(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の受け取りあるいは分配のために、主にＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）から構成され、部品（４）を流体路に接続する結合部材であって、
第１構成材（１）、第２構成材（２）、および主として溶解可能な材料を具備する第３構成材（３）とを有し、
第３構成材（３）は、燃料の受け取りまたは分配のための部品４の熱融合継ぎ手を形成するように構成され、燃料に関する好ましくない高い透過性および膨張容積を有し、
第３構成材（３）は、材料接着作用およびポジティブ−ロッキング作用の少なくとも１つによって第１構成材（１）に接続され、
第２構成材（２）は、燃料に関して第３構成材（３）より強力なブロック容量および第３構成材（３）より高い強度を有し、
第２構成材（２）の材料は、完全にまたはほとんど第３構成材（３）の材料に埋め込まれ、
第２および第３の構成材（２，３）の体積比率は、互いが、燃料透過性、強度、膨張による体積変化に関する第２および第３構成材（２，３）の組み合わされた特性が、概ね燃料透過性、強度、膨張による体積変化に関する第２構成材の特性であるように選択され、
第１および第３構成材（１，３）の材料は、互いに熱融合可能である結合部材。
【請求項２】
第３構成材（３）の溶解可能な材料が熱可塑性材料である請求項１に記載の結合部材。
【請求項３】
第１構成材（１）が、ＰＡ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＢＮ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＰＰ、ＬＣＰ、脂肪族ポリケトン、およびフッ素熱可塑性材料から成る群から選択された少なくとも１つを備える請求項１に記載の結合部材。
【請求項４】
第２構成材（２）がＥＶＯＨ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＢＮ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＬＣＰ、脂肪族ポリケトン、およびフッ素熱可塑性材料または少なくとも金属あるいはガラスから成る群から選択された少なくとも１つを備える請求項１に記載の結合部材。
【請求項５】
第３構成材（３）が、燃料の受け取りまたは分配のための部品（４）の材料に可溶性のあるポリオレフィンを備える請求項１に記載の結合部材。
【請求項６】
ポリオレフィンが、官能化されたポリオレフィンである請求項５に記載の結合部材。
【請求項７】
第３構成材（３）内部における第２構成材の形状が、断面が燃料透過性である第３構成材（３）の断面の２０％から１００％が、第２構成材（２）によって覆われているように選択される請求項１に記載の結合部材。
【請求項８】
第２および第３構成材（２，３）が輪状である請求項１に記載の結合部材。
【請求項９】
第１構成材（１）が管状であり、第３構成材（３）によって囲繞される請求項８に記載の結合部材。
【請求項１０】
第１構成材（１）が、第３構成材（３）に結合するフランジ（６）を有する請求項９に記載の結合部材。
【請求項１１】
燃料ポンプのための、接続ソケット、バルブのハウジング、フィルソケット、締め付けフランジの少なくともひとつを形成する請求項１に記載の結合部材。
【請求項１２】
第１構成材（１）、第２構成材（２）、および主として溶解性材料を含んだ第３構成材（３）を有する結合部材の製造方法であって、；第３構成材（３）は燃料の受け取りまたは燃料の分配のための部品（４）に熱融合接合部を形成するように形状が決められており、燃料に対して、望ましくない高い透過性と膨張容積を有し、；第３構成材（３）は第１構成材（１）に、接着作用のある材料およびポジティブ−ロッキング作用の少なくとも１つによって、接続され、；第２構成材（２）は燃料に関して第３構成材（３）よりもブロック容量が大きく、強度があり、；第２構成材（２）の材料は第３構成材の材料中に完全にまたはほとんど埋め込まれ、；第２および第３の構成材（２，３）の互いに対する体積比率は第２および第３の構成材（２，３）の、燃料透過性、強度、および膨張による体積変化に関する、組み合わされた特性が、燃料透過性、強度、膨張による体積変化に関し、概ね第２構成材（２）の特性であるように選択され、；第１および第３構成材（１，３）の材料は互いに熱可融性であり、第２構成材（２）の材料を第３構成材（３）の静止した形成可能なコアへ注入するステップと；第１構成材（１）形成時に第３構成材（３）を第１構成材（１）の材料中に部分的に埋め込むステップと、を備える結合部材を製造する方法。
【請求項１３】
