HU223371B1

HU223371B1 - Önszabályozó, orientált polimer tömlőbilincs, eljárás előállítására és elasztomer tömlő

Info

Publication number: HU223371B1
Application number: HU9904519A
Authority: HU
Inventors: Robert E. Stuemky
Original assignee: The Gates Corp.
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2004-06-28
Also published as: HUP9904519A2; PL185715B1; US6170885B1; CA2268319A1; KR20000049002A; DE69714750T2; KR100332082B1; BR9712286A; PL332620A1; AU4908397A; AU723499B2; EP0931233A1; ES2182044T3; CN1083961C; HUP9904519A3; DE69714750D1; HK1022510A1; EP0931233B1; AR008662A1; CN1233319A

Abstract

A találmány tárgya tömlőbilincs, amely orientált polimerből vankialakítva, és rendeltetése elasztomer tömlő (14) csatlakoztatandóvégének (18) csőcsonkon (16) való rögzítése, főleg gépjármű-hűtőrendszerekben. A találmány sze- rinti tömlőbilincs (10) legalábbkét átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodásireakciót mutat. Az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletekváltoztathatóan előre meg vannak választva, mégpedig poli-merorientálási hőmérsékletek előre megválasztásával. A találmánynaktárgya még eljárás tömlőbilincs előállítására, amely eljárás soránpolimerből pántot extrudálnak, amelynek van egy első névleges belsőátmérője, majd a pántot mechanikailag tágítják egy első alkalommal. Atalálmány szerinti eljárás során a következő lépéseket hajtják végre:az első alkalommal végrehajtott mechanikai tágítás során mintegy 0 °Cés mintegy 150 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan másodiknévleges belső átmérőre tágítanak, amelynél a második névleges belsőátmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy1,5:1,0 és mintegy 5,0:1,0 közötti tartományban van; a pántotmechanikailag tágítják egy második alkalommal is mintegy 0 °C ésmintegy 40 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan harmadiknévleges belső átmérőre, amelynél a harmadik névleges belső átmérőnekaz első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy 3,0:1,0és mintegy 6,0:1,0 közötti tartományban van; és a pántot egyvisszatartó elemre helyezik. ŕ

Description

KIVONAT

A találmány tárgya tömlőbilincs, amely orientált polimerből van kialakítva, és rendeltetése elasztomer tömlő (14) csatlakoztatandó végének (18) csőcsonkon (16) való rögzítése, főleg gépjármű-hűtőrendszerekben. A találmány szerinti tömlőbilincs (10) legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat. Az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletek változtathatóan előre meg vannak választva, mégpedig polimerorientálási hőmérsékletek előre megválasztásával.

A találmánynak tárgya még eljárás tömlőbilincs előállítására, amely eljárás során polimerből pántot extrudálnak, amelynek van egy első névleges belső átmérője, majd a pántot mechanikailag tágítják egy első alkalommal. A találmány szerinti eljárás során a következő lépéseket hajtják végre: az első alkalommal végrehajtott mechanikai tágítás során mintegy 0 °C és mintegy 150 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan második névleges belső átmérőre tágítanak, amelynél a második névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy 1,5:1,0 és mintegy 5,0:1,0 közötti tartományban van; a pántot mechanikailag tágítják egy második alkalommal is mintegy 0 °C és mintegy 40 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan harmadik névleges belső átmérőre, amelynél a harmadik névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy 3,0:1,0 és mintegy 6,0:1,0 közötti tartományban van; és a pántot egy visszatartó elemre helyezik.

A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 223 371 B1

HU 223 371 Β1

A találmány tárgya általánosságban elasztomer tömlőnek és csövezésnek csőszerelvényekre és tömlőcsatlakozó szerkezetekre - például csőcsonkra vagy csatlakozóbetétre - való rászorítása, és tárgya még olyan pánt alkalmazása, amely legalább kétszer orientált polimerből van kialakítva, és így legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékleten zsugorodási reakciót mutat, és az elasztomer tömlő és csövezés körül nagyobb összeszorító erőt ad. Konkrétabban jelen találmány tárgya javított tömlőbilincs elasztomer tömlőhöz és csövezéshez, amely tömlőbilincs legalább kétszer orientált polimer pántból van kialakítva, és a technika állásából ismert bilincseknél egyszerűbben szerelhető. A találmány tárgya elsősorban olyan javított tömlőbilincs, amelyet gépjármű-hűtőrendszerek részét képező tömlő és csövezés csatlakozószerkezethez való tömítésére alkalmaznak.

Megerősített elasztomer tömlőket és csövezéseket, amiket a továbbiakban általában tömlőnek fogunk nevezni, elteqedten alkalmaznak legkülönfélébb folyékony közegek szállítására, amelyek folyadékszállító rendszerek részeként sokféle nyomásnak és hőmérsékletnek lehetnek kitéve. Ilyen rendszerek hatékony működésének elengedhetetlen feltétele, hogy a tömlő csőcsonkhoz, tömlőcsatlakozóhoz vagy más csőszerelvényhez való csatlakozása mindenütt folyadéktömör legyen, és ellenálljon a folyadéknyomás szétválasztó törekvésének. Ez a fajta szétválasztás lefújás néven ismert. A tömlő és a csőszerelvény szétválása környezeti behatások eredményeként is előfordulhat, és ez a fajta szétválasztás lehúzás néven ismert.

Tömlő és tömlőcsatlakozók vagy más csőszerelvények közötti csatlakozásokat általában úgy létesítenek, hogy a tömlő nyitott végét felhelyezik például egy csőcsonkra. A tömlőt és a vele társított csőszerelvényt szokásos módon úgy méretezik és olyan alakúra tervezik, hogy egyfelől a tömlő nyitott végét fel lehessen csúsztatni a csőszerelvényre, másfelől pedig a tömlővég megbízhatóan körülvegye a csőszerelvényt. Mérsékelt hőmérsékletű és nyomású környezetben ilyen illesztés általában elegendő. Sokkal jellemzőbb azonban, hogy a tömlő nyitott végéhez közel tömlőbilincset alkalmaznak, amely a tömlőt körülveszi, és arra készteti, hogy körben jobban ráfeszüljön a csőcsonkra vagy betétre, és így lefújásnak vagy lehúzásnak ellen tud állni.

Tömlőbilincseket különböző méretben és alakban gyártanak és különböző anyagokból. Az amerikai egyesült államokbeli 5,340,167 számú szabadalmi dokumentumban számos technika állása szerinti tömlőbilincskonstrukciót írnak le, a hátrányaikat is összefoglalva. A technika állása szerinti tömlőbilincseknek általános hátrányai között elsősorban a következőket kell megemlíteni : a fémbilincsek korróziója; a tömlő éles fémélek okozta sérülésének veszélye; a kiszögellő részek miatt a bilincset tengelyirányban és kerületirányban meghatározott módon pozícionálni kell, és a kiszögellő részek a tömlő környezetében értékes teret elfoglalnak; gyors, automatizált szerelősorba nehezen illeszthető be az ilyen tömlőbilincsek beszerelési művelete. Ezenkívül a technika állásából ismert tömlőbilincsek többsége nem rendelkezik kielégítő önszabályozó tulajdonsággal, azaz az összeszorított anyagok tágulását és összehúzódását nem tudják követni saját tágulással és összehúzódással.

