KR101593769B1

KR101593769B1 - 배기 가스 이송 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101593769B1
Application number: KR1020137029023A
Authority: KR
Inventors: 알프레트 블룸
Original assignee: 포레시아 이미션스 콘트롤 테크놀로지스, 저머니 게엠베하
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2016-02-12
Also published as: US20140020785A1; DE102011016170A1; WO2012136355A1; CN103459796B; CN103459796A; KR20130140161A

Abstract

원통형의 외측 하우징(18)을 가지는 차량의 배기 가스 이송 장치로서, 상기 외측 하우징이 외측 쉘(24) 및 상기 외측 쉘(24)의 내측에 배열된 내측 쉘(26)로 이루어지고, 상기 외측 쉘(24)은, 상기 내측 쉘(26) 보다 더 큰 외측 원주의 부분 또는 상기 내측 쉘(26)과 동일하게 큰 외측 원주를 형성한다. 상기 내측 쉘(26)의 방사상 외측부가 상기 외측 쉘(24)에, 특히 재료 대 재료 결합에 의해서, 부착된다. 상기 외측 쉘(24)은 C-형상 횡단면을 가지거나 환형으로 폐쇄되는 방식으로 연장한다. 또한, 그러한 장치를 제조하기 위한 방법이 개시된다.

Description

배기 가스 이송 장치 및 그 제조 방법{EXHAUST CONDUCTING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 원통형 외측 하우징을 가지는 차량의 배기 가스 이송 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

차량에서, 배기 파이프 부분들, 예를 들어 촉매들, 입자 필터들, 머플러들 또는 하우징들 사이에 배열되는 여러 가지 장치들이 배기 브랜치(branch) 내에 존재하고, 상기 하우징 내에는 소위 열전기 발전기(TEG 모듈들)가 수용되고 그리고 온도차로 인해서 상기 열전기 발전기에 의해서 전기 에너지가 획득된다. 이러한 장치들 모두는, 차량의 배기 브랜치 내로 통합되고 그리고 그들의 유입구와 그들의 배출구 사이에서 내부성분들(internals)(배기-가스 세정 삽입체들, 머플러 유닛들, TEG 모듈들 등)이 수용되는 컨테이너를 형성하는, 미리-제조된 유닛들이다. 유입구 및 배출구 사이에, 내부성분들을 수용하기 위한 공동을 생성하기 위해서, 구분되는 횡단면 점프(jump)가 존재한다. 그러한 장치들의 원통형 외측 하우징은 다양한 방식들로 제조될 수 있다. 촉매 또는 입자 필터에서, 예를 들어, 배기 가스가 관통하여 유동하고 그리고 일반적으로 세라믹들로 제조되는 소위 삽입체가 시트(sheet)로 랩핑되고(wrapped), 그에 따라 개재된 장착 매트를 통해서, 상기 삽입체가 하우징 내에서 클램핑되고 배치된다. 또한, U-형상의 횡단면을 가지는 2개의 쉘들(shells)로 제조되고, 상기 쉘들 사이에 삽입체 및 장착 매트가 클램핑되고, 그리고 외측 하우징을 폐쇄할 때, 상기 쉘들의 길이방향 엣지들이 중첩되는 범위까지 상기 쉘들이 함께 이동되고, 이어서 상기 길이방향 엣지들이 용접되거나 납땜된다.

US 2001/0055551 A1으로부터, 촉매 제조 방법이 공지되어 있으며, 여기에서 360도 초과로 삽입체 주위로 각각 연장하는 2개의 시트-금속 파트들이 서로의 위로 감겨진다. 이어서, 그 부분들이 외측 하우징을 형성한다.

DE 10 2004 042 078 A1 은 배기 가스 이송 장치를 위한 하우징의 제조 방법을 개시하고, 여기에서 외측 하우징은, 부분적으로 중첩되고 중첩 영역 내에서 서로 연결되는 3개 이상의 시트-금속 스트립들로 이루어진다. 하우징의 횡단면 형상은 원형적인 원통형이 아니나, 다소 크거나 적은 곡률(more or less curvature)을 가지는 부분들을 포함한다. 덜 곡선형인 부분들 내에, 중첩 영역들이 위치된다.

본원 발명의 목적은, 저비용으로 제조될 수 있고 경량인, 용이하게 제조가능한 외측 하우징을 포함하는 장치를 제공하는 것이다. 또한, 장치의 개선된 제조 방법이 제공된다.

본원 발명에 따른 차량들을 위한 배기 가스 이송 장치는 원통형의 외측 하우징을 가지고, 상기 외측 하우징은 외측 쉘 및 상기 외측 쉘의 내부에 배열된 내측 쉘로 이루어진다. 외측 쉘은, 내측 쉘 보다 더 큰, 또는 그 대신에, 내측 쉘만큼 큰 외측 원주의 부분 보다 더 큰 외측 하우징의 외측 원주를 형성한다. 내측 쉘의 방사상 외측부가 외측 쉘에, 특히 합착(cohesion)에 의해서 부착된다. 외측 쉘은 C-형상 횡단면으로 연장하거나 폐쇄된 원으로서 연장한다. 외측 쉘 및 내측 쉘은, 단지 추후에 서로 연결되는 분리된 파트들이다.

본원 발명에 따른 장치는 또한 외측 하우징의 매우 균일한 로드(load) 및 내부 파트들의 균일한 클램핑을 특징으로 하고, 외측 쉘이 로드를 주로 흡수함에 따라, 이러한 외측 쉘은 하우징의 거의 전체의 외측 원주를 형성하는데, 이는 외측 쉘이 C-형상으로 연장하거나 또는 환형으로 폐쇄된 횡단면으로 연장하고 내부 파트들을 둘러싸기 때문이다. 이는, 개별적인 쉘들이 U-형상의 횡단면을 가지는 즉, 길이방향 엣지들이 내부를 향하지 않는, 즉 서로를 향하지 않는 이전의 쉘 해결책들과의 본질적인 차이점이다. 본원 발명에서 외측 하우징을 형성하는, 2개의 분리된 쉘들(즉, 본질적으로 분리된 파트들)은, 종래 기술에서와 같은 3개 이상의 쉘들 보다 더 용이하게 서로 연결될 수 있다. 내측 쉘은 외측 쉘의 해당 영역 내에 위치되고, 다시 말해서, 외측 쉘이 폐쇄되고 그리고 이러한 영역을 고정한다.

바람직하게, 외측 쉘의 길이방향 엣지들은 중첩 없이 서로에 대해서 연장한다. 이러한 실시예에 따라서, 본원 발명에 따른 장치는 감겨지고 길이방향 엣지들이 중첩되는 외측 하우징을 가지지 않는다. 그러한 감김(wind)은, 감김 중에 크게 이동하는 내부의 길이방향 엣지가, 예를 들어, 장착 매트(mat) 상에서 보다 내부로 위치되는 인접 파트 상에 전단력들을 인가한다는 사실을 초래할 수 있다. 본원 발명에 따른 장치의 외측 하우징을 폐쇄할 때, 상대적인 운동이 2개의 측부들에 걸쳐서 즉, 내측 쉘의 2개의 길이방향 엣지들의 영역 내에서 확산될 수 있다.

바람직하게, 쉘들의 횡단면이 지속적으로 곡선형으로 연장되고, 즉 종래 기술의 길이방향 엣지들의 영역 내의 U-형상의 쉘들의 경우에 빈번한 것과 같은 급격한 단차부 등이 존재하지 않는다. 이는, 제조 비용을 절감하고 그리고 외측 하우징의 균일한 가요성을 보장하는데, 이는 단차부들 등이 하우징을 부분적으로 보강하기 때문이다.

