PL185715B1

PL185715B1 - Sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu i sposób mocowania polimerowego zacisku na złączu przewodu z rurą

Info

Publication number: PL185715B1
Application number: PL97332620A
Authority: PL
Inventors: Robert E. Stuemky
Original assignee: Gates Corp
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2003-07-31
Also published as: DE69714750T2; HU223371B1; EP0931233B1; US6170885B1; WO1998015770A1; CA2268319C; AU4908397A; AR008662A1; ES2182044T3; HK1022510A1; BR9712286A; DE69714750D1; HUP9904519A2; EP0931233A1; HUP9904519A3; PL332620A1; CN1233319A; CN1083961C; AU723499B2; KR100332082B1

Abstract

1 . Sposób ksztaltowania polimerowego zacisku przewodu, w którym ksztaltuje sie opa- ske o pierwszej nominalnej srednicy wewnetrz- nej, która nastepnie rozszerza sie mechanicznie po raz pierwszy, znamienny tym, ze mecha- niczne rozszerzanie przeprowadza sie w tempe- raturze wybranej z zakresu od okolo 0°C do okolo 150°C uzyskujac opaske (10) o drugiej nominalnej srednicy wewnetrznej (B), przy czym stosunek drugiej nominalnej srednicy wewnetrznej (B) do pierwszej nominalnej srednicy wewnetrznej (A) wynosi od okolo 1,5:1,0 do okolo 5,0:1,0, po czym rozszerza sie mechanicznie opaske (10) po raz drugi w tem- peraturze wybranej z zakresu od okolo 0°C do okolo 40°C, do trzeciej nominalnej srednicy wewnetrznej (C), przy czym stosunek trzeciej nominalnej srednicy wewnetrznej (C) do pierwszej nominalnej srednicy wewnetrznej (A) wynosi od okolo 3,0:1,0 do okolo 6,0:1,0 i na koniec opaske (10) umieszcza sie na ogra- niczniku (20). P L 185715 81 F IG . 6 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu, w szczególności dla przewodów giętkich z elastomeru, rur, uchwytów i elementów spajających, takich jak trzony i wstawki, jak również sposób mocowania polimerowego zacisku na złączu przewodu z rurą. Zacisk taki wykonany jest z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru, charakteryzującego się kurczliwością w przynajmniej dwóch temperaturach. Zacisk według wynalazku zapewnia lepsze przyleganie materiału do giętkich przewodów z elastomeru i rur. Wynalazek niniejszy odnosi się w szczególności do zacisku służącego do uszczelniania połączenia przewodów giętkich i rur z elementami połączonymi z systemami chłodzącymi w samochodach.

Przewody giętkie i rury z elastomeru, zwane dalej przewodami giętkimi lub przewodami, wykorzystywane są powszechnie w systemach transportu rozmaitych płynów, które mogą się znajdować pod różnymi ciśnieniami i w różnych temperaturach. Efektywne działanie takiego systemu wymaga zastosowania szczelnych połączeń między przewodami giętkimi a trzonami, złączkami nakrętnymi i innymi uchwytami, przy czym połączenia te nie mogą się rozszczelniać pod wpływem wysokiego ciśnienia płynów. Rozszczelnianie takie określane jest mianem „wypchnięcia”. Do oddzielenia przewodu giętkiego od uchwytu dojść może również w wyniku działania czynników zewnętrznych i wówczas określa się je mianem „ściągnięcie”.

Połączeń między przewodami giętkimi a złączkami lub innymi uchwytami dokonuje się zazwyczaj poprzez umieszczenie wolnego końca przewodu giętkiego na przykład na trzonie. Przewód taki i trzon są tak dopasowane, że po wsunięciu wolnego końca przewodu trzon pozostaje na trzonie. W umiarkowanej temperaturze lub przy umiarkowanym ciśnieniu tego rodzaju połączenie z reguły wystarcza. Zazwyczaj jednak na przewodzie, w pobliżu jego wolnego końca umieszcza się zacisk dla zapewnienia ściślejszego przylegania przewodu do trzona, co pozwala uniknąć przeciekania oraz rozdzielenia w wyniku wypchnięcia lub ściągnięcia.

Zaciski dla przewodów produkuje się z różnych materiałów, w rozmaitych wymiarach i kształtach. Szereg dostępnych rozwiązań zacisków wraz z ich słabymi stronami opisano w amerykańskim patencie 5340167. Często spotykaną wadą znanych zacisków z metalu jest ich rdzewienie, ryzyko uszkodzenia przewodów przez ostre metalowe brzegi zacisków, występy w zaciskach wymagające ściśle określonego umieszczenia zacisku względem osi i obwodu przewodu, trudności z zastosowaniem szybkiej automatycznej linii produkcyjnej w przypadku zacisków tego rodzaju. Co więcej, większość zacisków znanych ze stanu techniki charakteryzuje się niewystarczającymi własnościami samonastawnymi. Innymi słowy, nie posiadają one zdolności rozszerzania się i kurczenia wraz ze zmianami objętościowymi zaciskanych materiałów.

Podstawowym problemem dotyczącym zacisków w nowoczesnych samochodowych systemach chłodzenia są pojawiające się z czasem przecieki chłodziwa. Dochodzi do nich zasadniczo w momencie schłodzenia systemu chłodzącego. W starszych systemach przecieki tego rodzaju występują powszechnie, natomiast w nowszych systemach nie wyeliminowano jeszcze całkowicie problemu przeciekania. Do przecieku tego rodzaju dochodzi w wyniku trwałego odkształcenia materiału, z jakiego wykonano przewód i jego skurczenia się w momencie spadku temperatury. Siła wywierana przez zacisk wraz z wystawieniem na działanie wysokiej temperatury towarzyszącej przepływowi chłodziwa przez system powodują wysuwanie się materiału, z jakiego wykonano przewód, z zacisku. Zjawisko to występuje w efekcie trwałego odkształcenia materiału przewodu. Następnie, w czasie pracy systemu chłodzenia przez miejsce umieszczenia zacisku zaczyna się wydostawać chłodziwo znacznie schładzając otoczenie. W wyniku tego przewód ulega skurczeniu i wysuwa się z zacisku. Tym samym dochodzi do nieszczelności i wycieku chłodziwa.

185 715

Przeciek taki jest jeszcze znaczniejszy, gdy dany zacisk wywiera nierównomierną siłę wzdłuż obwodu przewodu. W wyniku tego dochodzi do rozdzielenia trzonu od przewodu, przerwania uszczelnienia i przecieku. Taką nierównomierna siła działania zacisku prowadzić może do przecieku nawet wtedy, gdy system nie jest schłodzony. Pewne nieciągłości znajdywane w wielu zaciskach znanych ze stanu techniki niejednokrotnie prowadziły do wycieków chłodziwa.

Dla celów niniejszego wynalazku określenie „dynamiczne naprężenie obwodowe” oznacza siłę ściskającą, jaką zacisk przewodu wywiera na jednostkę powierzchni przedmiotu zaciskanego w wyniku aktywnego zmniejszania wewnętrznej średnicy zacisku. Natomiast określenie „statyczne naprężenie obwodowe” oznacza siłę ściskającą, jaką zacisk wywiera na jednostkę powierzchni zaciskanego przedmiotu, w reakcji na siłę dążącą do rozciągnięcia zaciskanego przedmiotu. Siła ta spowodowana jest istnieniem ciśnienia przepływającego płynu, a ponadto rozszerzalnością cieplną przewodu z elastomeru, wokół którego zaciśnięto opaskę. Dynamiczne i statyczne naprężenia obwodowe dla danego zacisku zależą od warunków jego zastosowania.