A korszerű gépjármű-hűtőrendszerekben alkalmazott technika állása szerinti tömlőbilincsekkel kapcsolatban a leggyakoribb, legmakacsabb probléma az, hogy az idő múlásával a hidegszivárgások elkerülhetetlenek. Hidegszivárgás általában akkor fordul elő, amikor a hűtőrendszer hideg. Bár öregebb rendszerekben sokkal gyakrabban fordulnak elő ilyen szivárgások, új rendszerek sem mentesek a problémától. A hidegszivárgást két jelenség együttes hatása eredményezi: a tömlő anyagának maradandó összenyomódása és a tömlő hőmérséklet-csökkenéssel járó összehúzódása. A tömlőbilincs által kifejtett összenyomó erő, valamint a magas hőmérséklet, amelynek a tömlő tartósan ki van téve, amikor a hűtőközeg a rendszerben ciklikusan kering, együttesen a tömlő anyagának megfolyását idézi elő, és a bilinccsel összeszorított helyről tömlőanyag folyik el. A jelenség a tömlőanyag maradandó összenyomódásának a következménye. Amikor a hűtőrendszer ciklikus működése folytatódik, és a bilinccsel összeszorított térségből eláramlik a hűtőanyag és a térséget viszonylag alacsony hőmérsékletnek teszi ki, a bilincs területén immár vékonyabb tömlőszakasz a bilincstől elcsúszik, aminek folytán a tömítettség ténylegesen megbomlik és hidegszivárgást eredményez.

A hidegszivárgást fokozza, ha az alkalmazott tömlőbilincs egyenetlen összeszorító erőt fejt ki a tömlő kerülete mentén, miáltal a tömlő helyenként elválik a csőcsonktól, ismét csak megbontva a tömítettséget, és szivárgást eredményezve. Ilyen egyenetlenségek olyankor is szivárgásra vezethetnek, amikor a rendszer nem hideg. Általában a technika állása szerinti tömlőbilincsekben található diszkontinuitások - törések és megszakítások - meglehetősen hajlamossá teszik ezeket a bilincseket hidegszivárgásra.

Jelen bejelentésben „dinamikus gyűrűfeszültség” megnevezést fogjuk használni azon egységnyi felületre eső összeszorító erőre, amelyet a tömlőbilincs a belső átmérőjének aktív redukciója folytán gyakorol az általa összeszorított tárgyra. „Statikus gyűrűfeszültség” megnevezést pedig azon egységnyi felületre eső összeszorító erőre fogjuk használni, amelyet a bilincs az összeszorított tárgyra annak folytán gyakorol, hogy az összeszorított tárgy által kifejtett tágulási erőnek ellentart. Ez utóbbi tágulási erő jellemzően a folyadékszállítás alatt jelen levő folyadéknyomásnak tulajdonítható, de idetartozik a pánt által körülvett és összeszorított elasztomer tömlő hőtágulása is. Egy konkrét bilincstől megkövetelt dinamikus és statikus gyűrűfeszültség a mindenkori alkalmazási körülmények függvénye.

A már említett amerikai egyesült államokbeli 5,340,167 számú szabadalmi dokumentum tárgya tömlőbilincs konstrukciójának a hagyományos megoldásokon túlmutató tökéletesítése, és a dokumentumban olyan hővel zsugorítható polimer pántot ismertetnek, amelynek egyetlen átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete van, és amelyet egy elasztomer tömlőre és egy csőcsonkra vagy más csatlakozószerkezetre fel lehet helyez2

HU 223 371 Β1 ni. A leírt bilincset lényegében véve úgy kell alkalmazni, hogy a bilincset a tömlő csatlakoztatandó végén lazán felhelyezik a tömlő köré, a csatlakoztatandó véget felhelyezik a csőcsonk vagy betét köré, majd a bilincset felmelegítik arra az előre meghatározott hőmérsékletre, amely ponton zsugorodás következik be. Azt a pontot, amelyen zsugorodás következik be, átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletnek nevezik. A bilincset a visszaeresztő hőmérsékleten vagy ahhoz közeli hőmérsékleten tartják legalább annyi ideig, amíg a bilincs annyira összezsugorodik, hogy biztosan illeszkedik a csatlakoztatandó véggel. Mivel a polimer bilincs anyaga meglehetősen rugalmas, és a bilincs alakjában számottevő diszkontinuitás nincs, belátható, hogy a bilincs által kifejtett összeszorító erő lényegében véve egyenletes.

A hővel zsugorítható polimer tömlőbilincs más, hagyományosabb fajta tömlőbilincsekhez képest számottevően jobb önszabályozó tulajdonsággal rendelkezik, és kitűnő dinamikus és statikus gyűrűfeszültsége révén lefújásnak és lehúzásnak jobban ellenáll, továbbá nincsenek rajta kiugró részek, amelyek egyébként helyet foglalnának el, és tengelyirányban vagy forgáshelyzet vonatkozásában pozicionálást tennének szükségessé, és sérülés forrásait vagy piszokgyűjtő helyeket képeznének. Ez a fajta bilincs jól alkalmazkodik a csőcsonk vagy betét alakjának szabálytalanságaihoz is. A bilincs felszereléséhez azonban a szerelés helyszínén viszonylag nehézkes és ügyetlen módon hőenergia-fonást kell alkalmazni, hogy a bilincset rá lehessen zsugorítani a tömlő csatlakoztatandó végére. Ez különösen problematikus szerelősoros technológia esetén, ahol esetleg különböző típusú tömlőcsatlakozó-rendszereket kell a gépjármű berendezéseibe szerelni. Például a tömlőcsatlakozó-rendszerek térbeli elrendezésében a legkülönfélébb irányok előfordulhatnak, így például vízszintes, függőleges; a csatlakozórendszerek skálája egy egész átmérősort felölelhet; gyakran viszonylag szűk, nehezen hozzáférhető helyen vannak elhelyezve, körülvéve más berendezésekkel. Ezenkívül annyi ideig kell hőt alkalmazni, amely elegendő ahhoz, hogy a bilincs és a tömlő között kellő kapcsolódás jöjjön létre; ez az idő a bilincs méretétől és elhelyezésétől függően néhány másodperctől néhány percig teijedhet, így a művelet időigényes, és általában véve szerelősori környezetben nem praktikus. Ezenkívül lehet, hogy járulékos energiaellátást is ki kell építeni a szerelősor mentén, hogy a hőenergia-források használatát biztosítani lehessen.

Ezen túlmenően hővel zsugorítható pánt kielégítő alkalmazása nagyon érzékeny az emberi hibákra; ha a hőt nem egyenletesen elosztva közlik a pánttal, akkor az esetleg nem fog kellőképpen illeszkedni, és szivárgás fokozott veszélyét rejti magában. A hő egyenletes elosztását biztosítandó külön készülék vagy hőmonitor alkalmazására is szükség lehet. Folytatva a sort, ha a bilincset nem megfelelő pozícióban helyezik fel, nem biztos, hogy a rossz illeszkedést kompenzálni tudja a tökéletes hőelosztás, ami megint csak növeli a szivárgás lehetőségét. Mindeddig nem ismerünk olyan tömlőbilincset, amely önszabályozó, amely egyenletes összeszorító erőt képes kifejteni a tömlő csatlakoztatandó vége körül, amely nagyobb dinamikus és statikus gyűrűfeszültségre képes, és amelyet egyszerű módon és külső hőközlés nélkül fel lehet helyezni tömlő csatlakoztatandó végére.

Ennélfogva jelen találmány egyik célja olyan tömlőbilincs rendelkezésre bocsátása, amely gyorsan felszerelhető tömlő és csövezés csatlakoztatandó vége köré anélkül, hogy a bilincset hőhatásnak kellene kitenni.

A találmány további célja olyan tömlőbilincs rendelkezésre bocsátása, amely a tömlő csatlakoztatandó pontja körüli összeszorító erő vonatkozásában, azaz dinamikus és statikus gyűrűfeszültség vonatkozásában tökéletesítve van.

Az előbbi és más célok elérése végett, összhangban jelen találmány egyik rendeltetésével, amelyet a bejelentésben részletesen leírt kiviteli alakokkal világítunk meg, egy önszabályozó, legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincset bocsátunk rendelkezésre, valamint eljárást annak gyártására. A találmány szerinti tömlőbilincs elasztomer tömlő csatlakoztatandó vége körül összeszorító erőt fejt ki. Az eszköz magában foglal egy legalább kétszer orientált polimer anyagú pántot, amely zsugorodási reakciót mutat legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén; a polimerből pánt vagy bilincs van kialakítva.