第２構成材（２）の材料の処理温度を第３構成材（３）の材料の分解温度よりも低い温度であるように選択するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部材に関し、特に、燃料の受け取りまたは分配のために提供され、主にＨＤＰＥ（高濃度ポリエチレン）ででき、部品を流体路に接続するためのパイプ形状ソケットに関する。結合部材は、第１、第２、および主に融解可能な材料による第３の構成材を有している。特に、第３構成材は、熱可塑性物質であり、燃料伝達部で熱融合継ぎ手を形成し、燃料に関して好ましくない高い透過性および膨張容積を有しており、第１構成材に材料接着および／またはポジティブ−ロッキングで接続されている。一方、第２構成材は、第３構成材より燃料に関しては大きなブロック容量と大きな強度を有する。また、本発明は結合部材の製造方法にも向けられている。
【背景技術】
【０００２】
周知のこの種の結合部材（ドイツ国特許公報１９５  ３５  ４１３）において、第１および第２の構成材は、ガソリンまたはディーゼル燃料のような燃料の拡散に関する非透過性を有しているが、燃料伝達部品例えば燃料タンクに溶接されたまたは融合された、第３構成材は、上記のような燃料の拡散に関する非透過性を有していない。第３構成材の材料は、第３構成材が、少なくとも外部層において、概ね主にＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で作られている熱融合継ぎ手または燃料タンクへの接続を形成できるように常に選択されなければならない。ＨＤＰＥは、燃料拡散性に関しては十分に非透過性ではない。単位時間毎に第３構成材へ拡散する燃料の量は、最少限度であるが長い時間にわたってみると無視できないことになる。さらに、第３構成材の材料は、燃料に関する望ましくない高い膨張容積と最少の断裂強度を有している。材料が膨張するとき、結合部材はタンクを断裂する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従来よりも単位時間当たり、燃料が結合部材を通して拡散する量が少なく、より強く膨張容積が減少した前述した種類の結合部材を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によると、前述した種類の結合部材を改良することは、第２構成材の材料が完全に、または、主に第３構成材の材料に埋め込まれ、第２および第３構成材の体積比率が、燃料透過性、強度、および膨張することによって生じた体積変化に関する第２および第３の構成材の混合された特性が、ほぼ第２構成材の特性であり、第１構成材と第３構成材が熱融合によって接続されることにより達成される。
【０００５】
この解決策によると、実質上、第２構成材は、第３構成材を通した燃料拡散および燃料を吸い上げることによって生じる膨張を妨げる。減少した膨張性は、第３構成材と燃料の受け取りおよび分配を提供する部品の間の接続力を増大させる。また、膨張の度合いは、第２および第３構成材の総体積の減少に関する第３構成材の体積比率により減少させられる。したがって、第２および第３の構成材の組合せの総合的強度は、第３構成材のみによる強度よりも大きい。
【０００６】
第１構成材の材料は、ＰＡ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＢＮ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＰＰ、脂肪族ポリケトン、ＬＣＰ、フッ素熱可塑性材料の少なくとも１つを含むことができ、第２構成材の材料は、ＥＶＯＨ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＢＮ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＬＣＰ、脂肪族ポリケトン、フッ素熱可塑性の材料の少なくとも１つを含むことができ、第３構成材の材料は、ポリオレフィン、とりわけ、燃料伝達材料への熱融合によって接続が可能である官能化されたポリエチレンを含むことができる。
【０００７】
第２構成材の材料は、第２および第３構成材の材料が、互いに及び燃料伝達部品４に加熱融合することが可能であるように修正することができる。燃料伝達部品４がＨＤＰＥを含んでいる場合、第２または第３の構成材または両方の構成材が、摩擦溶接または熱反射溶接によって燃料伝達部品４のＨＤＰＥに接続することが可能である。
【０００８】
さらに、第３構成材内部における第２構成材の形状は、燃料が透過する第３構成材の断面の１０％から１００％が第２構成材で覆われることが可能であるように選択することができる。
【０００９】
とりわけ、第２および第３構成材は輪状であることができる。次に結合部材は、容器特にタンクの開口部に接続するのに、適用可能である。
【００１０】