Przedmiotem amerykańskiego opisu patentowego 5340167 jest usprawnienie zacisku względem wcześniejszych rozwiązań znanych ze stanu techniki. Zaprezentowane tam rozwiązanie przewiduje zastosowanie termokurczliwej opaski z polimeru, ulegającej skurczeniu przy jednej, określonej wartości temperatury. Opaskę taką można umieścić wokół przewodu z elastomeru i trzonu lub innego urządzenia łączącego. Zacisk taki stosuje się umieszczając go luźno na końcu przewodu, lokując ów koniec na trzonie lub wstawce, a następnie podgrzewając zacisk do określonej temperatury, w której następuje kurczenie. Temperaturę, w której dochodzi do kurczenia się zacisku określa się jako temperaturę zmniejszania się średnicy. Temperatura taka lub zbliżona do niej utrzymywana jest przynajmniej dopóty, dopóki zacisk skurczy się wokół wspomnianego końca. Ze względu na to, że materiał, z jakiego wykonano zacisk z polimeru, jest dość giętki, a przy tym w zacisku takim brak wyraźnych nieciągłości, siłą działania zacisku jest stosunkowo równomiernie rozłożona.

Termokurczliwy zacisk z polimeru charakteryzuje się znacznie większą samonastawnością, jak również lepszym naprężeniem dynamicznym i statycznym, opierając się skutecznie wypychaniu i ściąganiu, w porównaniu z tradycyjnie stosowanymi zaciskami. Ponadto pozbawiony jest on jakichkolwiek wypustek, które zajmowałyby miejsce, wymagałyby określonego umiejscowienia wzdłuż osi i obwodu, powodowałyby ryzyko urazu i stanowiły miejsce zbierania się zanieczyszczeń. Zacisk tego typu dopasowuje się ponadto do nieregulamości trzonu i wstawek. Jednakże instalacja takiego zacisku wymaga użycia źródła ciepła w celu uzyskania właściwego ułożenia zacisku wokół końca przewodu, co nastręcza pewnych trudności. Jest to szczególnie trudne w warunkach linii produkcyjnej, gdzie stosowane są różne rodzaje połączeń przewodów. I tak systemy takich połączeń mogą być ułożone w różnych kierunkach, przykładowo poziomo i pionowo, charakteryzować się różnymi średnicami, znajdować się w ciasnych obszarach, otoczonych inną aparaturą. Ponadto konieczne jest wówczas ogrzewanie przez pewien czas, wystarczający do właściwego połączenia zacisku i przewodu. Okres taki wynosić może od kilku sekund do kilkunastu minut, w zależności od wielkości i położenia zacisku. Tym samym proces ogrzewania jest czasochłonny i niepraktyczny w przypadku automatycznych linii produkcyjnych. Konieczne może być również umieszczenie wzdłuż linii dodatkowych źródeł mocy do podłączenia źródeł ciepła.

Termokurczliwa opaska jest ponadto czuła na błędy operatora, ponieważ jeżeli ciepło nie zostanie rozprowadzone równomiernie, opaska nie przylega dokładnie do miejsca połączenia, w wyniku czego może dojść do przecieku. W celu uzyskania równomiernego ogrzewania może się okazać konieczne zastosowanie urządzenia kontrolującego rozprowadzanie ciepła. Ponadto, o ile zacisk nie zostanie umiejscowiony we właściwym miejscu, właściwe rozprowadzenie ciepła nie będzie w stanie zrekompensować powyższych braków, co również może prowadzić do przecieku.

Ze zgłoszenia wzoru użytkowego nr 86642 znana jest termokurczliwa koszulka na złącza rur, która składa się z elementów o konkretnych proporcjach, która dostosowuje się do złącza po obkurczeniu.

185 715

W polskim opisie patentowym nr 180558 opisano obudowę z termokurczliwego tworzywa sztucznego przeznaczoną do izolowania połączeń rur. Obudowa ta ma zdolność jednokrotnego kurczenia się w odpowiedzi na przyłożenie doń podwyższonej temperatury. Poddanie tej obudowy działaniu wielu różnych temperatur, nawet coraz wyższych skutkuje jedynie jednokrotnym skurczeniem się obudowy, która dąży do powrotu do jednej, konkretnej średnicy. W związku z powyższym, stosowanie tego rodzaju obudowy w procesie produkcyjnym związane jest z kosztownymi i pracochłonnymi, wieloetapowymi operacjami np. użyciem dodatkowego, niezależnego źródła ciepła, precyzyjnym umieszczeniem obudowy w docelowym położeniu bezpośrednio przed podgrzaniem itp.

Sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu, w którym kształtuje się opaskę o pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, którą następnie rozszerza się mechanicznie po raz pierwszy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechaniczne rozszerzanie przeprowadza się w temperaturze wybranej z zakresu od około 0°C do około 150°C uzyskując opaskę o drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej, przy czym stosunek drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej wynosi od około 1,5:1,0 do około 5,0:1,0, po czym rozszerza się mechanicznie opaskę po raz drugi w temperaturze wybranej z zakresu od około 0°C do około 40°C, do trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej, przy czym stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej -wynosi od około 3,0:1,0 do około 6,0:1,0 i na koniec opaskę umieszcza się na ograniczniku.

Korzystnie, przed mechanicznym rozszerzaniem opaski po raz drugi umieszcza się opaskę w temperaturze wybranej z zakresu od 15°C do -40°C.

W innym wariancie wynalazku, sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu, w którym kształtuje się opaskę o pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, nadaje się opasce pierwszą temperaturę utwardzania, rozszerza się mechanicznie opaskę do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej, charakteryzuje się tym, że następnie nadaje się opasce drugą temperaturę utwardzania i rozszerza się mechanicznie opaskę do trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej.

Korzystnie, pierwszą temperaturę utwardzania wybiera się z zakresu od około 0°C do około 150°C, zaś drugą temperaturę utwardzania wybiera się z zakresu od około 0°C do około 40°C.

Również korzystnie, pierwszą temperaturę utwardzania i drugą temperaturę utwardzania dobiera się tak, że różnią się one od siebie o więcej, niż 5°C.

W innym korzystnym wariancie, wzajemny stosunek mechanicznego rozrzeszania dobiera się w taki sposób, że stosunek drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej wynosi od około 1,5:1,0 do około 5,0:1,0, zaś stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej wynosi od około 3,0:1,0 do około 6,0:1,0.

Sposób mocowania polimerowego zacisku na złączu przewodu z rurą w którym umieszcza się zacisk na końcówce przewodu, zaś końcówkę przewodu nakłada się na rurę tworząc złącze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obkurcza się zacisk na końcówce przewodu po raz pierwszy doprowadzając go do temperatury równej przynajmniej pierwszej temperaturze wyzwalającej zmniejszanie średnicy zacisku tak, że zacisk osiąga pierwszą nominalną średnicę tworząc wstępne uszczelnienie, wprowadza się do przewodu medium o temperaturze równej przynajmniej drugiej temperaturze wyzwalającej zmniejszanie średnicy zacisku, doprowadzając zacisk do tej samej temperatury, co medium i obkurczając go po raz drugi do drugiej średnicy, różnej od pierwszej średnicy.