A mellékelt rajzok, amelyek a leírás részét képezik, a találmány előnyös kiviteli alakjait szemléltetik, és a leírással együtt a találmány elvének megértését szolgálják. A rajzokon az

1. ábra egy más, technika állása szerinti tömlő- és csőbilincs perspektivikus rajza; a

2. ábra a találmány egy előnyös kiviteli alakjának perspektivikus rajza, amely a bilincs első polimerorientálása előtt lett felvéve; a

3. ábra a találmány egy előnyös kiviteli alakjának tengelyirányú nézetrajza, amely az első polimerorientálást követően, de még a polimer anyag második polimerorientálása előtt lett felvéve; a

4. ábra a találmány egy előnyös kiviteli alakjának tengelyirányú nézetrajza, amely a polimer anyag második polimerorientálását követően lett felvéve; az

5. ábra egy előnyös kiviteli alak keresztmetszeti rajza, amely az orientált polimer pántnak a tömlő csatlakoztatandó végére való kezdeti rázsugorítása után lett felvéve a 6. ábrán bejelölt 5-5 metszősík mentén; a

6. ábra egy tengelymetszeti rajz, amely a találmány egy előnyös kiviteli alakját egy csőcsonkra húzott tömlőre felhelyezve szemlélteti; a

7. ábra egy másik előnyös kiviteli alak perspektív rajza, amely egy polimer pántnak rendre egy első polimerorientáció előtti, egy első polimerorientáció utáni és egy második polimerorientáció utáni állapotát szemlélteti; a

8. ábra egy másik előnyös kiviteli alak tengelymetszeti rajza, amely az orientált polimert a tömlő csatlakoztatandó végére való kezdeti rázsugorítás utáni állapotban szemlélteti; és végül a

HU 223 371 Β1

9. ábra egy nézetrajz, amely egy kör alakú visszatartó elemnek egy előnyös kiviteli alakját ábrázolja, amely a találmány gyakorlati alkalmazása során hasznos lehet.

Az ábrák alapján történő ismertetést az 1. ábrával kezdjük, amelyen egy létező tömlőbilincs példája látható, azaz egy olyan hővel zsugorítható tömlőbilincs, amelynek hátrányaival szemben a jelen találmány szerinti tömlőbilincs tökéletesebb megoldást nyújt, nevezetesen nagyobb az összeszorító ereje, és egyszerűen és hatékonyan lehet felszerelni a tömlő és csövezés csatlakoztatandó végére.

A 2. ábrán a találmány egy előnyös kiviteli alakja látható önszabályozó, legalább kétszer orientált polimer 10 tömlőbilincs alakjában, amikor az még orientálatlan vagy tágítás előtti állapotban van. A bejelentés kontextusában a „legalább kétszer orientált polimer” kifejezés olyan polimert jelent, amely legalább kétszer orientálva lett, azaz legalább kétszer mechanikailag tágítva lett, aminek eredménye egy olyan polimer, amely legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat.

A 10 tömlőbilincs ezen időpontban mért A belső átmérőjét definíciószerűen a 10 tömlőbilincs első névleges belső átmérőjének nevezzük. Ez az átmérő általában kisebb, mint azon tömlő csatlakoztatandó végének külső átmérője, amely köré a 10 tömlőbilincset fel kívánjuk helyezni. A 10 tömlőbilincs egyik lehetséges előállítási módja az, hogy a bilincs anyagából először egy 12 furattal ellátott csövet extrudálunk, majd a csövet az ábrázolt módon méretre vágjuk. Egy előnyös kiviteli alak esetén a tömlőbilincs úgy van tervezve, hogy a tömlő külső átmérőjének (amely köré a bilincset fel kell helyezni) a tömlőbilincs első névleges belső átmérőjéhez viszonyított aránya mintegy 2,5:1,0-től mintegy 5,0:1,0-ig terjedő tartományban, előnyösebben mintegy 3,0:1,0-től mintegy 4,8:1,0-ig teqedő tartományban, és legelőnyösebben mintegy 3,5:1,0-től mintegy 4,5:1,0-ig terjedő tartományban van.

A találmány gyakorlatában jól alkalmazható bilincsanyag kisebb modulusa a technika állása szerinti fém tömlőbilincsekkel összehasonlítva nagyobb bilincsszélességeket enged meg; a tömlőbilincs a csőcsonk peremdudorán túlnyúlhat anélkül, hogy a bilincs összefüggő tömítettsége veszélybe kerülne. A bilincs anyagának homogén volta és a bilincs konstrukciójának folytonossága nagyobb bilincsvastagságokat enged meg. A technika állása szerinti fém tömlőbilincseknél ekkora vastagságok általában szivárgási utakat eredményeznének. Például hagyományos 64 mm (2 1/2 hüvelyk) belső átmérőjű elasztomer tömlőhöz való alkalmazásra tervezett találmány szerinti tömlőbilincs szélessége hozzávetőleg 30,5 mmtől hozzávetőleg 35,6 mm-ig teqedő tartományban lesz majd, és vastagsága hozzávetőleg 2,0 mm-től mintegy 2,5 mm-ig teqedő tartományban. Egy további példában egy hagyományos 19,1 mm (3/4 hüvelyk) belső átmérőjű tömlőhöz való alkalmazásra tervezett találmány szerinti tömlőbilincs szélessége hozzávetőleg 19,0 mm-től mintegy 23,9 mm-ig teqedő tartományban lesz majd, és a vastagsága hozzávetőleg 1,5 mm-től mintegy 2,0 mmig teqedő tartományban.

Visszatérve a 2. ábrára, ezután előre meghatározott hőmérsékleten az extrudált csövön elvégzőnk egy első mechanikai tágítást, amely után a cső a 3. ábrán folytonos vonallal rajzolt alakot veszi fel. Ebben az állapotban a 10 tömlőbilincsnek B belső átmérője van, amely csak az első polimerorientációtól a második polimerorientációig tartó átmeneti időszak alatt létezik, és amely átmérőt definíciószerűen második névleges belső átmérőnek nevezünk. A második névleges belső átmérő általában kisebb, mint a tömlő külső átmérője, de nagyobb, mint a tömlőbilincs első névleges belső átmérője. Ez az első mechanikai tágítás végzi el az első polimerorientálást, amely a polimer anyag mechanikai deformálásának folyamatát jelenti, éspedig azzal a céllal, hogy a polimer struktúrán belül olyan feszültségviszonyok alakuljanak ki, amelyek a kettő vagy több átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet egyikén mutatott reakciót eredményezik. A feszültségoldás, vagy más szóval visszaeresztés, amely ezzel az első tágítási lépéssel párosul, abban nyilvánul meg, hogy a polimer anyag igyekszik visszanyerni az első polimerorientálási művelet előtti alakját, azaz az első névleges A belső átmérőjét, és ez akkor következik be, amikor a bilincset az első mechanikai tágítási hőmérsékletnek vagy ahhoz közeli hőmérsékletnek kitesszük.

Egy előnyös kiviteli alaknál az első mechanikai tágítást úgy végezzük el, hogy a tömlőbilincs második névleges belső átmérőjének az első névleges belső átmérőjéhez viszonyított aránya mintegy 1,5:1,0-től mintegy 5,0:1,0-ig, előnyösebben mintegy 2,5:1,0-től mintegy 4,2:10-ig, és legelőnyösebben mintegy 3,0:1,10-tól mintegy 4,0:1,0-ig teqedő tartományban legyen.

A legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén, amelyek előnyösen mintegy -40 °C és +175 °C közötti tartományba esnek, a találmány szerinti tömlőbilincseket képező polimer pántok reakciót mutatnak, nevezetesen ezen hőmérsékletek bármelyikének kitéve a pántok igyekeznek zsugorodni. Az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletek előre megválasztott módon változhatnak. Valamennyi átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletet ilyen esetben előnyösen úgy kell megválasztani, hogy minden ilyen hőmérsékleten legyen egy jól elhatárolható zsugorodási fázis. Vagyis egy adott pántra mindegyik átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletnek előnyösen legalább mintegy 5 °C-kal különböznie kell bármelyik másik átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklettől a megengedett tartományon belül.

