) 상으로의 힘 전달만이 수행되지만, 그러나 그 해당 위치에서는 균열 형성이 일어나지 않는데, 그 이유는 자체 상에 압력이 작용할 때 오직 각각의 내부 재료 층(24 또는 34)만이 신장되기 때문이다. 상기 추가 압력, 또는 경우에 따라서는 일시적으로 각각의 라인 벽부(25 또는 35) 상에 작용하는 압력은 두 라인 루멘(26 또는 36) 내에서 동결된 매체를 통해, 또는 라인 벽부(25 또는 35) 상으로 작용하는 축 방향 및/또는 반경 방향 빙압(ice pressure)을 통해 발생할 수 있다. 도 4에는, 매체 라인(2)의 횡단면도가 도시되어 있으며, 이 횡단면도에는 응력 분포 또는 신장율(σ)의 분포가 라인 벽부(25)를 넘어서 표시되어 있다. 분명하게 알 수 있듯이, 응력 또는 신장율 최댓값은 신장 가능한 내부 재료 층(24) 내에 위치한다.
각각의 외부 재료 층들(23 또는 33)은 예컨대 0.5 내지 4%, 특히 1.3%의 항복 신장율 또는 탄성 신장율을 보유할 수 있으며, 그에 반해 내부 재료 층들(24 또는 34)의 신장율은 그에 비해 예컨대 10 내지 30%, 특히 20% 더 높고, 3 내지 11%, 특히 5%일 수 있다. 그에 따라, 각각의 외부 재료 층(23 또는 33)은 매체 라인(2 또는 3)을 위한 기계적 강도를 제공하며, 그에 반해 신장 가능한 각각의 내부 재료 층(24 또는 34)은 각각의 라인 벽부(25 또는 35) 상에 작용하는 압력 힘을 흡수하면서 라인 벽부 내에서 균열의 형성을 방지한다. 두 부분 매체 라인(2, 3) 중 적어도 하나의 부분 매체 라인에서 3층형 라인 벽부 구조를 제공할 때, 적어도 하나의 내부 재료 층은 각각의 외부 재료 층에 비해 분명하게 더 신장될 수 있는 재료로 이루어지거나, 또는 이런 재료를 포함할 수 있다. 내부 재료 층은 예컨대 2 내지 5%, 특히 2.5%의 항복 신장율을 보유할 수 있다.
외부 및 내부 재료 층(23, 24 또는 33, 34)은 서로 연결되어 있을 수 있거나, 또는 매체 라인(2 또는 3)의 각각의 라인 벽부(25 또는 35)의 층들 중 하나의 층에서 균열 형성 시 균열의 진행을 특히 적합하게 방지하기 위해 서로 연결되어 있지 않을 수 있다. 이는 예컨대 각각의 라인 벽부(25 또는 35)의 각각의 내부 재료 층 위쪽에 각각의 외부 재료 층(들)을 압출하는 것을 통해 수행될 수 있다.
두 부분 매체 라인(2, 3)의 각각의 외부 재료 층들(23, 33) 또는 각각의 내부 재료 층들(24 또는 34)을 위해 선택 가능한 재료들에 대한 예시들은 하기에 도시된 도표 1 ~ 3에 재현되어 있다. 여기서 도표 1은 고온 영역(8) 내에 배치되는 제1 부분 매체 라인(2)의 내부 및 외부 재료 층(23, 24)을 위해 적합한 내고온성 재료들을 포함하며, 그에 반해 도표 2에는, 저온 영역(9)에 배치되는 제1 부분 매체 라인(3)의 각각의 내부 및 외부 재료 층(33, 34)을 위한 것으로 상온 또는 표준 온도를 위해 적합한 표준 재료들이 나열되어 있다. 이 경우, 도표 1 및 2는 각각의 재료류들을 포함한다. 도표 3에는, 이와 관련하여, 두 부분 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부들(25 또는 35)의 각각의 재료 층들의 구성을 위해 임의로 조합될 수 있는 개별 재료군 구성요소들이 나열되어 있다.