Korzystnie, przed umieszczeniem zacisku na końcówce przewodu, doprowadza się go do temperatury wybranej z zakresu od około 0°C do około -60°Ć.

Również korzystnie, pierwszą temperaturę wyzwalającą zmniejszanie średnicy zacisku wybiera się z zakresu od około -40°C do około 40°C, zaś drugą temperaturę wyzwalającą zmniejszanie średnicy zacisku wybiera się z zakresu od około -40°C do około 175°C.

Sposób według wynalazku umożliwia wykonanie samonastawnego zacisku do zastosowania do przewodów giętkich, z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru. Zacisk

185 715 taki obejmuje opaskę kurczącą się w każdej z przynajmniej dwóch temperatur zmniejszania się średnicy.

Zacisk taki wywiera jednolitą siłę wokół połączenia końcówki przewodu, w którym występują korzystnie rozłożone naprężenia dynamiczne i statyczne, a ponadto można go łatwo instalować na końcówkach połączenia bez konieczności ogrzewania z zewnątrz.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok zacisku do przewodów i rur, znanego ze stanu techniki; fig. 2 przedstawia perspektywiczny widok preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku przed pierwszym ukierunkowaniem polimeru, z którego wykonywany jest zacisk; fig. 3 przedstawia widok boczny preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku po pierwszym ukierunkowaniu polimeru a przed drugim jego ukierunkowaniem; fig. 4 przedstawia widok boczny preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku po drugim ukierunkowaniu polimeru; fig. 5 przedstawia widok boczny preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku ukazujący ukierunkowaną opaskę polimerową po wstępnym obkurczeniu wokół końca przewodu wzdłuż linii 5-5 pokazanej na fig. 6; fig. 6 przedstawia częściowy przekrój perspektywiczny boczny przykładu wykonania wynalazku, ukazujący jego zastosowanie w przypadku przewodu umieszczonego na trzonie; fig. 7 przedstawia perspektywiczny widok kolejnego preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku, ukazujący opaskę polimerową przed i po pierwszym i drugim ukierunkowaniu polimeru; fig. 8 przedstawia widok boczny kolejnego preferowanego rozwiązania niniejszego wynalazku, ukazujący ukierunkowaną opaskę polimerową po wstępnym obkurczeniu wokół końca przewodu; fig. 9 przedstawia widok boczny ukazujący jedno rozwiązanie kolistego ogranicznika, wykorzystywanego wraz z niniejszym wynalazkiem.

Na figurze 1 przedstawiono przykładowy zacisk do przewodów znany ze stanu techniki. Jest to termokurczliwy zacisk do przewodów i rur, który z uwagi na mniejszą siłę zacisku i trudności z instalacją stanowi gorsze rozwiązanie w zestawieniu z proponowanym tutaj.

Na figurze 2 przedstawiono samonastawny zacisk 10 z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru wykorzystywanego do przewodów i rur, pokazany tu przed ukierunkowaniem, czyli rozszerzeniem. Określenie „przynajmniej dwukrotnie ukierunkowany polimer” oznacza w tym kontekście polimer, który został ukierunkowany, to jest przynajmniej dwukrotnie mechanicznie rozszerzony w celu uzyskania polimeru charakteryzującego się kurczliwością w przynajmniej dwóch temperaturach zmniejszania się średnicy.

Wewnętrzna średnica A zacisku 10 określana jest tu jako pierwsza nominalna średnica wewnętrzna. Średnica ta jest zasadniczo mniejsza od zewnętrznej średnicy końca przewodu, wokół którego należy umieścić zacisk. Zacisk 10 wykonać można poprzez wytłaczanie rurki z materiału na zacisk, tak by w środku znalazł się otwór 12, a następnie poprzez obcinanie na pożądaną długość. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem zacisk wykonany jest w taki sposób, by stosunek zewnętrznej średnicy przewodu, wokół którego ma być umieszczony zacisk, do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej wynosił od około 2,5:1,0 do około 5,0:1,0, zaś korzystniej od około 3,0:1,0 do około 4,8:1,0, a najkorzystniej od około 3,5:1,0 do około 4,5:1,0.

Niższy współczynnik materiału zacisku, wykorzystywanego dla potrzeb niniejszego wynalazku, pozwala na jego wykorzystanie na większej szerokości w porównaniu z zaciskami metalowymi znanymi ze stanu techniki. Zacisk taki rozciągać się może wokół główki trzonu, nie tracąc nic ze swojej szczelności. Jednorodny materiał, z którego wykonano zacisk, a ponadto jego jednolita budowa pozwalają na uzyskanie zacisku o większej grubości. W przypadku zacisków metalowych analogiczna grubość mogłaby doprowadzić do wystąpienia przecieków. I tak przykładowo, zacisk według niniejszego wynalazku stosowany dla elastomerowego przewodu o średnicy wewnętrznej 6,4 cm (2,5 cala) charakteryzuje się szerokością od około 3, 05 cm (1,2 cala) do około 3,56 cm (1,4 cala), a grubością od około 0,2 cm (0,08 cala) do około 0,25 cm (0,1 cala). Zgodnie z innym przykładem zacisk według niniejszego wynalazku stosowany dla przewodu o średnicy wewnętrznej 1,91 cm (0,75 cala) charakteryzuje się szerokością od około 1,90 cm (0,75 cala) do około 2,39 cm (0,94 cala), a grubością od około 0,15 cm (O, 06 cala) do około 0,2 cm (0,08 cala).

185 715

Rurka pokazana na fig. 2, jest po raz pierwszy rozszerzana mechanicznie w określonej temperaturze, przyjmując kształt, jaki zaznaczono na fig. 3 ciągłą linią. Wówczas zacisk 10 mą średnicę zewnętrzną B, którą zachowuje przez pewien czas po pierwszym ukierunkowaniu polimeru, a przed drugim jego ukierunkowaniem. Średnicę tę określa się mianem drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej. Druga nominalna średnica wewnętrzna jest również mniejsza od zewnętrznej średnicy przewodu, lecz jednocześnie większa od pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku. W wyniku pierwszego mechanicznego rozszerzenia uzyskuje się pierwsze ukierunkowanie polimeru. Proces ten polega na mechanicznym odkształceniu polimeru w celu uzyskania polimeru o odpowiednim naprężeniu, a który będzie przez to reagował na jedną z dwóch lub więcej temperatur zmniejszania się średnicy. Zwolnienie naprężenia związane z etapem rozszerzania przejawia się tym, że polimer dąży do odkształcenia, by powrócić do pierwotnego kształtu przed pierwszym ukierunkowaniem polimeru, to jest do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej A. Do zwolnienia naprężenia dochodzi w wyniku poddania zacisku działaniu temperatury zbliżonej do temperatury towarzyszącej pierwszemu mechanicznemu rozszerzaniu.