Ha a találmány gyakorlatában előnyös polimer anyagot használunk, akkor a mechanikai tágítási műveletek mindegyikét előnyösen a tömlő és a csőcsonk anyagának olvadáspontja alatti hőmérsékleten hajtjuk végre, de mindenképpen mintegy - 40 °C fölött, és előnyösen -10 °C fölött, hogy a találmány szempontjából célszerű visszaeresztő jellemzőket kapjunk.

Egy előnyös kiviteli alak esetén, amelyet gépjárműhűtőrendszerekhez szánunk, az első mechanikai tágítást előnyösen mintegy 0 °C és mintegy 150 °C közötti

HU 223 371 Β1 hőmérséklet-tartományban, előnyösebben mintegy 15 °C és mintegy 100 °C közötti hőmérséklet-tartományban és legelőnyösebben mintegy 60 °C és mintegy 85 °C közötti hőmérséklet-tartományban hajtjuk végre. Ennél a kiviteli alaknál tehát az első mechanikai tágítás művelete, amelyet egy viszonylag magas hőmérsékleten hajtunk végre, a legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet másodikját hozza létre a tömlőbilincsben.

Miután a bilincs első mechanikai tágítása megtörtént, a második névleges belső átmérőjén ideiglenesen ki lehet keményíteni kellő lehűtéssel, azaz mintegy 15 °C-ról mintegy -40 °C-ra, előnyösebben mintegy 10 °C-ról mintegy -25 °C-ra és legelőnyösebben mintegy 5 °C-ról mintegy -20 °C-ra lehűtve. Ha kell, az orientált pántot rá lehet helyezni egy visszatartó elemre ezen a második névleges belső átmérőn, hogy az esetleg fellépő összehúzódásnak elejét vegyük. Bármilyen alkalmas anyag, akár kartonpapír is szóba jöhet a visszatartó elem anyagául, amely visszatartó elem lényegében véve kör alakú, és a külső átmérője valamivel kisebb, mint a pánt második névleges belső átmérője, hogy a pántot fel lehessen rá helyezni.

Ezután a tömlőbilincset előre meghatározott hőmérsékleten másodszor is alávetjük mechanikai tágításnak, amely után a bilincs a 4. ábrán folytonos vonallal rajzolt alakot veszi fel. A második tágítás befejezése után a 10 tömlőbilincsnek C belső átmérője van, amely megint csak egy átmeneti időszak alatt létezik: a második polimerorientációtól vagy egy újabb mechanikai tágításig, vagy amíg a tömlő csatlakoztatandó végére felhelyezzük és rázsugorítjuk. Ezt az átmérőt definíciószerűen harmadik névleges belső átmérőnek nevezzük. A harmadik névleges belső átmérő általában nagyobb, mint a tömlő külső átmérője. Ez a második mechanikai tágítás együtt jár egy második polimerorientálással, amely a polimer anyag ismételt mechanikai deformálásának folyamatát jelenti, éspedig azzal a céllal, hogy a polimer struktúrán belül olyan járulékos feszültségviszonyok alakuljanak ki, amelyek a kettő vagy több átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet másodikján mutatott reakciót eredményezik. A feszültségoldás, vagy más szóval visszaeresztés, amely ezzel a második tágítási lépéssel párosul, abban nyilvánul meg, hogy a polimer anyag igyekszik visszanyerni a második polimerorientálási művelet előtti alakját, azaz a második névleges B belső átmérőjét, és ez általában akkor következik be, amikor a bilincset akkora vagy ahhoz közeli hőmérsékletnek kitesszük, amelyen a második mechanikai tágítás történt.

Egy előnyös kiviteli alak esetén a második mechanikai tágítást úgy hajtjuk végre, hogy a harmadik névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya előnyösen mintegy 3,0:1,0-től mintegy 6,0:1,0-ig terjedő tartományban, előnyösebben mintegy 4,0:1,0-től mintegy 5,5:1,0-ig terjedő tartományban, és legelőnyösebben mintegy 4,4:1,0-től mintegy 5,2:1,0-ig terjedő tartományban legyen.

Amennyiben a találmány ezen gépjármű-hűtőrendszerekhez szánt előnyös kiviteli alakjánál előnyös polimer anyagot használunk, akkor a második mechanikai tágítás hőmérséklete előnyösen mintegy 0 °C és 40 °C közötti tartományban, előnyösebben mintegy 10 °C és 30 °C közötti tartományban, és legelőnyösebben mintegy 15 °C és 25 °C közötti tartományban van. Ezek a tartományok lényegében véve az általában „szobahőmérséklet” néven ismert hőmérsékletet fogják közre. Ennél a kiviteli alaknál tehát ez a második mechanikai tágítási művelet, amelyet szobahőmérsékleten hajtunk végre, a legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet elsőjén mutatott reakciót hozza létre a tömlőbilincsben.

Közvetlenül a második mechanikai tágítási művelet, valamint szobahőmérsékleten végrehajtott bármelyik mechanikai tágítási művelet után a kétszer orientált polimer tömlőbilincset fel lehet helyezni egy lényegében véve kör alakú, szilárd visszatartó elemre, amely ellenáll a tömlőbilincsben ébredő erőknek, amelyek igyekeznek a bilincset a vonatkozó orientálás előtti átmérőjére visszaalakítani. A 9. ábrán egy példa látható egy ilyen szilárd visszatartó elemre, amely lényegében véve egy szilárd pántból áll, amelynek tompán illesztett vagy összefésült végei vannak, és karikává vagy 20 gyűrűvé van hajlítva. Ami az „összefésült” kifejezést illeti, ebben a kontextusban hasonló értelemben használjuk, mint az ujjak egymásba kulcsolása vagy fogakból és árkokból álló elrendezés, ahol a visszatartó elemnek mindkét, egyébként tompa végénél fogak és árkok váltakoznak, amelyek a szemközti vég hasonló részével kapcsolódnak. A visszatartó elemnek egyfelől elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy a pánt által keltett összeszorító erő behorpasztásának ellenálljon, másfelől annyira összenyomhatónak kell lennie, hogy alkalmas szerszámmal vagy kézzel kifejtett sugárirányú erővel be lehessen horpasztani vagy szakítani. Ez azért szükséges, hogy az alkalmazás idején a pántot el lehessen távolítani a visszatartó elemről. A visszatartó elem pántja bármilyen alkalmas tartós anyagból ki lehet alakítva, köztük alumíniumból, acélból, megerősített kartonpapírból vagy fából; előnyösen alumíniumból van készítve. A karika vastagsága az orientált polimer tömlőbilincs méreteinek és az általa kifejtett összeszorító erőnek a függvénye.

Egy előnyös kiviteli alak esetén a szilárd visszatartó elem negyedkemény vagy félkemény felhasított szélű alumíniumötvözetből van kialakítva. Ha a visszatartó elemen elhelyezendő legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincset olyan tömlőhöz szánjuk, amelynek szabványos belső átmérője mintegy 6,4 mm (1/4 hüvelyk) és mintegy 79,3 mm (3 1/8 hüvelyk) közötti tartományban van, vagyis a visszatartó elemek külső átmérője mintegy 1,5 mm és 107 mm között van, akkor a visszatartó elem vastagsága előnyösen mintegy 0,25 mm és mintegy 1,3 mm között, előnyösebben mintegy 0,38 mm és mintegy 1,0 mm között és legelőnyösebben mintegy 0,51 mm és 0,89 mm között lesz. Ilyen tervezési méretek mellett a visszatartó elem pántszélessége előnyösen mintegy 12,7 mm és 50,8 mm között, előnyösebben mintegy 14,0 mm és 44,5 mm között és legelőnyösebben mintegy 15,2 és 40,6 mm között van.

A legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincsen további mechanikai tágítási műveleteket lehet végezni,

HU 223 371 Β1 ha a bilincsnek szeretnénk további átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékleteket kölcsönözni. Ekkor viszont a 10 tömlőbilincset elő lehet készíteni elasztomer tömlő csatlakoztatandó végére való felhelyezésre azzal a céllal, hogy a 14 tömlőt rászorítsuk egy 16 csőcsonkra vagy más tömlőbetétre, amint az a 6. ábrán látható. A 16 csőcsonk vagy tömlőbetét bármilyen folyadékszállító rendszerrel kapcsolatban állhat. Ilyen csőcsonkok vagy betétek előnyösebben olyan rendszerekben vannak, amelyekben a szállított folyadék hőmérséklete mintegy -40 °C és mintegy +175 °C közötti tartományban van. Egy előnyös kiviteli alak esetén a csőcsonkok és betétek gépjárműmotorok hűtőrendszereiben vannak.

A találmány gyakorlati alkalmazása során a 10 tömlőbilincsnek a tömlő csatlakoztatandó pontjai köré felhelyezését megelőzően célszerű, bár nem okvetlenül szükséges, hogy a bilincset a visszatartó elemen lehűtsük mintegy 0 °C-ról mintegy -60 °C-ra, előnyösebben mintegy -5 °C-ról mintegy -50 °C-ra, és legelőnyösebben mintegy -10 °C-ról mintegy -30 °C-ra. Ez különösen érvényes akkor, ha az első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet szobahőmérséklet vagy ahhoz közeli hőmérséklet; a bilincs felhelyezés előtti lehűtésével lelassul a kezdeti zsugorítási fázis szobahőmérsékleten, és így a bilincsnek a csőcsonkra húzott tömlő csatlakoztatandó pontjára való felhelyezésére elegendő idő áll majd rendelkezésre. Megjegyezzük, hogy a bilincs felhelyezés előtti lehűtése csupán lassítja, de általában nem akadályozza meg a pánt zsugorodását, így aztán a bilincs már jóval az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete alatt elkezdhet zsugorodni, de ez a zsugorodás lényegesen lassabb ütemű, mint az a zsugorodás, amely akkor következik be, amikor a bilincset a kiválasztott átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletének vagy ahhoz közeli hőmérsékletnek tesszük ki.

Amint az 5. és a 6. ábrán látható, a 10 tömlőbilincsnek a tömlő csatlakoztatandó 18 végére és a csatlakozószerelvényre való felhelyezése általában a következő műveletek elvégzését jelenti: a 10 tömlőbilincset levesszük a szilárd visszatartó elemről (például 20 gyűrűről); a 10 tömlőbilincset a tömlő csatlakoztatandó 18 végén a 14 tömlő köré felhelyezzük; és a csatlakoztatandó 18 véget felhelyezzük a 16 csőcsonkra vagy betétre. A tömlőre és/vagy csőcsonkra fel lehet vinni kenőanyagot, ami megkönnyíti a bilincs felhelyezését. Terveink szerint a legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincs beszerelése általában szobahőmérsékleten fog történni. Egy előnyös kiviteli alak esetén a második mechanikai tágítást szobahőmérsékleten hajtjuk végre, aminek eredménye a tömlő első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletén mutatott reakciója. Amikor tehát ezen az első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékleten eltávolítjuk a bilincset a szilárd visszatartó elemről, megindul a kezdeti vagy első zsugorodás, azaz a második névleges B belső átmérőjére való zsugorodás. A bilincset azonban a tömlő jelenléte lényegében meggátolja abban, hogy elérje a második névleges B belső átmérőt. A bilincs ekkor ténylegesen addig zsugorodik, amíg elér egy belső átmérőt, amit definíciószerűen negyedik névleges belső átmérőnek nevezünk. Ez a negyedik névleges belső átmérő tehát a bilincs azon belső átmérője, amelyet a bilincs a tömlő csatlakoztatandó végére és a csőcsonkra való kezdeti zsugorodásakor az első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletén vesz fel. A tömlőbilincs negyedik névleges belső átmérője általában kisebb, mint a harmadik névleges belső átmérője.

Ekkor a bilincs a csatlakoztatás térségét körülvéve helyére került, és - gépjárművek hűtőrendszereiben alkalmazott előnyös kiviteli alak esetén - megkezdődhet a rendszerben a hűtőközeg szállítása, amely rendszerint 110 °C körüli hőmérsékletre melegszik fel. A találmány szerinti előnyös kiviteli alak értelmében és ha a második átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet alkalmasan lett megválasztva, ezen megnövekedett hőmérséklet - jóllehet csak a tömlő anyagán keresztül hat a tömlőbilincsre - beindítja a második átmérőredukáló visszaeresztő jellemzőt, ami a bilincset igyekszik továbbzsugorítani addig a pontig, amit korábban első névleges belső átmérőként definiáltunk. A tömlő jelenléte azonban ismét csak megakadályozza a bilincset abban, hogy elérje az első névleges belső átmérőt. Ténylegesen a bilincs ekkor addig zsugorodik, amíg elér egy belső átmérőt, amit definíciószerűen ötödik névleges belső átmérőnek nevezünk. A bilincs ötödik névleges belső átmérője tehát a bilincs azon belső átmérője, amelyet a bilincs a tömlő csatlakoztatandó végére és a csőcsonkra való második zsugorodásakor a második átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletén vesz fel.

A találmány előnyös kiviteli alakjának gépjárműhűtőrendszer típusú környezetben való alkalmazási gyakorlatában az első zsugorodási fázisról megállapítottuk, hogy az elég nagy ahhoz, hogy mintegy 3,46 χ 10⁴ Pa dinamikus gyűrűfeszültséget hozzon létre egy önszabályozó, legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincsben, amely 15,9 mm-es (5/8 hüvelyk) belső átmérőjű tömlőhöz lett tervezve, és ez a gyakorlatban elég nagy ahhoz, hogy a bilincs és a tömlő csatlakoztatandó vége között elfogadható kezdeti kapcsolódást biztosítson. Tehát nincs szükség hőközlésre ahhoz, hogy a bilincs annyira összezsugorodjon, hogy biztosan üljön a csatlakoztatandó 18 végen, amint az az 5. ábrán látható. Mivel a 10 tömlőbilincs anyaga meglehetősen rugalmas, és az alakja számottevő diszkontinuitásoktól mentes, belátható, hogy a 10 tömlőbilincs által kifejtett összeszorító erő lényegében véve egyenletes.

Az 1. táblázatban a találmány számos előnyös kiviteli alakjának megadjuk a belső átmérőjét, valamint azon elasztomer tömlő belső és külső átmérőjét, amelyhez az egyes tömlőbilincsek optimálisan alkalmazhatók. A táblázatban valamennyi méret mm-ben van megadva (a tömlő belső átmérőjét zárójelben hüvelykben is megadtuk), ahol:

d = belső átmérő,

D =külső átmérő, dl =első névleges belső átmérő, d2 =második névleges belső átmérő, d3 =harmadik névleges belső átmérő.