외측 및 내측 쉘이 바람직하게 금속 시트로 제조된다.

외측 및 내측 쉘의 곡률들은 중첩 영역 내에서 서로에 대해서 맞춰져야 하고, 그에 따라 내측 쉘이 그 방사상 외측부로 상기 외측 쉘에 대해 전체적으로 맞닿는다.

바람직한 실시예에 따라서, 외측 쉘의 길이방향 엣지들이 원주 방향으로 서로로부터 이격되고, 그리고 길이방향 엣지들 사이의 결과적인 갭이 방사상 내측으로 내측 쉘에 의해서 폐쇄된다. 힘과 관련하여, 바람직한 실시예의 내측 쉘이 외측 쉘 내에서 이러한 갭을 폐쇄하는 과제를 주로 가지게 되며, 상기 갭이 매우 작아야 한다. 갭의 존재는 이하의 중요한 장점을 가진다. 외측 하우징이 내부 파트를 클램핑하고자 할 때 또는 내부 부분에 대해 근접하여 맞닿고자 할 때, 내부 파트(예를 들어, 입자 필터 또는 촉매의 삽입체)가 횡단면적 공차들을 가진다는 문제점이 항상 존재한다. 포함하고자 하는 내부 파트에 맞춰진, 외측 하우징의 개별적인 제조로 인해서, 외측 하우징의 제조 중에 외측 쉘로 힘을 인가하는 것에 의해서, 외측 쉘이 개별적으로 내부 파트에 대항하여 근접하게 프레스되고 그 내부 파트에 맞춰지길 수 있고, 그에 따라 외측 하우징의 최적의 횡단면 형상이 얻어진다. 갭으로 인해서, 횡단면적으로 작은 내부 파트들에서, 길이방향 엣지들이 서로에 대해서 접하게 되고, 그에 따라 외측 하우징이 충분히 작게 제조될 수 없는 상황이 배제된다. 그에 따라, 공차들의 보상이 갭을 통해서 가능해진다. 그러나, 가장 작은 허용가능한 내부 파트에 대해서, 길이방향 엣지들이 서로에 대해서 접하도록 공차들이 배치될 수 있을 것이다. 그러나, 가장 작은 파트의 경우에도, 갭이 외측 하우징 내에 제공되는 것이 바람직하다.

그러나, 갭이 비교적 작기 때문에, 내측 쉘이 외측 쉘 보다 분명하게 적게 외측 하우징의 안정성에 기여하도록 내측 쉘이 디자인될 수 있고, 그에 의해서 내측 쉘의 중량 및 제조 비용이 감소될 수 있다.

횡단면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 내측 쉘은 외측 쉘보다 바람직하게는 적어도 0.6 배만큼 짧은 원주방향 길이를 가질 수 있다. 그에 따라, 재료들이 상당히 절감될 수 있다.

물론, 외측 쉘과 유사한 길이를 또는 심지어 외측 쉘 보다 더 긴 원주방향 길이를 가지는 내측 쉘도 이용될 수 있다.

또한, 내측 쉘은 횡단면이 C-형상으로 연장될 수 있고, 즉 U-형상을 가지는 경우 보다 내측으로 보다 더 당겨진(drawn) 길이방향 엣지들을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 내측 쉘의 길이방향 엣지들 사이의 갭이 외측 쉘의 길이방향 엣지들에 대해서, 특히 바람직하게 외측 쉘의 길이방향 엣지들 사이의 갭에 대해서 대향하여 배향되어야 한다. 원형의 원통형 외측 하우징에서, 이러한 것은, 내측 쉘의 길이방향 엣지들 사이의 갭이 외측 쉘의 길이방향 엣지들에 대해서, 특히 외측 쉘 상의 갭에 대해서 정반대로 대향하여 위치되는 것에 의해서 형성될 수 있다. 이는, 외측 하우징의 균일한 가요성을 제공하여야 한다.

외측 쉘은 내측 쉘 보다 특히 적어도 1.3 배만큼 더 두꺼워야 한다. 이는 중량 및 재료를 절감할 것이다. 또한, 쉘들의 중첩 영역 내에서, 외측 하우징이 나머지 비-중첩 영역 내에서 보다 상당히 덜 탄성적인 것이 회피된다.

경험상, 외측 쉘이 1.0 mm 이하의, 특히 0.8 mm 이하의 두께를 가질 수 있고 및/또는 내측 쉘이 0.4 mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께들은 종래 기술에서 보다 실질적으로 얇고, 종래 기술에서는, 예를 들어, 감겨진 하우징들에서 1.2 내지 1.5 mm의 벽 두께들이 채용되고 있다.

바람직한 실시예에서, 외측 쉘이 0.4 mm 이하의, 특히 0.3 mm의 두께를 가지고, 그리고 내측 쉘은 단지 0.2 mm 이하의 두께를 가진다. 내측 쉘의 본질적으로 얇은 두께는 중량 장점을 가질 뿐만 아니라, 내측 쉘의 길이방향 엣지들의 영역 내에서 외측 하우징의 두께의 작은 점프(jump) 만이 존재하도록 보장한다. 그에 따라, 길이방향 엣지들을 형성하는 단부 면들이, 인접 파트에 대한, 예를 들어 장착 매트에 대한 간섭 윤곽부 또는 간섭 엣지로서, 내측으로 거의 돌출하지 않고, 그에 따라 외측 하우징을 폐쇄시킬 때 어떠한 전단력들도 인접 파트로 거의 인가되지 않게 된다. 얇은 두께로 인해서, 길이방향 엣지들이 장착 매트에 거의 걸리지 않고 그러한 장착 매트를 따라서 슬라이딩될 수 있다.

내측 쉘 및 외측 쉘의 얇은 두께로 인해서, 외측 하우징 내의 응력 분포가 매우 균일해진다는 사실이 초래되는데, 이는 외측 하우징이 종래 기술에서 보다 더 큰 가요성을 가지게 되고 그리고 선택적으로 내부 파트들, 예를 들어 삽입체들의 공차-관련된 상이한 기하학적 형태들에 최적으로 맞춰질 수 있기 때문이다. 이는 또한, 클램핑력이 내부 파트로 매우 균일하게 분산된다는 것을 의미한다.

또한, 외측 하우징의 얇은 두께는, 외측 하우징의 제조 중의 소위 캐닝(canning) 프로세스가 보다 신속하게 실시될 수 있다는 사실 및, 종래 기술에서는 제어되었어야 했던, 큰 반발력들(springback forces)을 생성하지 않는다는 사실을 초래한다. 이러한 반발력들은, 외측 하우징의 폐쇄 작업 중에 외측 하우징 상으로 프레싱 힘을 가하는 도구의 개방 후에, 외측 하우징이 반발하고, 다른 기하학적 형태를 가질 수 있게 되고, 그리고 보다 반발되는 부분 내의 클램핑력들이 보다 감소된다는 사실을 초래한다.

본원 발명의 추가적인 실시예에서, 외측 쉘이 내측 쉘과 다른 재료로 제조된다. 이때, 예를 들어, 내측 쉘이 외측 쉘 보다 저-품질의 재료로 제조된다는 점에서, 비용들이 추가적으로 절감될 수 있다.

외측 쉘은 하우징의 외측 원주의 적어도 90%를 형성하여야 한다.