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem mechaniczne rozszerzanie odbywa się w taki sposób, by stosunek drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku wynosił od około 1,5:1,0 do około 5,0:1,0, zaś korzystniej od około 2,5:1,0 do około 4,2:1:0, zaś najkorzystniej od około 3,0:1,0 do około 4,0:1,0.

Opaski polimerowe, z których wykonywane są zaciski przewodów według niniejszego wynalazku, reagują na każdą z przynajmniej dwóch temperatur zmniejszania się średnicy, które zgodnie z korzystnym rozwiązaniem mieszczą się w przedziale od około - 40°C do około 175°C. Wystawienie opaski na każdą z tych temperatur powoduje jej kurczenie się. Istnieje możliwość dowolnego dobrania temperatur zmniejszania się średnicy. Wartości te należałoby uprzednio dobrać w taki sposób, by w każdej z nich zachodził inny etap kurczenia się. Innymi słowy, dla danej opaski każda temperatura zmniejszania się średnicy winna, zgodnie z korzystnym rozwiązaniem, różnić się przynajmniej o 5°C od innej wartości temperatury zmniejszania się średnicy z danego przedziału.

W przypadku zastosowania preferowanego polimeru, każdy proces mechanicznego rozszerzania odbywa się w temperaturze poniżej punktu topnienia substancji, z jakiej wykonano przewód i trzon, lecz powyżej około -40°C, a korzystnie powyżej -10°C.

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem niniejszego wynalazku w przypadku samochodowych systemów chłodzących pierwsze mechaniczne rozszerzanie wykonywane jest w temperaturze od około 0°C do około 150°C, a korzystniej od około 15°Ć do 100°C, zaś najkorzystniej od około 60°C do około 85°C. Zgodnie z tym rozwiązaniem, pierwsze mechaniczne rozszerzanie przeprowadzane w stosunkowo wysokiej temperaturze daje takiemu zaciskowi zdolność do reagowania na drugą z przynajmniej dwóch temperatur zmniejszania się średnicy.

Po mechanicznym rozszerzeniu zacisku po raz pierwszy, może on czasowo zachować drugą nominalną średnicę zewnętrzną poprzez odpowiednie schłodzenie, to jest umieszczenie w temperaturze od około 15°C do około -40°C, a korzystniej od około 10°C do około -25°C, zaś najkorzystniej od około 5°C do około -20°C. Ukierunkowana opaska może być, zgodnie z alternatywnym rozwiązaniem umieszczona na ograniczniku, co zapobiegnie skurczeniu się opaski, a przez to i zmniejszeniu się drugiej nominalnej średnicy. W ramach ogranicznika wykorzystać można dowolny materiał zawierający tekturę, może on też charakteryzować się okrągłym kształtem i zewnętrzną średnicą nieznacznie mniejszą od drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej opaski, co pozwoli na jej umieszczenie na owym ograniczniku.

Następnie zacisk taki poddawany jest mechanicznemu rozszerzaniu po raz drugi. Proces taki odbywa się przy ustalonej uprzednio temperaturze, zaś sam zacisk uzyskuje kształt, jaki zaznaczono na fig. 4 z pomocą linii ciągłych. Po zakończeniu i tego procesu rozszerzania zacisk charakteryzuje się wewnętrzną średnica C, która nie zmienia się przez pewien czas po drugim ukierunkowaniu polimeru, a przed kolejnymi procesami rozszerzania lub też kurczenia się wokół końca przewodu. Średnicę tę określa się mianem trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej. Jest ona zasadniczo większa od zewnętrznej średnicy przewodu. W trakcie drugiego procesu rozszerzania dochodzi do drugiego ukierunkowania polimeru, co oznacza po

185 715 wtórne odkształcenie polimeru w celu uzyskania dodatkowego naprężenia w strukturze polimeru. Dzięki temu będzie on czuły na drugą z dwóch lub więcej wartości temperatur zmniejszania się średnicy. Zwolnienie naprężenia związanego z tym etapem rozszerzania przejawia się tym, że polimer dąży do odkształcania się, by powrócić do pierwotnego kształtu przed drugim ukierunkowaniem polimeru, to jest do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej B. Do zwolnienia naprężenia dochodzi w wyniku poddania zacisku działaniu temperatury zbliżonej do temperatury towarzyszącej drugiemu mechanicznemu rozszerzaniu.

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem drugiego mechanicznego rozszerzania dokonuje się w taki sposób, by stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku wynosił od około 3,0:1,0 do około 6,0:1,0, zaś korzystniej od około 4,0:1,0 do około 5,5:1:0, zaś najkorzystniej od około 4,4:1,0 do około 5,2:1,0. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem niniejszego wynalazku w przypadku samochodowych systemów chłodzących drugie mechaniczne rozszerzanie wykonywane jest w temperaturze od około 0°C do około 40°C, a korzystniej od około 10°C do około 30°C, zaś najkorzystniej od około 15°C do około 25°C. Zakresy te obejmują zasadniczo temperaturę określaną „temperaturą pokojową”. Zgodnie z tym rozwiązaniem proces drugiego mechanicznego rozszerzania w temperaturze pokojowej daje takiemu zaciskowi zdolność do reagowania na pierwszą z przynajmniej dwóch temperatur zmniejszania się średnicy.

Po mechanicznym rozszerzeniu zacisku po raz drugi, jak również po przeprowadzeniu wszelkich procesów rozszerzania w temperaturze pokojowej, zacisk z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru może być czasowo zamocowany na okrągłymi sztywnym ograniczniku, który opierać się będzie siłom wywieranym przez zacisk, który to zacisk ma tendencje do przybierania wymiarów, jakie posiadał przed ukierunkowaniem. Przykładowy sztywny ogranicznik zaprezentowano na fig. 9. Obejmuje on sztywną opaskę o łączonych na styk lub zszytych końcach w taki sposób, by uzyskać obręcz lub pierścień 20. Termin „zszyty” w tym kontekście oznacza splecione występy lub połączenie na pióro i wpust, przy czym końce takiego ogranicznika charakteryzują się obecnością naprzemiennych ząbków i wgłębień, łączących się z podobnymi elementami na przeciwległym końcu. Ogranicznik, który co prawdą musi charakteryzować się odpowiednią siłą by nie ulec wgięciu pod wpływem siły wywieranej przez zacisk, musi mimo wszystko ulegać zgnieceniu pod wpływem siły o promienistym kierunku, wywieranej przez odpowiednie narzędzie lub rękę. Jest to konieczne ze względu na konieczność usunięcia opaski z ogranicznika przed jej zastosowaniem. Opaskę taką można wykonać z dowolnego trwałego materiału, jak choćby aluminium, stali, wzmocnionego kartonu i wełny, zaś zgodnie z korzystnym rozwiązaniem wykonana jest z aluminium. Grubość pierścienia waha się w zależności od wymiarów i siły wywieranej przez zacisk wykonany z ukierunkowanego polimeru.

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem sztywny ogranicznik wykonany jest z ćwierćlub półtwardego stopu aluminium.