HU 223 371 Β1

1. táblázat

Tömlő	Tömlőbilincs
d		D	dl	d2	d3
I 6,35	(0,25)	14,2	5,0	11,7	17,0
12,70	(0,50)	20,6	5,0	18,5	24,2
19,05	(0,75)	27,1	6,7	24,6	31,8
25,40	(1,00)	34,0	8,2	31,2	40,0
31,75	(1,25)	41,7	9,7	37,3	47,6
38,10	(1,50)	48,0	10,9	43,0	54,8
44,45	(1,75)	54,4	12,1	48,6	62,0
50,80	(2,00)	60,7	14,2	54,2	69,8
57,15	(2,25)	67,1	15,4	59,2	76,8
63,50	(2,50)	73,4	16,6	64,0	84,1
69,85	(2,75)	79,8	17,5	69,5	90,9
I 76,20	(3,00)	86,1	19,6	74,8	98,7

A tömlőbilincs első három névleges belső átmérőjét illetően és összefüggésben egy további előnyös kiviteli alakkal, a pánt harmadik névleges belső átmérőjének a tömlő külső átmérőjéhez viszonyított aránya, amit a továbbiakban az illesztési hézag vagy játék nagyságára jellemző úgynevezett illesztési tényezőnek fogunk nevezni, előnyösen mintegy l,O:l,O-től mintegy 1,5 :1,0ig terjedő tartományban, előnyösebben mintegy 1,05:1,00-tól mintegy 1,28:1,00-ig terjedő tartományban és legelőnyösebben mintegy 1,10:1,OO-tól mintegy 1,20:1,00-ig terjedő tartományban van. A tömlő külső átmérőjének a második névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya előnyösen mintegy 1,0:1,0-től mintegy 1,5:1,0-ig terjedő tartományban, előnyösebben mintegy 1,05:1,0-től mintegy 1,3:1,0-ig terjedő tartományban és legelőnyösebben mintegy 1,1:1,0-től mintegy 1,2:1,0-ig terjedő tartományban van. Végül a pánt harmadik névleges belső átmérőjének a pánt második névleges belső átmérőjéhez viszonyított aránya előnyösen mintegy 1,05:1,0-től mintegy 2,0:1,0-ig terjedő tartományban, előnyösebben mintegy 1,1:1,0-től mintegy 1,6:1,0-ig terjedő tartományban és legelőnyösebben mintegy 1,2:1,0-től mintegy 1,5:1,0-ig terjedő tartományban van.

A találmány egy másik előnyös kiviteli alakját a

7. ábrán szemléltettük. Itt a 10 tömlőbilincs anyaga 10a szalagként van kialakítva. Utána a szalagot legalább kétszer nyújtjuk, az előzőekben leírt eljárással és paraméterekkel, hogy rendre újabb, orientálás utáni méretekkel bíró 10b, 10c szalagokat kapjunk. A legalább kétszer orientált 10c szalagot utána önmagára visszahajlítva egy pántot képezünk, és az átlapolt szakaszt vegyi vagy egyéb úton összehegesztjük, amint azt a 8. ábrán a folytonos vonallal ábrázolt lOd tömlőbilincs szemlélteti. A lOd tömlőbilincset ugyanúgy kell felhelyezni, mint a korábban ismertetett kiviteli alakot. Mindazonáltal ez a kiviteli alak diszkontinuitást visz be a 10 tömlőbilincsbe azon a helyen, ahol a szalag önmagára van lapolva, aminek folytán az összeszorító erő nem lesz annyira egyenletes, mint a korábban leírt kiviteli alak esetében. A tömlőbilincs konkrét alkalmazásától függ, hogy az egyenletesség ilyetén csökkenése lehetőséget teremt-e szivárgásra.

Azok az anyagtulajdonságok, amelyek a találmány gyakorlati alkalmazásában és a leírt kiviteli alakoknál hasznosak, lényegében véve azonosak. Ha egyszer az anyag egymást követő több mechanikai nyújtási műveletnek ki lett téve, több olyan átmérőredukáló visszaeresztő jellemzője lesz, vagy több átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékleten fog olyan reakciót mutatni, amely több zsugorodási fázisban nyilvánul meg. Az átmérőredukáló visszaeresztő jellemzők száma általában egyenlő a mechanikai nyújtási műveletek számával, amelynek az anyag ki lett téve. Az átmérőredukáló visszaeresztő jellemzők mindegyikét az adott tartományon belül előnyösen a tervezett alkalmazást figyelembe véve választjuk meg, mégpedig azon hőmérséklet megválasztásával, amelyen az anyagot a polimerorientálás alatt hőn tartjuk. Az így kiválasztott hőmérséklet a deformációs hőmérséklet. Az a hőmérséklet, amely a zsugorodási fázist beindítja, rendszerint, bár nem szükségszerűen, az a hőmérséklet lesz, amelyen a tömlőbilincset mechanikailag tágítottuk. Ezen tulajdonság kellő szabadságot biztosít a tömlőbilincs tervezőjének ahhoz, hogy a legkülönbözőbb nyomású és hőmérsékletű alkalmazásokra tervezni tudjon, ideértve a külső feltételek számos variációját, amelynek szállítás és tárolás közben a tömlőbilincs ki lesz téve.

A bilincs olyan anyagból van kialakítva, amely előnyösen minden egyes alkalommal zsugorodni igyekszik, amikor az illető egyes visszaeresztő hőmérsékleteinek vagy a fölötti hőmérsékleteknek kitesszük. Ezt a tulajdonságot a továbbiakban „elhúzódó” zsugorodásnak nevezzük. Ez ellentétes azon hővel zsugorítható anyagok tulajdonságával, amelyek csak néhány alkalommal vagy esetleg csak egyetlen alkalommal zsugorodnak a környezetük által meghatározott mértékig, és utána „megnyugszanak”, és többször már akkor sem képesek zsugorodni, ha szabadon, mozgásukban nem korlátozva melegítik őket. A találmány alkalmazásához előnyös anyagban az elhúzódó zsugorodás mindaddig fellép, amíg az anyagot nem hagyjuk összezsugorodni addig a pontig, ameddig akkor zsugorodna, ha a bilincset mechanikai korlátozás nélkül, szabad térben állva hosszabb időre kitennénk a visszaeresztő hőmérsékletei fölötti hőmérsékleteknek. Ha a bilincset ilyen körülményeknek tennénk ki, akkor általában nem tudna minden egyes alkalommal zsugorodni, amikor a konkrét visszaeresztő hőmérsékleteinek kitennénk. A tényleges gyakorlatban azonban a tömlőbilincs az ilyen jelentős mértékű zsugorodástól vissza van tartva: először egy szilárd visszatartó elemmel tartjuk vissza, utána pedig maga a bilincs által összeszorított tárgy tartja vissza.

Az előkészített és tömlőbilinccsé alakított anyag kombinált jellemzői közé tartozik még a rugalmassága és a hőtágulási tényezője, amelyek olyanok, hogy a bilincs melegítési körülmények közötti tágulása és hűtési körülmények közötti összehúzódása ugyanolyan mérté7

HU 223 371 Β1 kű vagy nagyobb, mint azon anyagok tágulása vagy összehúzódása, amelyen a tömlőbilincs működik, beleértve a tömlőt és az alatta fekvő csőcsonkot.

Gépjármű-hűtőrendszerekben mint fizikai környezetben általában a nyomás, a hőmérséklet és az üzemidő komoly igénybevételt jelent a tömlőnek, csőcsonkoknak és a tömlőbilincseknek. A bilincsnek ismételt hőtágulásokat és hőösszehúzódásokat kell végeznie a hűtőközeg ciklikus keringése folytán. A nyomás és öregedés számottevő hatásai között találjuk a tömlőanyag megfolyását és összenyomódását, aminek következtében a bilincs közelében elvékonyodik a tömlőfal. Az elhúzódó zsugorodás, a tömlőanyagéhoz közeli vagy annál nagyobb hőtágulási együttható és a jó rugalmasság együttesen a találmány szerinti tömlőbilincsnek önszabályozó képességet kölcsönöz, azaz a bilincs az alatta lévő anyagokat megközelítő mértékben képes tágulni vagy összehúzódni olyan alkalmazásokban, ahol a választott visszaeresztő hőmérsékleteknek vagy a fölötti hőmérsékleteknek akár folyamatosan, akár időszakosan ki van téve. Kellő nagyságú dinamikus és statikus gyűrűfeszültséget feltételezve a nyomás, hőmérséklet és öregedés tömlőre és csőcsonkra gyakorolt hatását a tömlőbilincs kompenzálni képes az önszabályozó tulajdonsága révén, amely lényegében véve egyenletes összeszorító erővel és a csőcsonk vagy betét alakjának kisebb szabálytalanságaihoz való alkalmazkodóképességgel párosul. Ezért a tömlőbilincs és a vele kapcsolatban álló folyadékszállító rendszer élettartama alatt melegszivárgások és hidegszivárgások lényegében egyáltalán nem fordulnak elő.