도표 1: 고온 재료
외부 층 내부 층
PA HT 플루오로 플라스틱
PA HT TPE
PPS 플루오로 플라스틱
PPS TPE
PA HT 탄성 중합체 HT
도표 2: 표준 온도 재료/표준 재료
외부 층 내부 층
PA "표준" TPE
PA "표준" 플루오로 플라스틱
PA "표준" 탄성 중합체 NT
도표 3:
PA HT
재료군
(외부
재료 층)		 플루오로
플라스틱
재료군		 TPE
재료군		 탄성 중합체
HT
재료군		 PA NT
재료군
(외부
재료 층)		 탄성 중합체
NT
재료군
PPA ETFE TPU EPDM PA12 NBR
PA66 FEP TPE-S FKM PA11 EPDM
PA612 PFA TPE-V AEM PA1212 SBR
PA610 PTFE TPE-A HNBR PA1012 CR
PPS TPE-E 실리콘 SI PA6 HNBR
F-TPV 플루오로
실리콘 FVMQ		 IIR
CSM
FVMQ
(F-실리콘)
SI(실리콘)
TPO
산 코폴리머
이오노머
EVA
EnBA
EMA
그에 따라, 고온 영역(8)에 배치되고 그에 상응하게 내고온성 재료들로 이루어지는 제1 부분 매체 라인(2)과 관련하여, 외부 재료 층(23)은 내고온성 폴리아미드(PA HT)로 이루어질 수 있고, 그에 반해 내부 재료 층(24)은, 플루오로 플라스틱, 열가소성 탄성 중합체(TPE) 또는 내고온성 탄성 중합체(탄성 중합체 HT)처럼 그에 상응하게 신장 가능한 재료로 이루어질 수 있다. 이와 반대로, 외부 재료 층(23)을 위해 폴리페닐렌술피드(PPS)가 이용된다면, 내부 재료 층(24)을 위해서는 플루오로 플라스틱 또는 열가소성 탄성 중합체가 이용될 수 있다.
도표 2에서 알 수 있는 것처럼, 부분 매체 라인(3)의 외부 재료 층(33)을 위해서는, 예컨대 열가소성 탄성 중합체(TPE)로, 또는 플루오로 플라스틱으로, 또는 상온 탄성 중합체(탄성 중합체 NT)로 이루어진 내부 재료 층(34)과 조합될 수 있는 상온 폴리아미드(PA "표준")가 이용될 수 있다.
또한, 재료 TPE와 관련하여 주지할 사항은, 상기 재료가, 상대적으로 더 높은 온도에서의 이용을 위해 적합하도록 하기 위해, 개질될 수도 있으며, 그에 상응하게 예컨대 내부 재료 층(24)을 위해 TPE-PEBA, 다시 말해 폴리아미드를 기반으로 한 열가소성 탄성 중합체 역시도 이용될 수 있다는 점이다.
계속해서 도표 3에서 알 수 있는 것처럼, 내고온성 폴리아미드로서, 예컨대 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아미드-66(PA66), 폴리아미드-12(PA12), 폴리아미드-612(PA612), 폴리아미드-610(PA610)이 이용되거나, 또는 폴리페닐렌술피드(PPS) 역시도 이용될 수 있다. 플루오로 플라스틱의 재료군은 도표 3에 상응하게 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 테트라플루오로에틸렌(FEP), 페르플루오로알콕시-폴리머(PFA) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함한다. 열가소성 탄성 중합체의 재료군은, 도표 3에 나열된 것처럼, 폴리우레탄 탄성 중합체(TPU), 스티렌-블록 코폴리머(TPE-S), 올레핀 기반의 가교 열가소성 탄성 중합체(TPE-V), 열가소성 코폴리아미드(TPE-A), 열가소성 코폴리에스테르(TPE-E), 또는 플루오로폴리머 기반의 열가소성 가황물(F-TPV)을 포함한다. 내고온성 탄성 중합체의 군은, 내부 재료 층(24)으로서의 이용을 위해, 에틸렌-프로필렌-디엔-고무(EPDM), 플루오르고무(FKM), 에틸렌-아크릴레이트-고무(AEM), 수화 니트릴 고무(HNBR), 실리콘(SI), 및 폴리머 사슬에 메틸기, 비닐기 및 플루오르기를 함유한 플루오로 실리콘(FVQM) 실리콘-고무를 포함한다.