외측 쉘의 길이방향 엣지들 중 적어도 하나가 원주방향으로 적어도 하나의 돌출부를 가질 때, 길이방향 엣지들의 영역 내의 외측 하우징의 안정성이 증가될 수 있고 그리고 제조가 단순해질 수 있으며, 상기 돌출부는 대향하는 돌출부에서의 리세스 내에 결합된다. 돌출부 및 리세스가 특히 상보적으로 디자인될 수 있다. 돌출부 및 리세스를 통해서, 길이방향 엣지들이 축방향으로 형상결합식으로(positively) 상호록킹되고, 이는 재료 대 재료 결합에 가해지는 로드를 감소시킨다. 바람직한 실시예에서, 양 길이방향 엣지들이 틈새형으로(crenellated) 디자인될 수 있고, 그에 따라 하나의 길이방향 엣지의 정점부들이 다른 길이방향 엣지의 정점부들 사이의 상보적인 리세스들 내로 결합된다. 그러나, 특히, 원주방향 갭을 유지하기 위해서, 정점부들의 선단부가 인접한 리세스들의 "하단부들"과 접촉하지 않아야 한다. 그러나, 축방향 접촉이 인접한 정점부들과 리세스들의 측방향 표면들에서 존재할 수 있다.

외측 쉘의 길이방향 엣지들이 서로에 대해서 및/또는 내측 쉘에 대해서 납땜되어야 하고, 바람직하게 외측 쉘이 부가적으로 길이방향 엣지들의 영역 내에서 내측 쉘에 대해서 스폿-용접된다. 내측 쉘은 길이방향 엣지들 사이에 교각부를 형성할 수 있고, 이는 외측 쉘의 각각의 길이방향 엣지들이 내측 쉘에 납땜되어야 하는 이유이다. 길이방향 엣지들 사이의 갭이 매우 작을 때, 이러한 갭이 또한 땜납으로 완전히 폐쇄될 수 있고, 그에 따라 이러한 땜납은 또한 외측 쉘의 길이방향 엣지들을 서로 연결한다. 상기 갭이 땜납으로 완전히 충진될 수 있을 것이다.

바람직하게, 땜납은 또한 외측 쉘의 길이방향 엣지들의 영역 내의 외측 쉘의 내측부와 이러한 영역 내의 내측 쉘의 외측부 사이에 제공되고, 그에 따라 큰-표면의 납땜된 영역이 얻어진다. 내측 쉘이 외측 쉘과 상당히 많이 중첩될 때, 쉘들의 전체 중첩 영역이 땜납으로 연결되지 않도록, 외측 쉘의 길이방향 엣지들에 근접한 내측부 상으로만 땜납을 제공하는 것을 고려할 수 있을 것이다.

본원 발명에 따른 장치는 배기 가스(촉매 또는 입자 필터)를 세정하기 위한 삽입체를 포함하고, 머플러를 생성하고 및/또는 TEG 모듈들을 수용한다. 장치는, 내부성분들을 내부에 포함하는 미리 제조된 컨테이너이고, 상기 내부성분들에 의해서 배기 가스가 처리되거나 배기 가스로부터의 에너지가 변환된다(음향 또는 열적 에너지).

본원 발명의 다른 실시예에서는, 내부성분들을 수용하는 어떠한 컨테이너들 및 장치도 미리 제조되지 않는다. 그 대신에, 장치는 2개의 인접한 파이프 소켓들(sockets)을 위한 파이프 소켓 연결부가 된다. 외측 쉘 및 내측 쉘은 2개의 인접한 파이프 소켓들을 둘러싸고 그리고 그 소켓들을 서로 유동 연통하도록 커플링시킨다. 바람직하게 쉘들은 재료 대 재료 결합에 의해서 파이프 소켓들에 부착된다. 파이프 소켓들이 항상 정확한 외부 치수들 및 기하학적 형태들을 가지는 것이 아니기 때문에, 소켓들에 대한 최적의, 갭이 없는 맞춤(adaptation)이 2개의 압축가능한 쉘들에 의해서 항상 달성될 수 있다.

그러나, 본원 발명에 따른 장치는 또한 2개의 쉘들로 이루어진 내연 기관의 배기 파이프가 될 수 있다. 여기에서, 적어도 내측 쉘이 횡단면으로 폐쇄되어 연장되는 것이 바람직하고, 즉 내측 쉘의 길이방향 엣지들 사이에 갭이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 또는 이러한 갭이 땜납에 의해서 완전히 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상이한 내식성이 충족되도록, 쉘들이 상이한 재료로 제조되는 것이 또한 바람직하다. 따라서, 배기 파이프의 벽 두께가 이전의 배기 파이프들 보다 더 얇아질 수 있기 때문에, 배기 파이프가 일반적으로 보다 더 가벼운 중량을 가진다.

바람직하게, 외측 쉘은 축방향으로 내측 쉘을 실질적으로 완전히 커버한다. 개별적인 쉘들의 얇은 두께에도, 이는 또한 축방향으로 대략적으로 균질한 비교적 큰 안정성을 장치로 제공한다.

배기 가스 이송 장치, 특히 본원 발명에 따른 전술한 배기 가스 장치를 제조하기 위한 본원 발명의 방법은 이하의 단계들을 제공한다:

a) 외측 쉘이 내측 쉘 주위로 C-형상의 방식으로 연장하도록 그리고 내측 쉘이 외측 쉘의 하나의 길이방향 엣지로부터 외측 쉘의 대향하는 길이방향 엣지까지 내측에서 연장하도록, 외측 쉘 및 내측 쉘을 서로에 대해서 배치하는 단계, 및

b) 상기 외측 쉘의 길이방향 엣지들의 영역 내에서 상기 외측 쉘 및 내측 쉘을 서로 재료 대 재료 결합하는 단계.

이미 설명한 바와 같이, 횡단면과 관련하여 보여지는 바와 같이, 2개의 쉘들이 지속적으로 만곡되는 방식으로 단차부 없이 연장되어야 한다. 외측 쉘 및 내측 쉘은 감겨지지 않으며, 즉 그 쉘들은 횡단면에서 볼 때 약 360°미만으로 연장한다.

외측 쉘 및 내측 쉘은 특히 연속적인 프로세스에서 서로에 대해서 납땜되고, 상기 연속적이 프로세스에서 상기 쉘들이 연속적인 퍼니스를 통해서 이동하고, 상기 연속적인 퍼니스 내에서 땜납이 액화된다.

이러한 경우에, 외측 쉘 및 내측 쉘이 제 1 터널 성분을 통해서 먼저 축방향으로, 이어서 연속적인 퍼니스를 통해서 그리고 최종적으로 제 2 터널 성분을 통해서 이동될 수 있다. 터널 성분들에 의해서 쉘들이 단순한 방식으로 조정될 수 있고 그리고 동시에 연속적인 퍼니스를 향해서 그리고 연속적인 퍼니스로부터 멀리 이송될 수 있다.

바람직하게, 안정화 맨드릴(madrel)이 추가적으로 제공되고, 그러한 맨드릴은, 제 2 터널 성분의 터널 개구부와 함께, 환형 공간을 형성하고, 상기 환형 공간을 통해서 쉘들이 이동된다.

매우 효과적인 제조 방법에서, 길이방향 엣지들의 영역 내의 외측 쉘의 내측부에 및/또는 내측 쉘의 외측부 상에 (예를 들어, 스크린 인쇄에 의해서) 땜납이 도포되고, 상기 땜납은 쉘들이 서로에 대해서 배치되기에 앞서서 경화된다. 상기 단계 b)에서, 쉘들 중 적어도 하나가 가열되고, 그에 따라 땜납이 액체가 되고 그리고 쉘들이 서로에 대해서 납땜된다.