Emlékeztetünk arra, hogy a találmány szerinti legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincsekkel összefüggésben dinamikus gyűrűfeszültség a pánt azon egységnyi keresztmetszeti felületre eső összeszorító ereje, amelyet a tömlőbilincs a belső átmérőjének aktív redukciója folytán gyakorol az általa összeszorított tárgyra. A belső átmérő aktív redukcióját esetünkben az egyes zsugorodási módok biztosítják. Statikus gyűrűfeszültség pedig a pánt azon egységnyi keresztmetszeti felületre eső összeszorító ereje, amelyet a tömlőbilincs az összeszorított tárgyra annak folytán gyakorol, hogy az összeszorított tárgy által kifejtett tágulási erőnek ellentart.

A találmány szerinti legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincsre legalább két dinamikus gyűrűfeszültség-érték és legalább két statikus gyűrűfeszültségérték létezik; mindkét zsugorodási módra egy-egy. A kisebb hőmérsékletű zsugorodási módhoz tartozó statikus gyűrűfeszültség, azaz a tömlőbilincs első statikus gyűrűfeszültsége azonban csak nagyon rövid időtartamig létezik, nevezetesen csak addig, amíg a csatlakozási ponton nem folyik át nagyobb hőmérsékletű folyadék, amely beindítja a második zsugorodási módot. Szokásos konstrukciójú csőcsonkokkal és betétekkel ellátott gépjárműhűtőrendszerekben való alkalmazásoknál a kezdeti zsugorodási móddal társuló dinamikus gyűrűfeszültség, azaz a tömlőbilincs első dinamikus gyűrűfeszültsége előnyösen mintegy 6,89 χ 10⁴ és 2,07 χ 10⁷ Pa közötti tartományban, előnyösebben mintegy 6,89 χ 10⁵ és 1,38 χ 10⁷

Pa közötti tartományban és legelőnyösebben mintegy 3,45 χ 10⁶ és 1,03 χ 10⁷ Pa közötti tartományban van az egész -40 °C és +175 °C közötti hőmérséklettartományban. A második zsugorodási móddal társuló dinamikus gyűrűfeszültség, azaz a tömlőbilincs második dinamikus gyűrűfeszültsége előnyösen mintegy 6,89 χ 10⁵ és 2,76 χ 10⁷ Pa közötti tartományban, előnyösebben mintegy 5,52 χ 10⁶ és 2,41 χ 10⁷ Pa közötti tartományban, és legelőnyösebben mintegy 6,89 xlO⁶ és 1,79 χ 10⁷ Pa közötti tartományban van az egész -40 °C és +175 °C közötti hőmérséklet-tartományban. Ezen második zsugorodási móddal társuló statikus gyűrűfeszültség, azaz a tömlőbilincs második statikus gyűrűfeszültsége előnyösen mintegy 6,89 χ 10⁵ és 3,45 χ 10⁷ Pa közötti tartományban, előnyösebben mintegy 5,52 χ 10⁶és 3,10xlO⁷ Pa közötti tartományban és legelőnyösebben mintegy 6,89xlO⁶ és 2,48xlO⁷ Pa közötti tartományban van az egész -40 °C és +175 °C közötti hőmérséklet-tartományban.

Meglepő módon azt találtuk, hogy ha a tömlőbilincsbe legalább két átmérőredukáló jellemzőt beépítünk legalább két mechanikai nyújtási művelet útján, akkor a dinamikus gyűrűfeszültséggel kifejezett összeszorító erők kétszeresét is elérik annak, amit a manapság már bárhol beszerezhető technika állása szerinti hőre zsugorodó polimer bilincsekkel el lehet émi.

A találmány egy előnyös kiviteli alakja esetén az előkészített és tömlőbilinccsé alakított anyag ellenáll a motortérben általában előforduló vegyi anyagoknak, köztük etilénglikolnak, benzinnek, motorolajnak és önműködő sebességváltókban használt A és F típusú folyadékoknak. A benzin meghatározását lásd az ASTM D471 -79 számú szabvány ASTM Reference Fuel C (C jelű szabványos alap-tüzelőanyag) részében. A motorolaj meghatározását lásd az ASTM D471-79 számú szabvány ASTM Oil No. 3 (3 jelű szabványos motorolaj) részében. Az ASTM-D471-79 számú szabvány tartalmát ismertnek tekintjük. Az előnyös anyagok ezen folyadékokkal szembeni ellenállása akkora, hogy ha az anyagot etilénglikolba merítjük, és hét napon át 22 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának 101%-át, az eredeti szakadási nyúlásának 96%-át és az eredeti modulusának 86%-át megőrzi, és a duzzadása 1%-nál kisebb. Ha az előnyös bilincsanyagot benzinbe merítjük, és hét napon át 22 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának 93%-át, az eredeti szakadási nyúlásának 94%-át és az eredeti modulusának 91%-át megőrzi, és a duzzadása 24%, Ha az előnyös bilincsanyagot etilénglikolba merítjük, és hét napon át 70 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának 105%-át, az eredeti szakadási nyúlásának 102%-át és az eredeti modulusának 92%-át megőrzi, és a duzzadása 31%. Ha az anyagot motorolajba merítjük, és hét napon át 100 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának 104%-át, az eredeti szakadási nyúlásának 107%-át és az eredeti modulusának 101%-át megőrzi, és a duzzadása 11%. Ha az anyagot A típusú sebességváltó-olajba merítjük, és hét napon át 100 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának

HU 223 371 Β1

109%-át és az eredeti szakadási nyúlásának 130%-át megőrzi, és a duzzadása 5%. Ha az anyagot F típusú sebességváltó-olajba merítjük, és hét napon át 100 °C hőmérsékleten tartjuk, akkor az eredeti szakítószilárdságának 104%-át és az eredeti szakadási nyúlásának 100%-át megőrzi, és a duzzadása 5%.

Egy előnyös kiviteli alak esetén az előkészített és tömlőbilinccsé alakított anyag kopolimer, és egy előnyösebb kiviteli alak esetén kopoliészter. Az egyik előnyös anyagot, amely rendelkezik a fentebb körvonalazott jellemzőkkel, a DuPont Chemical cég forgalmazza HYTREL márkanéven. Közülük a HYTREL 4056 és a HYTREL 6346 jelű előnyös. Tervezzük más anyagok alkalmazását is, amelyek hasonló tulajdonságokkal bírnak, és teljesítik a fentebb felsorolt kritériumokat.

A találmány szerinti legalább kétszer orientált polimer tömlőbilincs egy előnyös kiviteli alak értelmében viszonylag rugalmas anyagból van, amely lehetővé teszi mind azt, hogy a bilincs egyenletes összeszorító erőt fejtsen ki, mind azt, hogy alkalmazkodjon a tömlő vagy a csőcsonk alakjának szabálytalanságaihoz. Ezen túlmenően a tömlőbilincs igyekszik követni a tömlőanyag tágulásait és összehúzódásait, vagyis önszabályozó, ami az elhúzódó zsugorodásának, a rugalmasságának és a hőtágulási együtthatójának együttes eredénye, és csökkenti a tömlőanyag azon hajlamát, hogy a bilincs és a csőcsonk vagy betét közül lassan kifolyjék. Ez a tulajdonság a nyomás, hőmérséklet és öregedés tömlőre vagy csövezésre és a csőcsonkokra vagy egyéb betétekre gyakorolt rövid távú és hosszú távú hatásait egyaránt célba veszi.