부분 매체 라인(3)의 외부 재료 층(33)을 위해, 상온 폴리아미드로서 예컨대 PA12, PA11, PA1212, PA1012이 이용되거나, 또는 PA6 역시도 이용될 수 있다. 상기 외부 재료 층(33)과 내부 재료 층(34)을 위한 상온 탄성 중합체의 대체 물질들이 조합되어야 한다면, 상기 대체 물질들은 예컨대 니트릴-부타디엔-고무(NDR), 에틸렌-프로필렌-디엔-고무(EPDM), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), 클로로부타디엔-고무(CR), 수화 니트릴-고무(HNBR), 부틸-고무(IIR), 클로로술폰화 폴리에틸렌(CSM), 폴리머 사슬 상에 메틸기, 비닐기 및 플루오르기를 함유한 실리콘 고무(FVMQ), 다시 말해 플루오로 실리콘, 실리콘(SI), 에틸렌-프로필렌-테르폴리머 기반의 TPE(TPE-O 또는 TPO), 산 코폴리머(acidic copolymer), 이오노머, 에틸렌-비닐-아세테이트(EVA), 에틸렌-n-부틸-아세테이트(EnBA) 또는 메틸-아크릴레이트(EMA)일 수 있다. 그에 따라, 특히 두 매체 라인(2, 3)의 각각의 내부 재료 층(24) 또는 내부 재료 층(34)을 위한 신장 가능한 재료들과 관련하여 폭넓은 선택 가능성이 제공된다. 외부 재료 층들(23 또는 33)을 위해 이용될 수 있는 각각의 재료들(PA HT 또는 PA NT 또는 PPS)은, 바람직하게는 여기서 최적의 재료 결합식 연결부를 달성하기 위한 매칭을 제공하기 위해, 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)을 위해서도 이용된다. 이미 언급한 것처럼, 연결 부품들(20, 21 또는 30, 31)을 위한 상응하는 재료는, 특히 플러그 타입 연결부들, 다시 말해 플러그 부재들 및 커플링 부재들일 수 있는 연결 부품들의 영역에서 훨씬 더 높은 기계적 안정성 및 강성을 제공하기 위해, 각각 추가로 개질될 수 있으며, 특히 유리 섬유로 강화될 수 있다.
도 3에 따르는 배치구조의 경우, 연결 부품(20)은 예컨대 폴리아미드(PA)로 이루어지고 내부 재료 층(24)은 ETFE로 이루어진다. 이 경우, 외부 재료 층(25)은 PA 또는 PPA로 이루어질 수 있다.
특히 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 것처럼, 각각의 외부 재료 층(23 또는 33)은 내부 재료 층(24 또는 34)보다 더 크거나 같게 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 심지어 각각의 내부 재료 층(24 또는 34)보다 훨씬 더 두꺼운 층 두께를 보유할 수 있으며, 그에 따라 각각의 외부 재료 층의 두께(S1)는 내부 재료 층의 두께(S2)보다 더 두껍거나 같다. 이미 언급한 것처럼, 내부 재료 층(24 또는 34)의 각각의 재료들은, 손상을 확실하게 방지하기 위해, 내충격성으로도 개질될 수 있다. 그러므로 예컨대 외부 재료 층(23)을 위해 PPA가, 그리고 내부 재료 층(24)을 위해서는 PPA가 내충격성으로 개질되어 이용될 수 있거나, 또는 외부 재료 층(33)을 위해 PA12가, 그리고 내부 재료 층(34)을 위해서는 PA12가 내충격성으로 개질된다.
매체 라인들(2, 3)의 각각의 라인 벽부(25 또는 35)의 개별 층들의 필요한 신장율은 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 감소하기 때문에, 각각의 적용 사례에 따라서, 각각의 내부 재료 층(24 또는 34)을 위해 적합한 신장 가능한 재료, 및 그에 상응하게 외부 재료 층들(23 또는 33)을 위한 기계적으로 안정된 재료는 특히 도표 3에서 선택될 수 있다.