Zgodnie z tym rozwiązaniem w celu przystosowania zacisków z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru przeznaczonych dla standardowych przewodów o wewnętrznej średnicy wynoszącej od około 0,64 cm (0,25 cala) do około 7,93 cm (3,125 cala), to jest dla ograniczników o zewnętrznej średnicy wynoszącej od około 0,15 cm (0,6 cala) do około 10,7 cm (4,2 cala), ogranicznik charakteryzuje się grubością ścianki od około 0,025 cm (0,01 cala) do około 0,13 cm (0,05 cala), a korzystniej od około 0,038 cm (0,015 cala) do około 0,1 cm (0,04 cala), zaś najkorzystniej od około 0, 051 cm 0,051 cm (0,02 cala) do około 0,035 cala (0,089 cm). Korzystne jest, by ogranicznik miał szerokość od około 1,27 cm (0,5 cala) do około 5,08 cm (2,0 cale), a korzystniej od około 1,4 cm (0,55 cala) do około 4,45 cm (1,75 cala), zaś najkorzystniej od około 1,52 cm (0,6 cala) do około 4,06 cm (1,6 cala).

Zacisk wykonany z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru poddać można dodatkowym procesom mechanicznego rozszerzania, o ile istnieje potrzeba uczynienia go czułym na inne wartości temperatury zmniejszania się średnicy. Jednak w tym momencie możliwe jest też przygotowanie zacisku 10 do umieszczenia na końcu elastomerowego przewodu, do zaciśnięcia połączenia przewodu 14 z trzonem lub wstawką 16, co pokazano na fig. 6. Trzon lub wstawka 16 łączyć się może z dowolnym systemem transportowania płynów. Korzystne jest

185 715 jednak, by trzony i wstawki tego rodzaju łączyły się z systemami przenoszenia cieczy o temperaturze od około -40°C do około 175°C. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem trzony i wstawki łączą się z systemem chłodzenia w samochodzie.

Korzystne, choć nie bezwzględnie konieczne jest, by przed umieszczeniem zacisku wokół przewodu przeprowadzić schładzanie zacisku na ograniczniku do temperatury od około 0°C do około -60°Ć, a korzystnie od około -5°C do około -50°C, zaś najkorzystniej od około -10°C do około -30°C. Stosowane jest to zwłaszcza w wypadku, gdy pierwsza temperatura zmniejszania się średnicy jest zbliżona do temperatury pokojowej. Schłodzenie zacisku przed jego zastosowaniem spowalnia początkową fazę kurczenia się w temperaturze pokojowej. Dzięki temu uzyskuje się wystarczającą ilość czasu, by umieścić zacisk wokół połączenia przewodu z trzonem. Należy zwrócić uwagę, że schładzanie tego rodzaju przed zastosowaniem zacisku jedynie spowalnia, lecz nie zapobiega kurczeniu się opaski. Tym samym, zacisk może zacząć się kurczyć w temperaturze znacznie niższej od temperatury zmniejszania się średnicy, jednak kurczenie takie odbywa się znacznie wolniej niż to ma miejsce w temperaturze zbliżonej do temperatury zmniejszania się średnicy.

Zgodnie z fig. 5 i fig. 6, zastosowanie zacisku 10 w miejscu połączenia 18 przewodu z urządzeniem łączącym zakłada zasadniczo usunięcie zacisku 10 ze sztywnego ogranicznika 20, umieszczenie zacisku 10 wokół przewodu 14 w miejscu zakończenia, będącego zarazem miejscem połączenia 18 oraz umieszczenie zakończenia 18 wokół trzonu lub wstawki 16. Istnieje możliwość zastosowania na przewodzie i/lub trzonie środka poślizgowego, co pomogłoby przy zastosowaniu samego zacisku. Zakłada się, że zazwyczaj instalacja zacisku z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru przeprowadzana jest w temperaturze pokojowej. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem, drugie rozszerzanie mechaniczne odbywa się w temperaturze pokojowej, czemu towarzyszy reakcja zacisku na pierwszą temperaturę zmniejszania się średnicy. Tym samym, usunięcie sztywnego ogranicznika w pierwszej temperaturze zmniejszania się średnicy wywołuje pierwsze kurczenie się, to jest kurczenie się w celu uzyskania drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej B. Obecność przewodu zapobiega osiągnięciu przez zacisk drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej. I tak zacisk kurczy się aż do osiągnięcia wewnętrznej średnicy określanej mianem czwartej nominalnej średnicy wewnętrznej. Tym samym czwarta nominalna średnica wewnętrzna zacisku jest średnicą wewnętrzną, jaką zacisk uzyskał w wyniku kurczenia się wokół miejsca połączenia przewodu z trzonem w pierwszej temperaturze zmniejszania się średnicy. Czwarta nominalna średnica wewnętrzna zacisku jest zasadniczo mniejsza od jego trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej.

W tym momencie zacisk znajduje się wokół miejsca połączenia, a ponadto, zgodnie z korzystnym rozwiązaniem, łączy się on z systemem chłodzenia w samochodzie. Wówczas możliwe jest poprowadzenie chłodziwa przez wspomniany system, który osiąga temperaturę około 11Ó°C. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem niniejszego wynalazku przy uprzednim ustaleniu drugiej temperatury zmniejszania się średnicy wystawienie zacisku na działanie podwyższonej temperatury, chociaż za pośrednictwem materiału, z jakiego wykonany jest przewód, powoduje, że własności zmniejszania się średnicy w drugiej temperaturze wywołują dalsze kurczenie się zacisku w celu osiągnięcia pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej A. i w tym przypadku zacisk nie może uzyskać pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej z uwagi na obecność przewodu. I tak zacisk ulega skurczeniu aż do osiągnięcia średnicy wewnętrznej określanej mianem piątej nominalnej średnicy wewnętrznej. Tym samym piąta nominalna średnica wewnętrzna jest średnicą wewnętrzną zacisku po drugim kurczeniu się wokół miejsca połączenia przewodu z trzonem w drugiej temperaturze zmniejszania się średnicy.

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem niniejszego wynalaizku w przypadku systemów chłodzenia w samochodach pierwsza faza kurczenia okazała się wystarczająca, by w samonastawnym zacisku z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru przeznaczonego dla przewodu o średnicy wewnętrznej 1,59 cm (5/8 cala) wytworzyć dynamiczne naprężenie obwodowe o wartości w przybliżeniu 3,46 χ 10⁶ Pa (500 psi), co w praktyce wystarcza na początkowe połączenie tego rodzaju zacisku z przewodem. Tym samym nie jest konieczne zastosowanie ciepła w celu uzyskania wystarczającego stopnia skurczenia dla bezpiecznego osadzenia zacisku w miejscu połączenia 18, co pokazano na fig. 5. Ze względu na to, że matę

185 715 riał, z jakiego wykonano zacisk 10, jest stosunkowo elastyczny i pozbawiony nieciągłości, wywierana przez zacisk 10 siła jest w tym momencie jednolita.

W tabeli 1 zestawiono nominalne średnice wewnętrzne dla różnych korzystnych rozwiązań niniejszego wynalazku, jak również wewnętrzne i zewnętrzne średnice elastomerowego przewodu, dla którego przeznaczone są poszczególne zaciski. Wartości podano w cm.