땜납을 임프린팅하는 것에 대한 대안으로서, 예를 들어, 스폿 용접에 의해서, 하나 이상의 땜납 호일이 또한 쉘들의 대향 측부들 중 하나 또는 양 측부들 상으로 부착될 수 있다. 이어서, 호일들이 열의 영향하에서 용융될 것이다.

보강을 위해서, 쉘들이 전체 표면에 걸쳐서 또는 그들의 접촉 표면들에 걸쳐서 분산되어 서로에 대해서 납땜될 수 있을 것이다. 쉘들 중 하나 또는 양자 모두 상에서, 예를 들어, 스트립들, 그리드들, 지점들 등과 같은 패턴들로 또는 전체 표면에 걸쳐서, 땜납이 임프린트된다. 가열 후에, 전체-표면 또는 섹션별 납땜 연결이 얻어진다. 땜납이 패턴들로 임프린트되는 경우에도, 가열 후에 전체-표면 연결이 될 수 있다.

전체-표면 또는 섹션별 납땜 연결이, 특히 파트들이 외측으로부터 부착되는 지점들의 영역들 내에서 실시되며, 그에 따라 이러한 지점에서 벽을 보강한다.

외측으로부터 쉘들로 압력을 가하는, 쉘들을 폐쇄하기 위한 도구들이 대부분 매우 고가이기 때문에, 그러한 도구들의 사이클 시간이 가능한 한 짧아지도록 하기 위해서, 쉘들이 납땜 전에 서로에 대해서 스폿-용접될 수 있다. 그에 따라, 쉘들이 서로에 대해서 배치되고 그리고 다른 도구 또는 다른 스테이션 내로 이송될 수 있다.

외측 하우징을 폐쇄하기 위한 소위 캐닝 프로세스의 사이클 시간들이 30초 초과로부터 7초 미만으로 단축된다.

내측으로 이동가능한 죠우(jaw)를 포함하는 도구 내에 쉘들이 배치될 때, 쉘들이 미리 만곡될 수 있다. 이들 죠우가 내측으로 이동될 때, 적어도 외측 쉘이 추가적으로 만곡되고, 그에 따라 외측 쉘의 길이방향 엣지들이 서로를 향해서 이동된다. 이어서, 도구 내에서, 쉘들의 서로에 대한 적어도 예비적인 고정이, 예를 들어, 스폿 용접에 의해서, 실시되어야 한다.

바람직한 실시예에서, 제조하고자 하는 장치를 위해서 개별적으로 결정된 매개변수들로부터의 결정된 개별적인 조정 경로만큼 죠우가 내측으로 이동된다. 이는, 각각의 장치가, 예를 들어, 장착 매트의 면적 중량(area weight) 또는 죠우의 폐쇄에 가해지는 클램핑력 또는 삽입체의 횡단면 기하학적 형태에 대해서, 내부 파트들의 매개변수에 맞춰진, 개별적으로 제조된 외측 하우징을 가진다는 것을 의미한다.

발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 이하의 설명으로부터 그리고 참조된 이하의 도면들로부터 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본원 발명에 따른 장치의 실시예를 통한 길이방향 단면도를 도시한다.
도 2는 본원 발명에 따른 장치의 제 1 실시예를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 3은 본원 발명에 따른 장치의 제 2 실시예를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 4는 길이방향 엣지들의 영역 내에서 도 2 및 3의 장치들의 방사상 도면을 도시한다.
도 5는 본원 발명에 따른 장치의 제조를 위한 도구를 통해서 사시도 방향에서 도시한 횡단면도이다.
도 6은 본원 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 연속적인 방법 단계들을 도시한 도면이다.
도 7은 파이프 소켓 연결로서 디자인된, 본원 발명에 따른 장치를 통한 길이방향 단면도를 도시한다.
도 8은 도 7의 장치의 사시도를 도시한 도면이다.
도 9는 배기 파이프로서 형성된, 본원 발명에 따른 장치의 단부-면을 도시한 도면이다.
도 10은 대안적인 디자인의 변형예에 따라, 배기 파이프로서 형성된, 본원 발명에 따른 장치의 단부-면을 도시한 도면이다.
도 11은 도 9 및 10에 도시된 바와 같은 장치들을 제조하기 위한 본원 발명에 따른 방법을 도시하는 개략도이다.

도 1은 모터 차량 내에 수용된 배기 가스 이송 장치(10)를 도시한다. 장치(10)는 배기 가스 세정 장치 즉, 배기 가스 촉매, 입자 필터, 또는 양자 모두의 조합, 또는 머플러 또는 소위 TEG 모듈들을 가지는 발전 장치일 수 있고, 이들은 예로서 도시되어 있고 그리고 참조 번호 '12'로 표시되어 있다.

참조 번호 '14'는 세장형의, 원통형 기판을 규정하고, 상기 기판은, 예를 들어, 촉매를 가지거나 가지지 않은 세라믹들 또는 일종의 권선된 주름형 보드 또는 다른 촉매 캐리어 또는 필터 재료로 제조된다. 기판(14)은 장착 매트(16)에 의해서 둘러싸이고, 상기 장착 매트(16)는 상기 기판(14)과 시트 금속으로 제조된 외측 하우징(18) 사이의 탄성 보상 요소를 형성한다.

또한, TEG 모듈들(12)과 같은 다른 내부 파트들이 캐리어 상으로 클램핑될 때, 또는 흡음 내부성분들이 외측 하우징(18)에 의해서 둘러싸이고 그 내부에서 클램핑될 때, 장착 매트(16)가 존재한다.

상류 및 하류에서, 유입유동 깔대기(inflow funnel)(20) 및 배출유동 깔대기(22)가 외측 하우징(18)과 연결된다.

장치는 내부성분들과 함께, 유입유동 깔대기(20)의 유입구 및 배출유동 깔대기(22)의 배출에 의해서 형성된 유입구 및 배출구와 함께, 그리고 내부성분들을 수용하기 위한 공동을 형성하기 위해서 상기 유입구와 배출구를 향해서 횡단면이 확장된 개재(interposed) 부분과 함께 미리 제조된 컨테이너이다.

외측 하우징(18)은 얇은-벽이고 그리고 이하에서 구체적으로 설명한다.

도 2는 본원 발명에 따른 장치의 구성을 횡단면으로 도시한다. 외측 하우징(18)은 2개의 분리된 쉘들 즉, 외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)로 이루어진다. 외측 쉘(24)은 실질적으로 C-형상인 횡단면을 가지고 그리고 기판(14)을 둘러싼다. 이는 외측 쉘이, 횡단면에서, 180°초과로, 바람직하게 270°초과로 주위에서 연장된다는 것을 의미한다. 도시된 실시예에서, 내측 쉘(26)도 유사하게 C-형상의 횡단면을 가진다.

쉘들(24 및 26)은 서로로부터 각각 이격된 길이방향 엣지들(28, 30)을 가지며, 그에 따라 갭(32, 34)이 길이방향 엣지들(28, 30) 사이에 제공된다. 이는, 외측 쉘(24)이 그 외측 쉘의 길이방향 엣지들(28)의 영역 내에서, 내측 쉘의 길이방향 엣지들(30)의 영역 이내의 적은 정도로만 내측 쉘과 중첩된다는 것을 의미한다.

외측 쉘(24)은 원주 방향을 따라 외측 하우징의 외측부의 본질적인 파트를 형성하고, 특히 외측 하우징(18)의 외측 원주의 적어도 90%를 형성한다. 외측 쉘(24)에 의해서 커버된 내측 쉘(26)의 내측 부분이 외측 하우징(18)의 외측 원주의 모든 부분을 형성하는 것이 아니고, 갭(32)을 폐쇄하는 부분만을 형성한다.