この接続では、第１構成材は管状であり、第３構成材によって囲繞することができる。この接続では、管状構成材は、流体路への接続を提供するために同時に形成することが可能である。例えば、流体路は、１つまたは複数の緊締リブを、ホースを形成している中の流体路上に備えることが可能であり、クランプすることが可能である。
【００１１】
さらに、第１構成材は第３構成材全体に結合するフランジを持つことが可能である。第１構成材が管状で、第３構成材によって囲繞されている表面上の接続において、これは単純な方法で第１および第３構成材のポジティブ−ロッキングによる接続および材料接着による接続を供給する。
【００１２】
結合部材は適用に依存して、異なる形状を有することができる。例えば、同時に、接続ソケット、バルブのハウジング、フィルソケット、または燃料ポンプ用締め付けフランジであることが可能である。
【００１３】
さらに、本発明記載の結合部材を製造するための単純な方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１４】
本発明によると、第２構成材の材料が、第３構成材の静止した形成可能な（ダクタイル）コアに注入され、第１の構成材の形成時に第１の構成材の中に第３構成材が注入によって部分的に埋め込まれる。この解決策によると、第３構成材の形成および第３構成材の静止形成可能なコアへの第２構成材のプラスチック材料の注入は、同一形状ツールによって、実現することが可能である。第３構成材の静止形成可能なコアへの第２構成材の材料の注入中に、波または渦巻きが両方の構成材の材料の境界表面上で生じるので、注入は、２つの材料の熱融合による材料接着接続ばかりでなく、第２および第３構成材の間のポジティブ−ロッキング接続を提供する。さらに、第１構成材の材料による第３構成材の注入による埋め込みは、単純な方法で材料の接着とし、第１および第３構成材の間のポジティブ−ロッキング接続を提供する。
【００１５】
第２構成材の材料の注入中に第２構成材の材料のあまりに高い温度の結果として第３構成材の材料が分解することを防止するために、第２構成材の処理温度は、第３構成材の材料の分解温度より小さなものに選択する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
結合部材は、詳しくは、第１構成材１と第２構成材２と、主に融解可能な材料、図示の実施例では、主に熱可塑性材料による第３構成材３を有し、これらは材料−接着及びポジティブ−ロッキングのやり方で相互に結合している。代替えとして、これらは材料−接着か又はポジティブ−ロッキング接続で接続することもできる。
【００１７】
また、構成材３および燃料伝達部品４は、摩擦溶接または熱反射溶接の手段で材料接着によって接続され、この種の溶接や融合は、熱融合接合または接続を構成材３および部品４の間にもたらす。
【００１８】
構成材１は、９０度に曲げられた実質上、管状ソケットであり、周端部の近傍に緊締リブ５を有し、その上にホースが押し込まれホースクランプによりパイプソケットの上に固定される。また、単一の緊締リブ５のみで締める代わりに、いくつかの前記緊締リブを順に供給することも可能である。さらに、構成材１は、構成材３のまわりに結合しているフランジ６を有しており、構成要素３を介して材料４の開口部７に貫通する区分を有し、結合部材を材料４に接合するときに開口部７に関し、結合部材を中央にする。
【００１９】
構成材３と同様に構成材２は、輪状であり、構成材３の成型中に、概ね、構成材３と同軸の静止した形成コアに注入される。その後、構成材３の材料は、射出成型によって、構成材１の材料に、部分的に埋め込まれ、輪状構成材３が管状ソケットを囲繞してフランジ６および構成材１の中央突起の間に取り囲まれる。
【００２０】
構成材３への構成材２の注入は、同一形状ツールを構成材２および３の形成のために使用することができる利点を有する。さらに、構成材３へ構成材２を注入したときに、それらの境界表面は互いに相対的に動き、波および／又は渦を形成し、これは２つの構成材２、３の間でポジティブ−ロッキング結合を引き起こす。
【００２１】
構成材２の材料は、構成材３の材料によって完全に囲繞されることが可能であり、又は、構成材３および材料４の接続インターフェースにまで延在することが可能であり、その結果、構成材２および材料４は図中の下部の方の破線によって図示されるように互いに最少面積でのみ接続する。代替えとして、または、追加的に、構成材２の材料はフランジ６に延在することも可能であり、その結果、構成材２および構成材１のフランジ６は上部の方の破線によって示されるように互いに最少面積で接続する。
【００２２】
燃料容器の場合における構成材４の材料は、少なくともその外側には、ガソリンやディーゼル燃料のような燃料が拡散できるＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を含んでいる。燃料の拡散がプラスチック材を通過することを妨げるように、部品４の壁面は、燃料が通過不可能な中間層（障壁）を含んでいる。