앞에서 기재하고 실시예들에서 언급한, 사전 조립형 매체 라인들 또는 이 사전 조립형 매체 라인들의 부분 매체 라인들의 실시형태들 외에도, 여전히 수많은 추가 실시형태들이 형성될 수 있으며, 또한, 최적의 기밀하고 내구력이 있는 연결을 달성하기 위해, 동결 위험이 있는 매체와 같은 매체의 통과를 위한 라인 벽부 및 내부 라인 루멘을 구비한 적어도 하나의 매체 라인, 특히 가열 가능한 매체 라인이 예컨대 플러그 부재들 및 커플링 부재들의 형태로 매체 라인의 단부들 상에 각각 배치되는 연결 부품들과 함께 제공되고, 라인 벽부는 적어도 2개의 재료 층으로 구성되고 연결 부품들 중 적어도 하나의 연결 부품은 라인 벽부의 재료 층들 중 적어도 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결되며, 연결 부품의 재료는 재료 결합식 연결이 수행되거나 수행되어야 하는 라인 벽부의 상기 적어도 하나의 재료 층의 재료에 매칭되는 것인 앞에서 언급한 실시예들의 임의의 조합들 역시도 형성될 수 있다. 또한, 압력이 라인 벽부 상에 작용할 때 라인 벽부의 손상을 방지하기 위해, 라인 벽부의 최내부 층의 재료가 라인 벽부의 최외부 층의 재료보다 더 높은 신장율을 보유하고 상기 압력은 예컨대 매체가 동결될 때 매체 라인의 내부에서 체적 증가를 통해, 그리고 축 방향 및 반경 방향 빙압을 통해 발생할 수 있는 것인, 사전 조립형 매체 라인들의 추가 예시들도 형성될 수 있다.
1: 사전 조립형 매체 라인
2: 제1 부분 매체 라인
3: 제2 부분 매체 라인
4: 유량 조절 위치
5: 차량 엔진
6: 펌프
7: 차량 탱크
8: 고온 영역
9: 저온 영역
10: 레이저 용접 위치
20: 연결 부품
21: 연결 부품
22: 가열 부재
23: 외부 재료 층
24: 내부 재료 층
25: 라인 벽부
26: 라인 루멘
27: 돌출된 에지 영역
28: 견부 영역
29: 원형 그루브/포켓부
30: 연결 부품
31: 연결 부품
32: 가열 부재
33: 외부 재료 층
34: 내부 재료 층
35: 라인 벽부
36: 라인 루멘
s1: 23, 33의 층 두께
s2: 24, 34의 층 두께
P1: 화살표(마찰 용접을 위한 회전)

Claims (15)

  1. 매체, 특히 동결 위험이 있는 매체의 통과를 위한 라인 벽부(25, 35) 및 내부 라인 루멘(26, 36)을 구비한 적어도 하나의 매체 라인(2, 3), 특히 가열 가능한 매체 라인과, 매체 라인(2, 3)의 단부 측에 배치되는 적어도 하나의 연결 부품(20, 21, 30, 31)을 포함하는 사전 조립형 매체 라인(1)으로서, 적어도 하나의 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)는 적어도 2개의 재료 층(23, 24, 33, 34)으로 구성되는, 상기 사전 조립형 매체 라인에 있어서,
    상기 연결 부품들(20, 21, 30, 31) 중 적어도 하나의 연결 부품은 상기 라인 벽부(25, 35)의 재료 층들(23, 24, 33, 34) 중 적어도 하나의 재료 층과 재료 결합 방식으로 연결되며, 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료는 상기 라인 벽부(25, 35)의 상기 재료 층(23, 24, 33, 34)의 재료에 매칭되는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  2. 제1항에 있어서, 재료 결합식 연결부를 달성하기 위해, 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료는 최소한 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 재료 층이면서 기계적 안정성을 제공하는 상기 최외부 재료 층(23, 33)의 재료에 매칭되는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 라인 벽부(25, 35)의 적어도 3개의 재료 층을 제공할 때, 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료는 상기 최내부 및/또는 상기 최외부 재료 층의 재료에 상응하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료는, 상기 라인 벽부(25, 35)의 적어도 하나의 재료 층(23, 33)이면서 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)의 재료와 연결될, 또는 연결되는 상기 적어도 하나의 재료 층(23, 33)과 동일한 재료류에 속하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  5. 