ID = średnica wewnętrzna

OD = średnica zewnętrzna

Dl = pierwsza nominalną średnica wewnętrzna

D2 = druga nominalna średnica wewnętrzna

D3 = trzecia nominalna średnica wewnętrzna

Tabela

ID przewodu	OD przewodu	Dl zacisku	D2 zacisku	D3 zacisku
0,635	1,422	0,500	1,173	1,699
1,270	2,057	0,500	1,852	2,416
1,905	2,705	0,673	2,464	3,175
2,540	3,404	0,815	3,129	3,995
3,175	4,166	0,968	3,734	4,763
3,810	4,890	0,632	4,298	2,476
4,445	5,436	1,209	4,862	6,198
5,080	6,071	1,422	5,418	6,985
5,715	6,706	1,542	5,918	7,684
6,350	7,341	1,664	6,401	8,415
6,985	7,976	1,770	6,955	9,093
7,620	8,611	1,958	7,485	9,870

W przypadku pierwszych trzech nominalnych średnic wewnętrznych zacisku, zgodnie z kolejnym preferowanym rozwiązaniem, stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej opaski do zewnętrznej średnicy przewodu, który to stosunek określany będzie mianem „stosunkiem prześwitu”, wynosi od około 1,0:1,0 do około 1,5:1,0, a korzystniej od 1,05:1,0 do około 1,28:1,0, zaś najkorzystniej od 1,1:1,0 do około 1,21:1,0. Stosunek zewnętrznej średnicy przewodu do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej wynosi od około 1,0:1,0 do około 1,5:1,0, a korzystniej od 1,05:1,0 do około 1,3:1,0, zaś najkorzystniej od 1,1:1,0 do około 1,2:1,0. Stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej opaski do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej opaski wynosi od około 1,05:1,0 do około 2,0:1,0, a korzystniej od około 1,1:1,0 do około 1,6:1,0, zaś najkorzystniej od 1,2:1,0 do około 1,5:1,0.

Kolejne korzystne rozwiązanie niniejszego wynalazku przedstawiono na fig. 7. W tym wypadku zacisk 10 wykonano w formie pasma lOa. Pasmo takie jest następnie przynajmniej dwukrotnie rozciągane przy zachowaniu procedury i czynników opisanych powyżej dla ukierunkowania polimeru w dwóch wymiarach lOb, lOc. Następnie przynajmniej dwukrotnie ukierunkowane pasmo lOc jest składane, a zachodzące na siebie części są zgrzewane ze sobą chemicznie lub też w inny sposób. Uzyskany w ten sposób zacisk zaprezentowano przy użyciu linii ciągłej na fig. 8 i oznaczono symbolem lOd. Zastosowanie zacisku lOd jest takie samo jak dla wcześniejszego rozwiązania. Jednak w przypadku tego rozwiązania obserwuje się brak ciągłości pasma lOa w miejscu zachodzenia na siebie pasma. W takim przypadku należy mówić o nie tak równomiernie rozłożonej sile zacisku, jak to miało miejsce w poprzednim rozwiązaniu. To, czy taka nieciągłość spowodować może wystąpienie przecieku, zależy już od samego zastosowania zacisku.

185 715

Właściwości materiału wykorzystywanego w opisanych rozwiązaniach są zasadniczo takie same. Materiał taki, po poddaniu go kolejnym procesom mechanicznego rozciągania, posiada właściwości wielokrotnego zmniejszania średnicy, to jest, charakteryzuje się czułością na różne temperatury zmniejszania się średnicy, czemu towarzyszą poszczególne etapy kurczenia się. Ilość etapów zmniejszania się średnicy jest zasadniczo równa liczbie mechanicznych procesów rozciągania, jakim poddany został materiał. Każda właściwość zmniejszania się średnicy może zostać uprzednio ustalona dla określonych zastosowań poprzez dobór temperatury, w której znajduje się materiał w trakcie ukierunkowywania polimeru. Dobrana w ten sposób temperatura jest zarazem temperaturą ustalania się. Temperatura, w jakiej zacisk jest mechanicznie rozciągany, będzie zazwyczaj, choć nie koniecznie, odpowiadać temperaturze wywołującej określoną fazę kurczenia się. Taka charakterystyka pozwala projektantowi zacisku na wystarczającą swobodę dla stworzenia szeregu różnych zacisków wykorzystywanych w różnych temperaturach i ciśnieniach, a także wytrzymujących różne warunki towarzyszące transportowi i składowaniu.

Zacisk wykonany jest z materiału, który zgodnie z korzystnym rozwiązaniem kurczy się tylekroć, ilekroć wystawiony jest na działanie temperatury równej lub wyższej od każdej z temperatur zmniejszania się średnicy. Zjawisko to określane jest mianem „upartego kurczenia się”. Określenie to służy podkreśleniu różnicy z innymi termokurczliwymi materiałami, które kurczą się zaledwie kilkakrotnie lub zaledwie raz w stopniu określonym przez środowisko, po czym ustalają się, tak że nawet podgrzewane w otwartej przestrzeni nie są w stanie ulegać wielokrotnemu kurczeniu się. Takie „uparte kurczenie się” materiału zachodzi tak długo, jak długo nie zezwoli mu się na skurczenie w stopniu, w którym zacisk, znajdując się w otwartej przestrzeni, poddawany jest temperaturze powyżej temperatury zmniejszania się średnicy przez dłuższy czas. O ile zacisk poddany zostanie takim warunkom, nie będzie on w stanie kurczyć się za każdym razem po wystawieniu na działanie temperatury powyżej temperatury zmniejszania się średnicy. W praktyce zacisk zabezpieczony jest przed znaczącym skurczeniem się poprzez zastosowanie sztywnego ogranicznika i elementu, na którym umieszczany jest zacisk.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem materiał na zacisk charakteryzuje się sprężystością i takim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, że zacisk rozszerza się po podgrzaniu i zbiega w chłodzie w tempie zbliżonym lub większym niż to ma miejsce w przypadku materiałów, z jakich wykonywane są przewody i trzony, na których umieszczany jest zacisk.

W przypadku samochodowych systemów chłodzących na przewody, trzony, wstawki i zaciski niekorzystny wpływ wywiera temperatura, ciśnienie i starzenie się urządzeń. Od zacisków wymaga się wielokrotnego kurczenia i rozszerzalności cieplnej, co związane jest z procesem krążenia chłodziwa. Spośród istotnych skutków ciśnienia i starzenia się urządzeń wymienić należy plastyczne odkształcenia lub kurczenie się materiału, z jakiego wykonano przewody, przy czym ich ścianki stają się coraz cieńsze w pobliżu zacisków. Połączenie zjawiska „upartego kurczenia się”, współczynnika rozszerzalności cieplnej zbliżonego do lub większego niż to ma miejsce w przypadku materiału, z jakiego wykonano przewody, i elastyczności pozwala na uzyskanie zacisku samonastawnego, to jest zdolnego do rozszerzania się i kurczenia w tempie zbliżonym do tego, jakie charakteryzuje materiały elementów znajdujących się pod zaciskiem, w temperaturach zbliżonych do tych, które wywołują zmniejszanie się średnicy, a którym zacisk poddawany jest w sposób ciągły lub cyklicznie. Charakteryzując się odpowiednim naprężeniem dynamicznym i statycznym, zacisk jest w stanie uniknąć niekorzystnych efektów wywoływanych przez ciśnienie, temperaturę i starzenie się przewodów i trzonów, a to ze względu na swe właściwości samonastawne, równomierne działanie siły zacisku i zdolność przystosowania się do wszelkich nieregulamości w budowie trzonów i wstawek. Tym samym eliminowane są gorące i chłodne przecieki w trakcie całego okresu użytkowania zacisku i systemu przenoszenia płynu.