길이방향 엣지들(28) 사이의 갭(32)이 상기 내측부에 대해서 방사상으로 내측 쉘(26)에 의해서 폐쇄된다. 갭들(32, 34)이 서로에 대해서 반대로 위치되도록, 특히 서로에 대해서 정반대로(diametrically) 대향되도록, 외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)의 정렬이 이루어진다.

외측 쉘(24)은, 내측 쉘(26)과 마찬가지로, 균일하게 얇은 시트로 제조된다.

외측 쉘(24)이, 외측 하우징(18)의 안정성에 대해서도, 외측 하우징(18)의 본질적인 파트를 형성하기 때문에, 내측 쉘(26)은 외측 쉘(24) 보다 더 얇게 제조될 수 있을 것이다.

외측 쉘(24)은 특히 1.3 배만큼 내측 쉘(26)보다 더 두꺼워야 한다.

바람직한 실시예에서, 외측 쉘이 1.0 mm 이하, 그러나 특히 0.8 mm 이하, 바람직하게 특히 0.4 mm 이하의 두께를 가질 수 있는 한편, 내측 쉘(26)은 0.4 mm 이하, 특히 약 0.2 mm 이하의 두께를 가진다.

도시된 실시예들에서, 외측 쉘(24)은 심지어 단지 약 0.3 mm의 두께를 가지고 내측 쉘(26)이 0.2 mm의 두께를 가지며, 그에 따라 쉘들(24 및 26)의 중첩 영역 내에서 0.5 mm의 외측 하우징(18)의 전체 두께가 얻어진다.

외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)은 중첩 영역 내에서 서로에 대해 완전히 맞닿고, 이는 외측 쉘(24)이 얇은 두께를 가지고 벤딩 중에 내부 파트들의 윤곽에 맞춰질 수 있다는 사실에 의해서 특히 촉진된다. 내측 쉘(26)의 보다 더 얇은 두께로 인해서, 내측 쉘(26)은 다시 큰 가요성을 가지고 그리고 내부의 인접하는 파트들, 즉 여기에서 기판(14) 및 상기 기판 위에 놓이는 장착 매트(16)의 윤곽에 완전하게 맞춰진다.

대안적으로 또는 부가적으로, 외측 쉘(24)은 내측 쉘(26)과 다른 재료로, 특히 보다 높은 품질의, 예를 들어 내식성 재료로 제조될 수 있다.

2개의 쉘들(24 및 26)은 재료 대 재료 결합에 의해서 길이방향 엣지들(28)의 영역 내에서 서로에 대해서 연결된다.

바람직한 실시예에 따라서, 쉘들(24 및 26)이 외측 쉘(24)의 내부의 영역 내에서 서로에 대해서 납땜되어 길이방향 엣지들(28)을 폐쇄한다. 바람직한 실시예에 따라서, 땜납이 각각의 중첩 영역 내에서 원주를 따라서 각각의 길이방향 엣지(28)로부터 최대 10 내지 20 mm로 연장한다.

수분이 누적될 수 있는 홈이 존재하지 않도록, 땜납(36)이 또한 갭(32)을 충진하여야 할 것이고, 바람직하게 완전히 충진하여야 할 것이다. 외측 쉘(24)과 내측 쉘(26) 사이에 부식 공격 표면 및 갭들이 존재하지 않도록, 땜납(36)은, 갭(32)의 영역 내의 내측 쉘(26)의 외측부와 같이, 적어도 길이방향 엣지들(28)의 영역 내에서 단부 면들을 완전히 커버하여야 한다.

납땜 연결에 더하여, 쉘들(24 및 26)이 길이방향 엣지들(28)에 근접하여 축방향을 따라 앞뒤로 위치된 일부 지점들에서 스폿-용접된다. 용접 지점들을 참조 번호 '38'로 표시하였다. 그러한 스폿 용접은, 쉘들(24 및 26)이 갭(32)의 영역 내에서 그들의 전체적인 길이방향 연장거리에 걸쳐 서로에 대해서 납땜되기 전에, 그 쉘들(24 및 26)을 단지 미리-고정하는 역할을 한다. 그 대신에, 예를 들어, 외측 쉘의 원주방향 길이의 상한선이 그 외측 쉘의 길이방향 엣지들의 서로에 대한 인접(abutment)에 의해서 규정되도록, 상응하는 제조 중의 공차들이 선택될 때, 갭(32)이 영(zero)이 될 수 있을 것이다. 또한, 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)이 서로 중첩된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

보강을 위해서, 쉘들(24 및 26)이 전체 표면에 걸쳐서 또는 그들의 접촉 표면들에 걸쳐서 분산되어 서로에 대해서 납땜될 수 있을 것이다. 쉘들(24 및 26) 중 하나 또는 양자 모두 상에서, 예를 들어, 스트립들, 그리드들, 지점들 등과 같은 패턴들로 또는 전체 표면에 걸쳐서, 땜납이 임프린트된다(imprinted). 가열 후에, 전체-표면 또는 섹션별 납땜 연결이 얻어진다.

전체-표면 또는 섹션별 납땜 연결은 특히 파트들이 외측으로부터 부착되는 지점들의 영역 내에서 이루어지고, 그에 따라 해당 영역 내에서 벽을 보강한다. 도 2에서, 고정 파트(100)가 외측 쉘(24)에 납땜된다. 적어도 이러한 납땜 지점들 주위의 영역 내의 큰 표면에 걸쳐서, 쉘들(24 및 26)이 서로에 대해서 납땜되며, 그에 따라 고정 파트(100)로 인해서 작용하는 힘들이 흡수되는 벽을 보강한다.

예를 들어, (예를 들어, 센서를 위해서) 벽 내의 개구부가 필요하게 된 경우에, 서로 위아래로 위치된 홀들이 쉘들(24 및 26) 모두 내에 제공된다. 강성도(rigidity)를 높이고 그리고 또한 가능한 경우에 가스 밀봉(tightness)을 달성하기 위해서, 홀 엣지에서, 쉘들(24 및 26)이 서로에 대해서 납땜된다.

도 2의 실시예는 원형적인 원통형 장치를 도시한다. 그러나, 본원 발명이 그러한 장치로 제한되지 않을 뿐만 아니라, 다른, 외측 쉘(24)의 실질적으로 둥근 기하학적 형태들 또는 둥글게 처리된 엣지들을 가지는 실질적으로 각도형의(angular) 기하학적 형태들과도 관련된다.

도 3은 내부 성분(internal component), 예를 들어 머플러 내부 파트, 기판(14) 또는 다른 구조물들, 예를 들어 TEG 모듈들(12)과 함께 장치를 도시한다. 선택 사항으로서, 내부 파트에 따라서, 장착 매트(16)가 내부 파트 주위로 또한 감겨진다. 외측 하우징(18)은 다시 단지 2개의 쉘들, 즉 외측 쉘(24) 및 분리된 내측 쉘(26)로 이루어진다. 여기에서 또한, 외측 쉘(24)은 C-형상의 방식으로 내측 파트들 주위로 거의 완전하게 연장한다.

