KR100989601B1 - 배기 시스템의 구성요소용 하우징 및 그러한 하우징의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기 시스템의 구성요소(16), 특히 배기 가스 정화 장치용의 하우징(10)으로서, 구성요소(16)를 위한 수축된 클램핑부(20)와, 상기 클램핑부(20)에 축방향으로 인접한 천이부(24)와, 상기 천이부(24)에 축방향으로 인접하고 클램핑부(20)의 직경보다 직경이 큰 연결부(26)를 구비하는 엔빌로브(12)를 포함하는 하우징에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기 시스템의 구성요소(16)용 하우징(10)을 제조하는 방법으로서, 관형 엔빌로프(12)를 마련하는 단계와, 상기 엔빌로프(12) 내에 구성요소(16)를 삽입하는 단계와, 축방향에서 보았을 때에 엔빌로프(12)의 단부로부터 소정 간격을 두고 종결되는 클램핑부(20) 내에서 엔빌로프(12)를 수축시키는 반면에 엔빌로프(12)의 축방향 단부가 작용하지 않게 하는 단계를 포함하는 하우징 제조 방법에 관한 것이다.

Description

배기 시스템의 구성요소용 하우징 및 그러한 하우징의 제조 방법{HOUSING FOR A COMPONENT OF AN EXHAUST SYSTEM AND METHOD OF PRODUCING SUCH A HOUSING}

본 발명은 배기 시스템의 구성요소, 특히 배기 가스 정화 장치용 하우징에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기 시스템의 구성요소용 하우징의 제조 방법에 관한 것이다.

상기 구성요소는 특히 디젤 미립자 필터 또는 촉매일 수 있다. 이들은 지지 매트와 함께 하우징 내에 장착된다. 최근, 일반적으로 "교정"이라고 불리는 제조 방법이 하우징을 위해 흔히 사용되었다. 이 방법에서, 하우징은 원주 방향으로 폐쇄되는 엔빌로프를 갖도록 마련된다. 이어서, 구성요소가 지지 매트와 함께 엔빌로프 내로 압박된 다음, 엔빌로프는 구성요소가 지지 매크와 함께 소정의 압력으로 하우징 내에 유지될 때까지 반경 방향으로 전도된다. 이 방법은 또한 "수축 방법"이라고도 알려져 있다. 현대의 수축 방법에 있어서, 각 엔빌로프는 개별적으로 수축되는 바, 이것은 구성요소 및 지지 매트의 개별 치수를 고려해야 한다는 것을 의미한다. 그 결과, 수축된 하우징의 직경이 소정의 한계값 내에서 변동된다.

내부에 삽입된 구성요소와 함께 하우징을 배기 시스템에 결합하기 위하여, 입구 원뿔체 및 출구 원뿔체가 하우징의 상류측 및 하류측에 장착되는 것이 일반적이다. 이들 원뿔체는 항상 동일한 직경으로 이용할 수 있게 제조되기 때문에, 현대의 수축 방법에서는 개별적인 수축에 관계없이 하우징이 적어도 그 축방향 단부에서 항상 동일한 직경을 갖도록 구성요소용 하우징의 축방향 단부를 수축 단계 후에 교정하는 것이 제공된다. 이 방법은 일반적으로 비용이 많이 든다.