W odniesieniu do zacisku wykonanego z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru będącego przedmiotem niniejszego wynalazku określenie „dynamiczne naprężenie obwodowe” odnosi się do siły ściskającej, jaką zacisk wywiera na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego opaski, działając na dany przedmiot w wyniku aktywnego zmniejsza

185 715 nia wewnętrznej średnicy zacisku. W tym wypadku decydują o nim indywidualne właściwości kurczenia się. Natomiast określenie „statyczne naprężenie obwodowe” oznacza siłę ściskającą, jaką zacisk wywiera na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego opaski, działając na dany przedmiot, w reakcji na siłę dążącą do rozciągnięcia zaciskanego przedmiotu.

Dla zacisku wykonanego z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru będącego przedmiotem niniejszego wynalazku istnieją przynajmniej dwie wartości dynamicznego naprężenia obwodowego i przynajmniej dwie wartości statycznego naprężenia obwodowego, po jednej dla każdego etapu kurczenia się. Obwodowe naprężenie statyczne dla niższej temperatury kurczenia się, to jest pierwsze obwodowe naprężenie statyczne, istnieje przez bardzo krótki czas, to jest tak długo, jak długo płyn o wyższej temperaturze nie przepłynie przez miejsce połączenia, rozpoczynając przy tym drugi etap kurczenia się. W przypadku samochodowych systemów chłodzących wykorzystujących powszechnie stosowane trzony i wstawki, dynamiczne naprężenie obwodowe, towarzyszące początkowemu etapowi kurczenia się, to jest pierwsze dynamiczne naprężenie obwodowe, wynosi od około 6,89 χ 10⁴ do około 2,07 x 10~Pa (10 do około 3000 psi), zaś korzystniej od 6,89 χ 10⁵ do około 1,38 χ 10⁷ Pa (około 100 do około 2000 psi), a najkorzystniej od około 3,45 χ 10⁶ do około 1,03 χ 10⁷ Pa (od około 500 do około 1500 psi), w przedziale temperatur od -40°C do 175°C. Dynamiczne naprężenie obwodowe towarzyszące drugiemu etapowi kurczenia się, to jest drugie dynamiczne naprężenie obwodowe, wynosi od 6,89 χ 10⁵ do około 2,76 χ 10⁷ Pa (od około 100 do około 4000 psi), zaś korzystniej od około 5,52 χ 10⁶ do około 2,41 χ 10⁷ Pa (od około 800 do około 3500 psi), a najkorzystniej od około 6,89 χ 10⁶ do około 1,79 χ 10⁷ Pa (od około 1000 do około 2600 psi), w przedziale temperatur od -40°C do 175°C. Statyczne naprężenie obwodowe dla drugiego etapu kurczenia się, to jest drugie statyczne naprężenie obwodowe, wynosi od około 6,89 χ 10⁵ do około 3,45 χ 10⁷ Pa (od około 100 do około 5000 psi), zaś korzystniej od około 5,52 χ 10⁶ do około 3,10 χ 10⁷ Pa (od około 800 do około 4500 psi), a najkorzystniej od około 6,89 χ 10⁶ do około 2,48 χ 10⁷ Pa (od około 1000 do około 3600 psi), w przedziale temperatur od -40°C do 175°C.

Stwierdzono zaskakujący fakt, że dzięki wytworzeniu zacisku o przynajmniej dwóch wartościach temperatury zmniejszania się średnicy, towarzyszących przynajmniej dwóm procesom mechanicznego rozciągania, siła ściskająca wyrażona dynamicznym naprężeniem obwodowym osiąga wartość około dwukrotnie wyższą niż to ma miejsce w przypadku zastosowania zacisków polimerowych znanych ze stanu techniki.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem niniejszego wynalazku, materiał, z którego wykonuje się zaciski, jest odporny na typowe środki chemiczne stosowane w samochodzie w tym na glikol etylenowy, benzynę, olej silnikowy i inne ciecze do przekładni hydrokinetycznych, typu A i F. Benzyna określana jest mianem paliwa wzorcowego C ASTM w ASTM D471-79. Olej silnikowy określany jest mianem oleju ASTM nr 3 w ASTM D471-79. Norma ASTM D471-79 została załączona do niniejszego dokumentu. Odporność materiału na tego rodzaju płyny jest na tyle wysoka, że w razie jego zanurzenia w glikolu etylenowym w temperaturze 22°Ć przez siedem dni zachowuje on 101% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 94% oryginalnego wydłużenia, 86% oryginalnego modułu, pęczniejąc przy tym poniżej 1%. W razie jego zanurzenia w benzynie w temperaturze 22°C przez siedem dni zachowuje on 93% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 94% oryginalnego wydłużenia, 91% oryginalnego modułu, pęczniejąc przy tym o 24%. W razie jego zanurzenia w benzynie w temperaturze 70°C przez siedem dni zachowuje on 105% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 102% oryginalnego wydłużenia, 92% oryginalnego modułu, pęczniejąc przy tym o 31%. W razie jego zanurzenia w oleju silnikowym w temperaturze 100°C przez siedem dni zachowuje on 104% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 107% oryginalnego wydłużenia, 101% oryginalnego modułu, pęczniejąc przy tym o 11%. W razie jego zanurzenia w cieczy do przekładni hydrokinetycznych typu A w temperaturze 100°C przez siedem dni zachowuje on 109% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 130% oryginalnego wydłużenia, pęczniejąc przy tym o 5%. W razie jego zanurzenia w cieczy do przekładni hydrokinetycznych typu F w temperaturze 100°C przez siedem dni zachowuje on 104% oryginalnej wytrzymałości na rozciąganie, 100% oryginalnego wydłużenia, pęczniejąc przy tym o 5%.

185 715

Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem materiał na zacisk obejmuje kopolimer, zaś zgodnie z korzystniejszym rozwiązaniem - kopoliester. Materiałem spełniającym powyższe wymogi jest produkt firmy DuPont Chemical dostępne w sprzedaży pod nazwą HYTREL. Szczególnie korzystne jest zastosowanie materiałów HYTREL ΤΥΡΕ 4056 i HYTREL ΤΥΡΕ 6346. Przewiduje się również zastosowanie innych materiałów o podobnych własnościach.

Zacisk z przynajmniej dwukrotnie ukierunkowanego polimeru jest stosunkowo elastyczny, co pozwala mu na wywieranie równomiernie rozłożonej siły i na dostosowanie się kształtem do nieregulamości kształtu przewodu lub trzonu. Zacisk taki posiada też zdolność do kurczenia się i rozszerzania wraz z materiałem, z jakiego wykonano przewód, to jest charakteryzuje się samonastawnością, ze względu na połączenie zjawiska „upartego kurczenia się”, elastyczności i współczynnika rozszerzalności cieplnej. W wyniku tego nie dochodzi do wypływania materiału, z jakiego wykonano przewód, spomiędzy zacisku i trzonu lub wstawki. Właściwość taka pozwala na przeciwstawienie się typowym efektom towarzyszącym krótko- i długotrwałym zmianom ciśnienia, temperatury i starzeniu się przewodu przewodów oraz trzonów i wstawek.