도 2의 실시예에 대한 대안으로서, 내측 쉘(26)은 C-형상의 방식으로 외측 쉘(24)의 내측부를 따라서 연장하지 않고, 갭(32)의 영역 내의 비교적 제한된 각도 범위에 걸쳐서만 V- 또는 U-형상의 방식으로 연장하며, 그에 따라 갭 영역 내에서 외측 하우징(18)을 폐쇄한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 또한, 도 2에서와 유사한 내측 쉘(26)의 디자인이 물론 제공될 수 있다는 것이 강조될 수 있을 것이고, 다시 말해서 내측 쉘(26)이 C-형상의 방식으로 내부 파트들의 거의 전부 주위로 연장할 수 있다는 것이 강조될 수 있을 것이다. 도 3의 실시예의 장점은, 내측 쉘(26)을 위한 재료 비용이 선행하는 실시예에서 보다 적다는 것을 포함한다. 다른 한편으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 거의 360°에 걸쳐서 연장하는 쉘들(24 및 26)의 중첩으로 인해서, 외측 하우징(18)의 벽 두께가 보다 균일하다.

외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)의 두께, 재료들 및 연장거리들과 관련하여, 도 2의 설명들이 또한 도 3에 대해서 적용된다. 이는 또한 합착에 의한 시트 금속으로 제조된 2개의 쉘들(24 및 26)의 연결과 관련된다. 여기에서, 갭(32)은 또한 적어도 라이닝되고(lined), 바람직하게 땜납(36)으로 충진된다.

길이방향 엣지들(28)이 선형적으로 연장할 수 있고 또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 상호록킹(interlocking)될 수 있다. 도 4는 길이방향 엣지들(28)의 틈새형(crenellated) 포메이션을 도시하고, 여기에서 돌출부들(40)이 원주 방향으로 연장하고, 상기 돌출부들은 대향하는 길이방향 엣지(28)의 돌출부들(40) 사이의 리세스들(42) 내에 결합된다. 여전히 원주 방향으로 갭들(32)을 제공하는 이러한 구성으로 인해서, 이음선(seam) 영역에서 외측 하우징(18)의 안정성이 증대되고 그리고 제조가 용이해진다.

도 5는 본원 발명에 따른 장치를 제조하는데 이용되는 도구를 도시한다. 이러한 도구는, 내측으로 이동될 수 있는 복수의 원형-세그먼트-형상의 죠우(jaw)(44)를 가진다. 죠우(44)의 내측부들(46)은 상응하는 영역 내의 외측 하우징(18)의 미래의 형상에 맞춰진다.

죠우(44)가 다른 거리로(화살표들 참조) 내측으로 이동될 수 있고, 그에 따라 제조하고자 하는 장치에 대한 개별적인 매개변수들에 따라서, 예를 들어 내부 파트들로 가해지는 클램핑력, 또는 기판(14)의 기하학적 형태, 또는 설치된 장착 매트(16)의 면적 중량(area weight)에 따라서, 죠우(44)가 내부로 다소 멀리 또는 다소 가깝게 개별적으로 이동된다. 이는, 죠우(44)에 대한 조정 경로가 각각의 장치에 대해서 개별화된다는 것을 의미한다.

그러한 맞춤형(custom-made) 제조의 예들이, 이와 관련하여 참조되는 WO 2007/115667 A1에서 설명되어 있다. 그 대신에, 또한 도구가 DE 10 2006 049 238 A1 에서 기술된 바와 같이 형성될 수 있다.

이하에서, 본원 발명에 따른 장치를 위한 제조 방법을 도 6을 참조하여 설명할 것이다.

2개의 분리된 쉘들(24 및 26)이 먼저 그들의 길이방향에 대해서 횡방향으로 미리-형성되고, 즉 그 쉘들은 횡단면에서 볼 때 그들의 최종 형상을 아직 가지지 않았으나, 곡선형이 된다(도 6a).

도구(도 6b) 내로 외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)이 밀어 넣어지고 그리고 상기 쉘들 내로 내부 파트들이 밀어 넣어진다. 유사하게, 내측 쉘(26)의 길이방향 엣지들(30)이 외측 쉘(24)의 내측부 상에 놓이도록, 내측 쉘(26)이 배치된다. 길이방향 엣지들(28)의 영역 내에서, 예를 들어, 프린팅에 의해서, 땜납(36), 특히 경질 땜납이 외측 쉘(24)의 내측부 상으로 및/또는 내측 쉘(26)의 외측부 상으로 도포되고, 그리고 경화된다(도 6a).

이어서, 죠우(44)가 내측으로 이동되고, 그에 따라 외측 쉘(24)이 좁아지고 그리고 길이방향 엣지들(28)이 서로를 향해서 이동하게 된다. 내측 쉘(26)이 또한 그러한 프로세스 중에 변형된다(도 6b 및 6c).

최종 위치(도 6c)에 도달하자 마자, 쉘들(24 및 26)이 갭(32)에 근접하여 중첩 영역 내에서 스폿-용접된다. 이러한 목적을 위해서, 인접한 죠우(44)가 용접 전극(50)을 삽입하기 위한 상응하는 리세스(48)를 가질 수 있다(도 6c).

후속하여, 미리-제조된 장치가 도구로부터 연속적인 퍼니스(furnace)(52)(도 6e)를 통해서 이동되고, 그러한 퍼니스에서 땜납(36)이 용융될 때까지 장치가 가열된다. 또한, 땜납이 갭(32)의 영역 내에서 외측부로부터 부가될 수 있다(도 6d). 그에 따라, 2개의 쉘들(24 및 26)이 재료 대 재료 결합에 의해서 연결된다. 또한, 연속적인 퍼니스(52) 내의 열 공급원(54)이 도 6d 및 6e에 도시되어 있다.

이제까지 제시된 실시예들에서, 외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)이 내부성분들 주위에 배치되고 그리고 후속하여 서로 연결된다.

도 7 및 8의 실시예에서, 장치는, 파이프 소켓들(60, 62) 내에서 종료되는, 서로 이격된 2개의 배기 파이프들의 파이프 소켓 연결이 된다. 장치의 내부에는 내부성분들이 제공되지 않고, 그리고 횡단면에서의 큰 점프가 존재하지 않는다.

외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)이 이전의 실시예들에서 설명한 바와 같이 형성될 수 있다.

도시된 실시예에서, 양 쉘들(24 및 26)이 C-형상의 횡단면을 가지고, 여기에서 2개의 "C"의 슬롯들이 서로에 대해서 정반대로 대향하여 위치된다. 쉘들(24 및 26)이 외측으로부터 소켓들(60, 62) 상으로 놓여지고 그리고 내측으로 방사상으로 프레스되며, 그에 따라 쉘들이 소켓들(60, 62)의 외측 표면에 대항하여 놓이게 되고, 파이프 소켓들(60, 62)을 둘러싸고, 그리고 파이프 소켓들을 서로 유동 연결되게 커플링시킨다. 내부로 방사상으로 지향된 힘이 도 5에 상응하게 인가될 수 있다.

또한, 쉘들(24 및/또는 26)의 대향하는 길이방향 엣지들이 또한, 전술한 바와 같은, 상호록킹 돌출부들을 가질 수 있다.

이어서, 쉘들(24 및 26)이 재료 대 재료 결합에 의해서 외측 쉘(24)의 갭에서 서로 연결된다. 또한, 쉘들(24 및 26)이, 예를 들어, 납땜 또는 용접에 의한, 재료 대 재료 결합에 의해서 하나의 또는 양자 모두의 소켓들(60, 62)과 연결될 수 있다.

배기 가스의 임의 누설을 방지하기 위해서, 쉘들(24 및 26) 및 소켓들(60, 62) 사이의 원주방향으로 납땜된 또는 용접된 조인트들이 또한 제공될 수 있을 것이다.