제4항에 있어서, 상기 라인 벽부(25, 35)의 적어도 하나의 재료 층(23, 33) 및 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)을 위한 재료류의 재료들로서, 폴리프탈아미드(PPA)가 상기 라인 벽부를 위해 제공되고 유리 섬유 강화 폴리프탈아미드(PPA-GF)는 상기 연결 부품을 위해 제공되거나, 또는 폴리아미드-12(PA12)가 상기 라인 벽부를 위해 제공되고 유리 섬유 강화 폴리아미드-12(PA12-GF)는 상기 연결 부품을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 재료 층들(23, 33) 중 하나의 재료 층과 상기 연결 부품(20, 21, 30, 31)을 연결하기 위한 상기 재료 결합식 연결부는 용접 이음부, 특히 레이저 용접 또는 마찰 용접을 통한 이음부인 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  7. 제1항의 전제부에 있어서, 또는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최내부 층(24, 34)의 재료는 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 층(23, 33)의 재료보다 더 높은 신장율, 특히 더 높은 항복 신장율을 보유하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  8. 제7항에 있어서, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최내부 층(24, 34)의 재료는, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 층(23, 33)의 재료보다 10 내지 30% 더 높은 신장율, 특히 더 높은 항복 신장율, 특히 20% 더 높은 신장율을 보유하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 재료 층(23, 33)은 상기 매체 라인(2, 3)에 기계적 강도를 부여하는 적어도 하나의 재료로 이루어져 0.5 내지 4%, 특히 1.3%의 항복 신장율을 보유하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매체 라인(2, 3)의 라인 벽부(25, 35)의 최외부 재료 층(23, 33)은 최소한 상기 최내부 재료 층(24, 34)과 동일한 두께(s1)를 보유하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 매체 라인(2, 3)의 재료 층들(23, 24, 33, 34)은 서로 연결되며, 특히 공압출되는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 어느 하나의 재료 층 내에서 균열 형성 시 균열의 진행을 방지하기 위해, 상기 적어도 하나의 매체 라인(2, 3)의 재료 층들(23, 24, 33, 34)은 서로 연결되지 않으며, 특히 상하로 압출되는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사전 조립형 매체 라인(1)은 자신들 사이에 적어도 하나의 분리 또는 연결 위치(21, 30)를 가지면서 상기 부분 매체 라인들(2, 3) 상에 각각 2개의 단부 측 연결 부품들(20, 21, 30, 31)을 구비하는 적어도 2개의 부분 매체 라인(2, 3)을 포함하거나, 또는 단부 측 연결 부품들을 구비한 적어도 2개의 매체 라인 섹션을 포함하며, 상기 적어도 하나의 부분 매체 라인(2) 또는 상기 적어도 하나의 매체 라인 섹션의 적어도 하나의 재료 층(23, 24)은 고온 영역(8) 내 배치를 위해 내고온성 재료로 이루어지며, 특히 재료 층이 적어도 3개인 경우 중간층이, 또는 재료 층이 2개인 경우에는 최소한 상기 외부 층(23)이 내고온성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 부품은 플러그 커넥터인 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 재료 층(23, 33) 및 상기 내부 재료 층(24, 34)은 다층형으로 형성되고, 상기 다층형 외부 재료 층(23, 33)의 각각 적어도 하나의 층은 상기 매체 라인(2, 3)의 기계적 안정성 및 열적 안정성을 제공하며, 상기 다층형 내부 재료 층(24, 34)의 적어도 하나의 층은, 상기 다층형 외부 재료 층(23, 33)의 적어도 하나의 외부 층보다, 또는 또 다른 재료 층들 중 하나의 재료 층보다 더 높은 항복 신장율 또는 탄성 신장율을 보유하는 것을 특징으로 하는 사전 조립형 매체 라인(1).
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