Zacisk taki kurczy się w każdej z temperatur zmniejszania się średnicy, a korzystnie w każdej z dwóch takich temperatur. Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem pierwsza temperatura zmniejszania się średnicy powoduje początkowe kurczenie się w temperaturze pokojowej lub w zakresie od około 0°C do około 40°C, zaś korzystniej od około 10°C do około 30°C, a najkorzystniej od około 15°C do około 25°C. Temperatura taka pozwala na uzyskanie siły zacisku wystarczającej do utrzymania zacisku w miejscu połączenia przewodu. Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem druga temperatura zmniejszania się średnicy powoduje drugie kurczenie się w wyższej temperaturze, to jest w zakresie od około 0°C do około 150°C, zaś korzystniej od około 15°C do około 100°C, a najkorzystniej od około 60°C do około 85°C. Temperatura taka pozwala na uzyskanie skuteczniejszej siły zacisku w ramach dynamicznego naprężenia niż to miało miejsce z przypadku zacisków polimerowych znanych ze stanu techniki. W efekcie uzyskuje się udoskonalony zacisk, który wykorzystywany być może w miejscach połączenia przewodów i trzonów lub innych urządzeń łączących bez konieczności poddawania zacisku działaniu ciepła z zewnątrz. Zacisk taki po umieszczeniu na docelowym miejscu i po rozpoczęciu transportowania płynu o podwyższonej temperaturze charakteryzuje się skuteczniejszą siłą zacisku w ramach dynamicznego naprężenia, a przez to większą odpornością na zimne i ciepłe wycieki.

Zacisk według wynalazku zapewnia ponadto naprężenie wystarczające, by zapobiec zjawisku wypychania i ściągania przewodu połączonego z samochodowym systemem chłodzącym, który to system wykorzystuje z kolei trzony i wstawki znane ze stanu techniki. Zacisk taki jest również odporny na działanie środków chemicznych, z jakimi może mieć kontakt w otoczeniu samochodowego systemu chłodzenia, oraz na korozję, dzięki czemu może być wykorzystywany przez dłuższy czas. Zacisk charakteryzuje się lekką wagą, pozbawiony jest występów, które zabierałyby miejsce, wymagałyby jego odpowiedniego umiejscowienia względem osi i obwodu, stanowiłyby miejsce gromadzenia się zanieczyszczeń i powodowałyby ryzyko urazu. Różne wartości temperatury zmniejszania się średnicy sprawiają, że zacisk taki można zamontować szybko i bez trudności, a przez to wykorzystywany być może w automatycznych liniach produkcyjnych. Powyższe korzyści nie były dostępne we wcześniejszych zaciskach, a zwłaszcza w zaciskach wykorzystywanych w samochodowych systemach chłodzących.

Podczas gdy siły ściskające wyrażone przez dynamiczne naprężenia obwodowe, jakie można uzyskać przy zastosowaniu zacisku z dwukrotnie ukierunkowanego polimeru według wynalazku, są dwukrotnie wyższe, niż to ma miejsce w przypadku termokurczliwych polimerowych zacisków znanych ze stanu techniki, siła ściskająca zależy od wielu zmiennych, w tym od stosunku drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, stosunku pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej do zewnętrznej średnicy przewodu, warunków, na jakie narażony jest taki zacisk, w tym temperatury i czasu użytkowania. Zasadniczo, im większa wartość stosunku drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, tym większa siła zacisku uzyskiwana w drugiej

185 715 temperaturze zmniejszania się średnicy. Im większa wartość stosunku zewnętrznej średnicy przewodu do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej zacisku, tym większa siła zacisku uzyskiwana w pierwszej temperaturze zmniejszania się średnicy. Ponadto w przypadku przechowywania zacisku w temperaturze około 20°C na sztywnym ograniczniku przykładowo przez mniej niż sześć miesięcy siła zacisku będzie większa niż w razie przechowywania go w temperaturze około 50°C przez dłużej niż sześć miesięcy.

185 715

FIG. 5

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu, w którym kształtuje się opaskę o pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, którą następnie rozszerza się mechanicznie po raz pierwszy, znamienny tym, że mechaniczne rozszerzanie przeprowadza się w temperaturze wybranej z zakresu od około 0°C do około 150°C uzyskując opaskę (10) o drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej (B), przy czym stosunek drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej (B) do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej (A) wynosi od około 1,5:1,0 do około 5,0:1,0, po czym rozszerza się mechanicznie opaskę (10) po raz drugi w temperaturze wybranej z zakresu od około 0°C do około 40°C, do trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej (C), przy czym stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej (C) do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej (A) wynosi od około 3,0:1,0 do około 6,0:1,0 i na koniec opaskę (10) umieszcza się na ograniczniku (20).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed mechanicznym rozszerzaniem opaski po raz drugi umieszcza się opaskę w temperaturze wybranej z zakresu od 15°C do -40°C.
3. Sposób kształtowania polimerowego zacisku przewodu, w którym kształtuje się opaskę o pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej, nadaje się opasce pierwszą temperaturę utwardzania, rozszerza się mechanicznie opaskę do drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej, znamienny tym, że następnie nadaj e się opasce drugą temperaturę utwardzania i rozszerza się mechanicznie opaskę do trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że pierwszą temperaturę utwardzania wybiera się z zakresu od około 0°C do około 150°Ć.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że drugą temperaturę utwardzania wybiera się z zakresu od około 0°C do około 40°C.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że pierwszą temperaturę utwardzania i drugą temperaturę utwardzania dobiera się tak, że różnią się one od siebie o więcej, niż 5°C.
7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wzajemny stosunek mechanicznego rozrzeszania dobiera się w taki sposób, że stosunek drugiej nominalnej średnicy wewnętrznej (B) do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej (A) wynosi od około 1,5:1,0 do około 5,0:1,0, zaś stosunek trzeciej nominalnej średnicy wewnętrznej (C) do pierwszej nominalnej średnicy wewnętrznej (A) wynosi od około 3,0:1,0 do około 6, 0:1,0.
8. Sposób mocowania polimerowego zacisku na złączu przewodu z rurą w którym umieszcza się zacisk na końcówce przewodu, zaś końcówkę przewodu nakłada się na rurę tworząc złącze, znamienny tym, że obkurcza się zacisk na końcówce przewodu po raz pierwszy doprowadzając go do temperatury równej przynajmniej pierwszej temperaturze wyzwalającej zmniejszanie średnicy zacisku tak, że zacisk osiąga pierwszą nominalną średnicę tworząc wstępne uszczelnienie, wprowadza się do przewodu medium o temperaturze równej przynajmniej drugiej temperaturze wyzwalającej zmniejszanie średnicy zacisku, doprowadzając zacisk do tej samej temperatury, co medium i obkurczając go po raz drugi do drugiej średnicy, różnej od pierwszej średnicy.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że przed umieszczeniem zacisku na końcówce przewodu, doprowadza się go do temperatury wybranej z zakresu od około 0°C do około -60°C.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że pierwszą temperaturę wyzwalającą zmniejszanie średnicy zacisku wybiera się z zakresu od około -40°Ć do około 40°C, zaś drugą

185 715 temperaturę wyzwalającą zmniejszanie średnicy zacisku wybiera się z zakresu od około -40°C do około 175°C.

* * *