예를 들어, 외측 쉘(24)의 내측부 상에 및/또는 내측 쉘(26)의 외측부 상에 땜납 호일을 각각 스폿 용접에 의해서 부착하는 것으로, 쉘들(24 및 26)을 납땜하는 것이 실시될 수 있다. 그러한 호일들은 열의 영향하에서 용융되고 그리고 쉘들(24 및 26)을 연결한다.

도 9의 실시예는, 2개의 분리된 쉘들(24 및 26)로 구성된, 내연 기관의 배기 파이프를 도시한다. 바람직한 실시예에 따라서, 갭이 내측 쉘(26)의 길이방향 엣지들(30) 사이에서 제공되지 않거나 또는 땜납(36) 또는 용접된 이음선에 의해서 완전히 폐쇄된 작은 갭만이 제공된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28) 사이에 갭이 존재하지 않는다.

양 쉘들(24, 26)은 그들 내에 중첩되는 엣지들을 가지지 않아야 한다. 이러한 실시예에서, 또한, 도 1과 관련하여 설명한 부착 파트(100)와 유사한 부착 파트를 고정하는 것이 유리하다.

쉘들(24 및 26)을 서로에 대해서 바람직하게 부착하는 것이 납땜이고, 특히 전체-표면 납땜이다. 다른 실시예들에서 언급된 것들이 또한 여기에서 적용되고, 그리고 반복을 피하기 위해서 그러한 것들을 참조할 수 있을 것이다.

모든 실시예들에 대해서, 땜납(36)이 여러 가지 방식들로 도포될 수 있다는 것이 적용된다: 즉 액체 형태로, 임프린팅에 의해서, 땜납 호일들의 부착에 의해서, 등.

모든 도시된 실시예들에서, 외측 쉘(24)은 내측 쉘(26) 보다 더 큰 외측 원주 부분을 형성한다. 그 대신에, 외측 쉘(24)은 또한 내측 쉘(26)과 동일하게 큰 외측 원주 부분을 또한 형성할 수 있을 것이다.

도 9와 유사하게, 그러나 대안적인 디자인 변형에 따라, 도 10은 배기 파이프로서 형성된 장치(10)를 도시한다. 이러한 경우에, 공기 갭(64)이 2개의 분리된 쉘들(24 및 26) 사이에 제공되고, 그러한 공기 갭은 단열 및 소음 차단과 관련한 긍정적인 효과를 가질 수 있다. 공기 갭(64)의 희망하는 방사상 치수(갭 두께)가 땜납(36)의 방사상 치수 및/또는 쉘들(24, 26)에 일체로 몰딩 또는 부착될 수 있는 다른 이격부재들을 통해서 조정될 수 있다.

도 10에 따라서, 쉘들(24, 26)은 땜납(36)에 의해서 완전히 연결되지 않고, 원주 방향으로 이격된 땜납 스트립들(66)에 의해서만 연결된다. 길이방향 엣지들(28, 30) 사이에 존재하는 갭을 폐쇄하기 위해서, 특히 기밀 방식으로 그 갭을 폐쇄하기 위해서, 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)의 영역 및 내측 쉘(26)의 길이방향 엣지들(30)의 영역 모두의 내에, 땜납 스트립(66)이 제공된다.

2개-쉘 배기 파이프의 강성도를 높이기 위해서, 외측 쉘(24) 및 내측 쉘(26)의 갭 영역들의 외측에, 추가적인 땜납 스트립들(66)이 존재할 수 있다. 도 10에서, 예를 들어, 2개의 추가적인 땜납 스트립들(66)이 제공되고, 상기 땜납 스트립들은 원주 방향을 따라서 내측 쉘(26) 및 외측 쉘(24) 모두와 완전히 인접하고 그리고 실질적으로 파이프를 보강하는 역할을 한다.

도 9 및 10에 따라서 장치들(10)을 제조할 수 있는 하나의 가능성이 도 11에 도시되어 있다. 2개의 분리된, 곡선형의 쉘들(24, 26)이 초기에 미리 제조되고 그리고 바람직하게 특정의 축방향 길이로 절단된다.

그 후에, 전술한 바와 같이, 땜납(36)이 쉘들(24, 26) 중 적어도 하나 상에 부분적으로 또는 전체적으로 도포되고 고정된다.

후속하여, 쉘들(24, 26)이 희망하는 방식으로 서로에 대해서 배치되고 그리고 예를 들어 세라믹들로 제조된 제 1 터널 성분(70)의 터널 개구부(68) 내로 함께 밀어 넣어진다.

쉘들(24, 26)의 삽입을 돕기 위해서, 터널 개구부(68)가 먼저 깔대기-형상으로 또는 원뿔형으로 형성될 수 있고 이어서 축방향의 삽입 방향(71)을 따라서 실질적으로 원통형으로 형성될 수 있다(도 11 참조). 쉘들(24, 26)이 희망하는 횡단면으로 조정되도록, 터널 개구부(68)의 기하학적 형태, 특히 터널 개구부(68)의 원통형 부분의 기하학적 형태가 바람직하게 선택된다.

제 1 터널 성분(70)의 축방향으로 연속적인 퍼니스(72)가 인접하고, 그러한 연속적인 퍼니스는 쉘들(24, 26)로 도포된 땜납(36)을 그 용융 정도까지 가열한다.

연속적인 퍼니스(72)의 축방향으로 제 2 터널 성분(74)이 인접하고, 상기 제 2 터널 성분의 터널 개구부(76)는, 유사하게, 먼저 깔대기-형상 또는 원뿔 형상으로 디자인될 수 있고 이어서 후속하여 삽입 방향(71)으로 실질적으로 원통형이 되며, 그에 따라 쉘들(24, 26)의 삽입을 돕는다(도 11 참조). 특히, 2개의 터널 성분들(70, 74)이 동일하게 형성될 수 있다.

제 2 터널 성분(74)에서, 배기 파이프로서 형성된 장치가 냉각되고, 여기에서 쉘들(24, 26)이 이제 서로에 대해서 납땜된다.

선택 사항으로서, 서로에 대한 희망 위치를 고정하기 위해서, 쉘들(24, 26)이 납땜 이전에 서로에 대해서 스폿-용접될 수 있다.

예를 들어, 땜납 재료의 스트립이 저온 조건에서 쉘들(24, 26) 중 하나 상으로 부착되고 그 이후에 연속적인 퍼니스에서 용융되는 것으로서, 땜납 스트립들이 생산될 수 있다.

연속적인 퍼니스(72) 내에서 가열되는 배기 파이프의 치수 안정성을 보장하기 위해서, 안정화 맨드릴(mandrel)(78)이 제 2 터널 성분(74)으로부터 이격되어 제공되고, 상기 맨드릴은 제 2 터널 성분(74)의 터널 개구부(76)를 통해서 연장하고 연속적인 퍼니스(72) 내로 돌출한다. 특히 바람직하게, 안정화 맨드릴(78)이 전체의 연속적인 퍼니스(72)를 통해서 축방향으로 연장한다. 제 2 터널 성분(74)의 터널 개구부(76)와 함께, 안정화 맨드릴(78)이 환형 공간(80)을 형성하고, 그러한 환형 공간을 통해서 쉘들(24, 26)이 이동된다.

안정화 맨드릴(78)의 그리고 제 2 터널 성분(74)의 터널 개구부(76)의 횡단면들이 바람직하게 배기 파이프의 희망하는 외부 또는 내부 횡단면에 상응한다. 도 11에 따른 원형 파이프 횡단면들의 경우에, 안정화 맨드릴(78)의 직경이 터널 개구부(76)의 직경에서 외측 쉘 두께의 2배, 내측 쉘 두께의 2배 및 공기 갭(64)의 갭 두께의 2배를 차감한 것에 상응한다.