본 발명의 목적은 입구 원뿔체 또는 출구 원뿔체의 결합을 적은 노력으로 가능하게 하는 배기 시스템의 구성요소용 하우징을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한 그러한 하우징의 제조 방법을 간소화하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따르면, 배기 시스템의 구성요소, 특히 배기 가스 정화 장치용의 하우징이 제공되며, 상기 하우징은 구성요소를 위한 수축된 클램핑부와, 상기 클램핑부에 축방향으로 인접한 천이부와, 상기 천이부에 축방향으로 인접하고 클램핑부의 직경보다 직경이 큰 연결부를 구비하는 엔빌로브를 포함한다. 본 발명에 따른 방법에서는 이하의 단계가 제공된다. 먼저, 관형 엔빌로프가 마련된다. 이어서, 지지 매트와 함께 구성요소가 엔빌로프 내에 삽입된다. 이후에, 엔빌로프는 축방향에서 보았을 때에 엔빌로프의 단부로부터 소정 간격을 두고 종결되는 클램핑부 내에서 수축되는 반면에 엔빌로프의 축방향 단부가 작용하지 않게 된다. 본 발명은, 엔빌로프가 중앙 구역에서만 수축되고 엔빌로프의 축방향 단부에서의 짧은 부분이 작용하지 않는 상태로 유지되면, 이 작용하지 않는 부분의 직경 및 또한 각도가 매우 낮은 정도로만 수축된 중앙 구역의 직경에 따라 좌우된다는 놀라운 발견을 기초로 한다. 바꿔 말하면, 중앙 구역이 수축되는 직경에 상관없이 대략적으로 절두된 연결부가 엔빌로프의 축방향 단부에서 항상 만들어지며, 이 연결부의 직경 및 각도 배향은 추가적인 작업 단계없이 입구 원뿔체 또는 출구 원뿔체의 결합에 적합하도록 단지 작은 범위로 변동된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 엔빌로프는 구성요소가 하우징 내에 수용될 때에 구성요소와 축방향으로 대략 동일한 높이가 되도록 종결된다. 이것은 종래의 기술보다 짧은 엔빌로프를 구성할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 하우징의 특정한 이점이 된다. 종래 기술에 있어서, 엔빌로프는 축방향으로 구성요소를 지나서 돌출해야 하는데, 그렇지 않으면 엔빌로프의 축방향 단부의 교정이 불가능해지기 때문이다. 그러나, 본 발명은 클램핑부가 수축될 때에 엔빌로프의 직경이 축방향 단부에서 증가한다는 발견을 고려하기 때문에, 입구 원뿔체 또는 출구 원뿔체를 수용하기에 충분한 공간을 이용할 수 있다. 이것은 엔빌로프의 축방향 단부에서의 직경 변화가 클램핑부의 직경 변화에 대해 정확하게 반대되는 한 놀라운 일이다.

본 발명은 동봉된 도면에 도시된 일실시예를 참조로 하여 이하에서 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 하우징의 개략적인 단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ 부분의 확대도.

도 3은 수축 공정 전후에 엔빌로프의 형태를 도시하는 개략도.

도 1은 엔빌로프(12)와 2개의 결합부(14; 본 실시예에서는 이들 중에 1개의 결합부만을 도시함)로 이루어지는 하우징(10)을 도시하고 있다. 결합부는 하우징을 연소 엔진의 배기 시스템에 결합시킬 수 있는 입구 원뿔체 또는 출구 원뿔체이다. 배기 시스템의 구성요소(16), 특히 디젤 미립자 필터 또는 촉매는 하우징(12) 내에 배치된다. 구성요소(16)는 지지 매트(18)에 의해 둘러싸인다.

초기 상태에서, 즉 구성요소(16)의 장착 전에, 엔빌로프(12)의 직경은 DA(도 3 참조)이다. 엔빌로프의 단면은 반드시 원형일 필요는 없고, 타원형, 트리 오벌형(tri-oval) 또는 다른 단면일 수도 있다. 초기 상태에서, 엔빌로프(12)의 길이(L)는 클램핑부(20)를 지나서 돌출하는데, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 클램핑부에서는 수축 툴(22)이 엔빌로프와 맞물려 엔빌로프를 반경 방향으로 전도시킨다. 클램핑부 영역에서 엔빌로프의 전도의 결과로서, 이 지점에서의 직경은 구성요소(16)가 지지 매트(18)와 함께 엔빌로프 내에 견고하게 유지되도록 단부 직경(DE; 도 3 다시 참조)으로 감소된다. 전도 또는 수축 단계 중에, 수축 툴(22)을 반경 방향으로 지나서 돌출되는 엔빌로프의 구역은 도 3에 도시된 방식으로 변형된다. 아치형의 단면을 갖고 내부에서 엔빌로프의 직경이 외측을 향해 확장되는 천이부(24)는 반경 방향 내측을 향해 전도된 클램핑부(20)에 인접하며, 대략 절두되어 있고 엔빌로프(12)의 축방향 단부에서 최대 직경을 갖는 연결부(26)는 천이부(24)에 인접한다. 연결부(26)는 경사각(α)을 갖고, 연결부(26)의 외단부에서 엔빌로프의 직경은 초기 상태의 직경(DA)보다 크다. 또한, 엔빌로프의 전체 길이는 수축 공정 중에 증가한다는 것을 유념해야 하는데, 그 이유는 엔빌로프 직경의 감소량 중 절반으로 인해 벽 두께가 증가되고 다른 절반으로 인해 길이가 증가되기 때문이다.