A tömlőbilincs több átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat, és egy előnyös kiviteli alak esetén két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat. Egy előnyös kiviteli alak esetén az első visszaeresztő hőmérsékletet úgy választjuk meg, hogy az biztosítson egy olyan kezdeti zsugorodási módot szobahőmérsékleten, vagy mintegy 0 °C és 40 °C közötti tartományban, előnyösebben mintegy 10 °C és 30 °C közötti tartományban és legelőnyösebben mintegy 15 °C és 25 °C közötti tartományban, amely által létrehozott összeszorító erő elég nagy ahhoz, hogy a tömlőbilincs és a tömlőszerelvény összekapcsolandó pontja között kellő kapcsolódást legyen képes fenntartani. A második visszaeresztő hőmérsékletet előnyösen úgy választjuk meg, hogy az biztosítson egy olyan második zsugorodási módot megemelt hőmérsékleteken mintegy 0 °C és 150 °C közötti tartományban, előnyösebben mintegy 15 °C és 100 °C közötti tartományban és legelőnyösebben mintegy 60 °C és 85 °C közötti tartományban, amely által létrehozott összeszorító erő dinamikus gyűrűfeszültségben kifejezve a technika állása szerinti polimer tömlőbilincsekénél tökéletesebb. Ezen tulajdonságok végeredménye egy olyan javított tömlőbilincs, amelyet a tömlő csatlakoztatandó végére és a csőcsonkokra, vagy más csatlakozószerelvényekre anélkül fel lehet helyezni, hogy kívülről hőt kellene vele közölni, és amely, miután a helyére került, és nagyobb hőmérsékletű folyadékot kezdenek rajta keresztül szállítani, tökéletesebb összeszorító erőt mutat dinamikus gyűrűfeszültségben kifejezve, és következésképpen nagyobb ellenállást melegszivárgás és hidegszivárgás ellen.

A találmány szerinti tömlőbilincs ezenkívül akkora gyűrűfeszültséget biztosít, amely elég nagy ahhoz, hogy a technika állása szerinti csőcsonkokkal és betétekkel szerelt gépjármű-hűtőrendszerekkel összekapcsolt tömlők lefújását és lehúzását lényegében véve megakadályozza. Ezenkívül a tömlőbilincs kellően ellenálló a gépjármű-hűtőrendszerben mint környezetben található vegyi anyagoknak, és kellően ellenáll a korróziónak, így hosszú élettartamon át el tudja látni a funkcióját. Könnyű a súlya és mentes olyan kiálló részektől, amelyek egyébként helyet foglalnának el, tengelyirányban és kerületi irányban külön pozicionálást tennének szükségessé, és piszokgyűjtő helyeket vagy sérülés forrásait képeznének. További előnye még a találmány szerinti tömlőbilincsnek, hogy több átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet révén gyorsan és egyszerűen fel lehet helyezni, és a szerelését gondtalanul be lehet illeszteni szerelősori műveletek közé. Mindeddig tulajdonságoknak és előnyöknek ilyen együttesét tömlőbilincsnél nem lehetett elérni, különösen nem gépjármű-hűtőrendszerbeli alkalmazásokra tervezett tömlőbilincseknél.

Míg a találmány szerinti legalább kétszer orientált polimer tömlőbilinccsel elérhető összeszorító erő dinamikus gyűrűfeszültség vonatkozásában általában eléri vagy kétszer meghaladja azt az erőt, amelyet a technika állása szerinti hővel zsugorítható polimer tömlőbilincset használva el lehet érni, egy konkrét tömlőbilincs által kifejtett összeszorító erő egy sor változó függvénye, köztük: a második névleges belső átmérőnek az első névleges átmérőhöz viszonyított aránya; az első névleges átmérőnek a tömlő külső átmérőjéhez viszonyított aránya; és a tárolási körülmények, amelyeknek a legalább kétszer orientált polimer bilincs ki van téve, köztük a tárolás hőmérséklete és időtartama. Általában azt lehet mondani, hogy minél nagyobb a második névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya, annál nagyobb az az összeszorító erő, amelyet adott bilincsben a második átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletén el lehet érni. Minél nagyobb a tömlő külső átmérőjének a bilincs második névleges belső átmérőjéhez viszonyított aránya, annál nagyobb az az összeszorító erő, amelyet adott bilincsben az első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletén el lehet émi. Ezen túlmenően, ha egy bilincs egy merev visszatartó elemen mintegy 20 °C-on van tartva például mintegy hat hónapnál rövidebb ideig, akkor nagyobb összeszorító erőt fog mutatni, mintha 50 °C-on hat hónapnál hosszabb ideig tartottuk volna.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Önszabályozó, orientált polimer típusú tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy a tömlőbilincs legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat.

HU 223 371 Β1
2. Az 1. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy a legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mintegy -40 °C és mintegy +175 °C közötti tartományban van.
3. A 2. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy a legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet változtathatóan előre meg van választva.
4. A 3. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletek előre megválasztása polimerorientálási hőmérsékletek előre megválasztásával van foganatosítva.
5. A 3. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy az átmérőredukáló visszaeresztő hőmérsékletek mindegyike úgy van változtathatóan előre megválasztva, hogy bármelyik másik átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklettől legalább mintegy 5 °Ckal eltér.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy különösen gépjármű-hűtőrendszerekkel összefüggő elasztomer tömlő és csőcsonkok csatlakoztatandó végei körüli összeszorító erő biztosítására a tömlőbilincs legalább kétszer orientált polimerből van kialakítva pánt formájában, és a legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyike mintegy -40 °C és mintegy +175 °C közötti tartományban van; a pánt a tömlő csatlakoztatandó vége körüli radiális elrendezésre van méretezve és kialakítva, miáltal a tömlőt a csőcsonkkal való szoros és folyadéktömör kapcsolódás irányába kényszerítőén, és a tömlő csőcsonkhoz képesti tengelyirányú elmozdulásának ellenállóan van kialakítva.
7. A 6. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy a pántnak van egy első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete, amely mintegy 0 °C és mintegy 40 °C közötti tartományban van, és van egy második átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete, amely mintegy 0 °C és mintegy 150 °C közötti tartományban van.
8. A 6. igénypont szerinti tömlőbilincs, azzal jellemezve, hogy a pántnak van egy első átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete, amely mintegy 10 °C és mintegy 30 °C közötti tartományban van, és van egy második átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklete, amely mintegy 15 °C és mintegy 100 °C közötti tartományban van.
9. Elasztomer tömlő, csőcsonk és tömlőbilincs alkotta szerelvény, amelynek része

a) egy csatlakoztatandó véggel rendelkező elasztomer tömlő,

b) egy csőcsonk, amely a tömlő csatlakoztatandó végébe be van helyezve, és

c) egy tömlőbilincs, amely fel van helyezve a tömlőre a csatlakoztatandó végénél, azzal jellemezve, hogy a tömlőbilincs legalább két átmérőredukáló visszaeresztő hőmérséklet mindegyikén zsugorodási reakciót mutat.
10. Eljárás tömlőbilincs előállítására, amely eljárás során polimerből pántot extrudálnak, amelynek van egy első névleges belső átmérője, majd a pántot mechanikailag tágítják egy első alkalommal, azzal jellemezve, hogy a tökéletesítés a következő lépések végrehajtásából áll:

a) az első alkalommal végrehajtott mechanikai tágítás során mintegy 0 °C és mintegy 150 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan második névleges belső átmérőre tágítunk, amelynél a második névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy 1,5:1,0 és mintegy 5,0:1,0 közötti tartományban van;

b) a pántot mechanikailag tágítjuk egy második alkalommal is mintegy 0 °C és mintegy 40 °C közötti hőmérséklet-tartományban egy olyan harmadik névleges belső átmérőre, amelynél a harmadik névleges belső átmérőnek az első névleges belső átmérőhöz viszonyított aránya mintegy 3,0:1,0 és mintegy 6,0:1,0 közötti tartományban van; és

c) a pántot egy visszatartó elemre helyezzük.

HU 223 371 Β1 Int. Cl.⁷: F 16 L 47/00

5. ábra

HU 223 371 Β1 Int. Cl.7: F 16 L 47/00

7. ábra