파이프 제조의 시작시에 쉘들(24, 26)을 특정의 축방향 길이로 절단하는 대신에, "무한(endless) 제조"가 또한 고려될 수 있을 것이고, 그러한 무한 제조에서 배기 파이프가 쉘들(24, 26)을 납땜한 후에만 희망 길이로 절단된다.

본원 발명은, 쉘들의 도입을 위해서 깔대기-형상 방식으로 좁아지는 제 1 터널 성분, 상기 제 1 터널 성분에 인접하는 연속적인 퍼니스, 및 배출구를 향해서 깔대기-형상의 방식으로 펼쳐지는, 연속적인 퍼니스에 인접하는 제 2 터널 성분으로, 배기 파이프들을 제조하기 위한 연속적인 퍼니스 유닛으로 확장된다.

Claims

원통형의 외측 하우징(18)을 가지는 차량의 배기 가스 이송 장치로서, 상기 외측 하우징이 외측 쉘(24) 및 상기 외측 쉘의 내측에 배열된 내측 쉘(26)로 이루어지고, 상기 외측 쉘(24)은, 상기 내측 쉘(26) 보다 더 큰 외측 원주의 부분 또는 상기 내측 쉘(26)과 동일한 크기의 외측 원주의 부분을 형성하고, 상기 내측 쉘(26)의 방사상 외측부가 상기 외측 쉘(24)에 부착되고, 상기 외측 쉘(24)은 C-형상 횡단면을 가지며, 상기 외측 쉘(24)이 길이방향 엣지들(28)을 따라 상기 내측 쉘(26)에 대하여 납땜되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내측 쉘(26)의 방사상 외측부가 상기 외측 쉘(24)에 재료 대 재료 결합에 의해서 부착되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)이 서로 중첩 없이 연장하는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)이 원주 방향으로 서로로부터 이격되고, 그리고 상기 길이방향 엣지들(28) 사이의 결과적인 갭(32)이 방사상 내측으로 상기 내측 쉘(26)에 의해서 폐쇄되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
횡단면에서 볼 때, 상기 내측 쉘(26)은 상기 외측 쉘(24)보다 짧은 원주방향 길이를 가지는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 내측 쉘(26)의 길이방향 엣지들(30) 사이의 갭(34)이 상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)에 대해서 대향되게 정렬되고, 원형의 원통형 외측 하우징(18) 내에서 상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)에 정반대로 대향되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)이 상기 내측 쉘(26)보다 두꺼운, 배기 가스 이송 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)이 0.8 mm 이하의 두께를 갖거나 상기 내측 쉘(26)이 0.4 mm 이하의 두께를 가지는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)이 상기 내측 쉘(26)과 다른 재료로 제조되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)이 원주 방향으로 상기 외측 하우징(18)의 외측 원주의 적어도 90%를 형성하는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28) 중 적어도 하나가 원주 방향으로 적어도 하나의 돌출부(40)를 가지고, 상기 돌출부(40)가 대향하는 길이방향 엣지(28) 상의 리세스들(42) 내로 결합되는, 배기 가스 이송 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)이 갭(32)의 형성에 의해서 서로로부터 이격되고, 그리고 상기 갭(32)이 땜납(36)으로 충진되는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)의 내측부가 그 전체 표면적을 따라서 상기 내측 쉘(26)의 외측부에 대해 맞닿도록, 상기 쉘들(24, 26)의 곡률들이 서로에 대해서 맞춰지는, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 장치가 유입구 및 배출구를 갖는 미리 제조된 컨테이너인, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 장치가 파이프 소켓 연결부이고 그리고 상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)이 2개의 인접한 파이프 소켓들(60, 62)을 둘러싸고 그리고 상기 소켓들을 서로 유동 연통하도록 커플링시키거나, 또는 상기 장치가, 외측 및 내측 쉘들(24, 26)을 가지는, 내연 기관의 배기 파이프인, 배기 가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 쉘(24)이 축방향으로 상기 내측 쉘(26)을 완전히 커버하는, 배기 가스 이송 장치.
차량의 배기 가스 이송 장치를 제조하기 위한 방법으로서:
a) 외측 쉘(24)이 내측 쉘(26) 주위로 C 형상의 방식으로 연장하도록 그리고 상기 내측 쉘(26)이 상기 외측 쉘(24)의 하나의 길이방향 엣지(28)로부터 대향하는 길이방향 엣지(28)까지 상기 외측 쉘(24)의 내측에서 연장하도록, 상기 외측 쉘(24) 및 상기 내측 쉘(26)을 서로에 대해서 배치하는 단계, 및
b) 상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)을 따라 상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)을 서로 재료 대 재료 결합하는 단계를 포함하고.
상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)이 서로에 대해서 납땜되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
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제 18 항에 있어서,
상기 길이방향 엣지들(28)의 영역 내의 상기 외측 쉘(24)의 내측부에 또는 상기 내측 쉘(26)의 외측부에 땜납이 도포되고, 상기 땜납은 상기 쉘들(24, 26)이 서로에 대해서 배치되기에 앞서서 경화되며, 상기 단계 b)에서, 상기 쉘들(24, 26) 중 적어도 하나가 가열되는 것에 의해서 땜납이 액체가 되고 상기 쉘들(24, 26)이 서로에 대해서 납땜되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 쉘들(24, 26)이 납땜 전에 서로에 대해서 스폿-용접되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 쉘들(24, 26)이 미리 만곡되고 그리고 도구 내에 배치되며, 상기 도구는 내측으로 이동가능한 죠우(44; jaw)를 포함하고, 상기 죠우(44)를 상기 외측 쉘(24)에 대항하여 내측으로 이동시키고, 그리고 상기 외측 쉘(24)을 적어도 추가적으로 만곡시키고, 그에 따라 상기 외측 쉘(24)의 길이방향 엣지들(28)이 서로를 향해서 이동되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 죠우(44)는, 제조하고자 하는 장치에 대해서 개별적으로 결정된 매개변수에 따라 개별적인 조정 경로 만큼 내측으로 이동되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)은, 상기 죠우(44)가 내측으로 이동된 후에, 서로에 대해서 스폿-용접되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)이 먼저 제 1 터널 성분(70)을 통해서, 이어서 연속적인 퍼니스(72)를 통해서, 그리고 최종적으로 제 2 터널 성분(74)을 통해서 축방향으로 이동되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 25 항에 있어서,
안정화 맨드릴(78)이 제공되고, 상기 안정화 맨드릴은, 상기 제 2 터널 성분(74)의 터널 개구부(76)와 함께 환형 공간(80)을 형성하고, 상기 환형 공간을 통해서 상기 쉘들(24, 26)이 이동하는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 장치가, 내부 성분들을 가지고, 유입구 및 배출구 그리고 상기 유입구 및 배출구를 향해서 단면이 확장되는 개재 부분을 가지는 컨테이너이고, 상기 외측 및 내측 쉘들(24, 26)이 상기 내부 성분들 주위에 배치되고 그리고 후속하여 서로 연결되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 장치가, 유입구측 및 배출구측 원통형 파이프 소켓(60, 62) 상에 위치되고 그리고 후속하여 서로 연결되는 파이프 소켓 연결부인, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.
제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 장치가, 외측 및 내측 쉘들(24, 26)을 가지는, 내연 기관의 배기 파이프이고, 상기 쉘들이 먼저 서로에 대해서 배치되고 그리고 후속하여 서로 연결되는, 배기 가스 이송 장치의 제조 방법.