현대의 수축 방법에서, 단부 직경(DE)은 구성요소(16)의 개개의 직경에 적합 하게 되어 있다. 그러나, 단부 직경(DE)의 변화는 연결부(26)의 직경과 경사각(α)에 있어서 단지 무시할 수 있는 정도의 변화에 이른다는 점은 주목할 만한 일이다. 예컨대, 158.4 mm의 초기 직경으로부터 152.8 mm의 설정 직경까지의 수축 및 설정 직경과 관련하여 ± 1 mm 만큼 단부 직경(DE)의 개별적인 적응의 경우에, 연결부의 직경에서 ± 0.1 mm 범위의 하찮은 변화가 관찰될 수 있었다는 것을 시험을 통해 알았다. 여기서, 엔빌로프가 초기 상태에서 수축 툴(22)을 지나서 돌출하는 길이(L)는 15 mm와 24 mm 사이에서 변동되었다.

연결부(26)의 직경과 각도는 단부 직경(DE)에서의 변화에도 불구하고 항상 거의 일정하게 유지되기 때문에, 표준적인 결합부(14)를 개별적으로 수축되는 각각의 엔빌로프(12)에 적용할 수 있다. 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 표준 결합부는, 예컨대 연결부(26) 내에 삽입되는 원뿔형 연장 결합부(15)를 포함할 수 있다. 이어서, 엔빌로프(12)와 결합부(14)는 서로에 대해 결합, 예컨대 용접 또는 솔더링될 수 있다.

엔빌로프(12)의 길이 중에 일부만이 수축되면 발생하는 다른 이점은 결합부(14)가 구성요소(16)와 엔빌로프(12) 사이의 공간으로 삽입될 수 있도록 연결부(26)가 초기 직경에 비해 넓어진다는 것이다. 도 1 및 도 2로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 결합부(14)는 구성요소(16)와 오버랩된다. 이 결과, 하우징은 특히 축방향으로 콤팩트하게 된다. 구성요소(16)가 그 전체 길이에 걸쳐서 클램핑되기 보다는 그 축방향 단부에서 하우징 내에 자유롭게 수용된다는 점은 엔빌로프(12)와 구성요소(16) 간의 클램핑을 나쁘게 하지 않는다.

참조 번호 리스트

10: 하우징 12: 엔빌로프

14: 결합부 15: 결합부

16: 구성요소 18: 지지 매트

20: 클램핑부 22: 수축 툴

24: 천이부 26: 연결부

DA: 초기 직경 DE: 단부 직경

α: 경사각 L: 돌출 길이

Claims (10)

1. 배기 시스템의 구성요소(16)용의 하우징(10)으로서, 구성요소(16)를 위한 수축된 클램핑부(20)와, 상기 클램핑부(20)에 축방향으로 인접한 천이부(24)와, 상기 천이부(24)에 축방향으로 인접하고 클램핑부(20)의 직경보다 직경이 큰 연결부(26)를 구비하는 엔빌로브(12)를 포함하는 하우징.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결부(26)의 형태는 원뿔체의 일부인 것을 특징으로 하는 하우징.
3. 제1항에 있어서, 상기 연결부(26)는 쌍곡면의 일부인 것을 특징으로 하는 하우징.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성요소(16)는 하우징(10) 내에 수용되고, 엔빌로프(12)는 구성요소(16)와 축방향으로 동일한 높이가 되도록 종결되는 것을 특징으로 하는 하우징.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔빌로프(12)에 연결되며, 연결부(26) 내에 삽입되거나 연결부 상에서 슬리핑되어 엔빌로프(12)에 견고하게 연결되는 경사 연장형 결합부(15)를 갖는 결합부(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하우징.
6. 제5항에 있어서, 상기 결합부(14)는 하우징(10)에 용접, 솔더링 또는 접착되는 것을 특징으로 하는 하우징.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성요소(16)는 지지 매트(18)에 의해 둘러싸이는 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 하우징.
8. 배기 시스템의 구성요소(16)용 하우징(10)을 제조하는 방법으로서,

   관형 엔빌로프(12)를 마련하는 단계와,

   상기 엔빌로프(12) 내에 구성요소(16)를 삽입하는 단계와,

   축방향에서 보았을 때에 엔빌로프(12)의 단부로부터 소정 간격을 두고 종결되는 클램핑부(20)에서 엔빌로프(12)를 수축시키는 반면에 엔빌로프(12)의 축방향 단부가 작용하지 않게 하는 단계

   를 포함하는 하우징 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 축방향 단부의 직경에 영향을 미치는 추가 작업 단계를 수행하지 않으면서 결합부(14)가 엔빌로프(12) 상에서 슬리핑하거나 엔빌로프 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 하우징 제조 방법.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성요소(16)는 배기 가스 정화 장치인 것을 특징으로 하는 하우징.

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