【００２３】
部品４の材料と熱融合接続を可能にするために、構成材３は、また、主としてポリオレフィン特に、官能化されたポリエチレン（ＰＥ）を含み、部品４のＨＤＰＥと共に、摩擦溶接または熱反射溶接で接続されることによって、熱融合接合部を形成する。一般に、構成材３の材料も主にＨＤＰＥである。構成材３の官能化されたＰＥまたはＨＤＰＥも、燃料一般に炭化水素のロッキング又は拡散に対する障壁機能を実施するのに十分ではない。燃料拡散に関する不透過性またはロック作用は、構成材２が完全にまたはほとんど構成材３中に、図示するように、埋め込まれているという理由で達成されている。一般に、構成材２および３の体積比率は、燃料透過性、強度、膨張による体積変化に関して２つの構成材２、３の組み合わされた特性が概ね構成材２の特性であるように選択される。このようにして、両方の構成材２、３の総合強度は増加し、両方の構成材２、３の組合せの燃料に関する膨張容量は、構成材３の材料の膨張容量と比較して、構成材２の膨張容量の減少の結果、減少する。
【００２４】
さらに、構成材１および３の間に、最少の自由空間８が提供されており、構成材３および部品４がいっしょに溶接されるときに、接続表面の端部に出現する溶解材料が、流れることが可能である。
【００２５】
構成材１のための材料としてとりわけ、ふさわしい材料は、ポリアミド（ＰＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、例えば、部分的なアロマチックポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、脂肪族ポリケトン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フルオロサーモプラスチック材料のうちの少なくとも１つである。
【００２６】
構成材２は少なくともエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＢＮ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＬＣＰ、脂肪族ポリケトン、フッ素−熱可塑性材料の１つを含む。代替え的に、また、構成材２は、少なくとも金属（金属合金）またはガラスのひとつを含むこともできる。
【００２７】
したがって、構成材１および２の材料は、ガソリンまたはディーゼル燃料のような炭化水素の拡散に関して大きな障壁機能を有している。
【００２８】
第２構成材を第３構成材へ注入する代わりに、両方の材料を混合することもできる。
【００２９】
一般に、構成材３の内側の構成材２の形状は、燃料に対し透過性の構成材３の断面の１０％から１００％が構成材２で覆われるように選択される。
【００３０】
構成材２および３の材料の組合せが構成材２がＨＤＰＥと比較して、より高い温度形状抵抗、より高い融点、および高い温度でのより高い強度の材料が選択されると、構成材３の高い形状安定性ばかりでなく、全体の結合部材の高い形状安定性をもたらす。
【００３１】
構成材２の材料の処理温度は常に構成材３の材料の分解温度より低くなるように選択される。さらに、構成材２および３の組合せの材料の膨張特性は、構成材３の材料だけの材料の膨張特性よりも小さい。
【００３２】
構成材１、２、３の全ての材料は強化でき、特に、ファイバー、例えばグラスファイバー、プラスチック、またはミネラルファイバーまたはいわゆるミネラルのナノ粒子によって強化できる。
【００３３】
３つの構成材料１から３の少なくとも１つの熱可塑性材料は、燃料に関するその不透過性を向上するためにクロスリンクが可能である。構成材２および３の材料がクロスリンクされているとき、交互に、それらはよりよい熱融合接続を形成する。
【００３４】
本発明による結合部材は、液体路のための接続ソケットとして用いるばかりでなくチェックバルブのためのハウジング、いわゆるロールオーバーバルブで、車両横転時に燃料の漏れを阻止するために車両における燃料タンクの開口部を開けるときにしばしば使用されるものとして用いられ、または、燃料タンクにおける容器の燃料ソケットとして、または燃料ポンプのための締結フランジとして用いられる。
【００３５】
本発明の特定の実施例が本発明の工夫した主な原則を図示して詳細に示し、説明したが、本発明はそのような原則から逸脱しない範囲においてさまざまな実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】燃料容器の形で部分的に図示されている燃料伝達部の開口縁部に接続されている本発明記載の結合部材の１つの実施形態の断面を示している図である。
【図１】
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