KR101895699B1

KR101895699B1 - 연료 전달 시스템을 위한 배열체 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101895699B1
Application number: KR1020167022593A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 엘렌베르크; 에이크 하이네만; 플로리안 라이징어
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2018-10-24
Also published as: EP3071828A1; CN106460752B; WO2016041973A1; CN106460752A; KR20160108548A; US10344723B2; JP6342018B2; JP2017508102A; EP3071828B1; DE102015217653A1; US20170248107A1

Abstract

본 발명은, 하우징(5)을 구비하고, 상기 하우징(5)에 용접 공정에 의해 고정되는 고압 커넥터(3)를 구비하는, 특히 자동차용 연료 전달 시스템을 위한 배열체(1)로서, 상기 하우징(5)은 커넥터 개구(2)를 구비하는 벽(9)을 포함하고, 상기 고압 커넥터(3)는, 특히 상기 고압 커넥터(3)를 통해 이어지도록 상기 고압 커넥터(3)의 길이방향 중심 축(13)을 따라 연장되는 리세스(15)와 외주방향으로 접하는 벽(17)을 구비하고, 상기 고압 커넥터(3)는 하우징 커넥터 구역(4), 중간 구역(6), 및 상기 하우징 커넥터 구역(4)과 상기 중간 구역(6) 사이에 형성된 전이 구역(37)을 구비하고, 상기 길이방향 중심 축(13)과 수직인 단면 평면에서, 상기 고압 커넥터(3)의 외부 직경 및 내부 직경은 상기 중간 구역(6)에서보다 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크고, 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)은, 외부측에서, 상기 커넥터 개구(2) 주위로, 특히 외주방향으로 폐쇄된 방식으로, 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)를 획정하고, 상기 하우징 커넥터 구역(4)은, 돌출 구역이 상기 리세스(10)에 부분적으로 또는 완전히 진입할 때 상기 하우징(5)과 접촉하기에 적절한 상기 돌출 구역(7)을 구비하고, 특히 상기 전이 구역(37)에 인접한 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 상기 벽(17)의 내부측에 방사방향 만입부(32)가 형성되고, 특히 상기 중간 구역(6)에 인접한 상기 전이 구역(37)에서 상기 벽(17)의 외부측에 축방향 만입부(31)가 형성된, 배열체(1)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 유형의 배열체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

특히 연료 전달 시스템을 위한 배열체 및 이를 제조하는 방법{ARRANGEMENT, IN PARTICULAR FOR A FUEL DELIVERY SYSTEM, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 하우징을 구비하고, 상기 하우징에 용접 공정에 의하여 고정되는 고압 커넥터를 구비하는, 바람직하게는 자동차용 연료 전달 시스템을 위한 배열체(arrangement)로서, 상기 하우징은 커넥터 개구를 구비하는 벽을 포함하고, 상기 고압 커넥터는 바람직하게는 상기 고압 커넥터를 통해 이어지도록 상기 고압 커넥터의 길이방향 중심 축을 따라 연장되는 리세스(recess)와 외주방향으로 접하는 벽을 구비하는, 상기 배열체에 관한 것이다. 상기 하우징은 바람직하게는 예를 들어 연료 펌프의 펌프 하우징일 수 있다.

종래 기술에 알려진 상기 유형의 배열체는 도 7에 개략적으로 도시되어 있는데, 이에 대하여 아래에서 또한 상세히 설명된다. 하우징의 전방 평면(front plane)은 고압 커넥터와 하우징 사이에 분리 조인트(parting joint)를 형성하는데, 이 분리 조인트는 용접된 연결을 생성하기 위해 외측으로부터 자유로이 액세스가능하다. 용접(전자빔/레이저 빔)에 의해 펌프 하우징에 고정 연결된 고압 커넥터는 용접 이음매(weld seam)에 인접해 있어서, 이 용접 이음매는 펌프에서 발생하는 높은 압력으로 인해 고압 커넥터에서 생성된 힘과 응력에 의해 기계적으로 높은 부하를 받는다. 여기서 발생하는 변동하는 인장 응력 피크는, 고압 커넥터의 불량한 건설(construction)과 크기의 경우에, 특히 동적으로 부하를 받는 용접 이음매를 (전체적으로 또는 부분적으로) 파손시킬 수 있다. 용접 이음매는 밀봉 기능을 더 수행하기 때문에, 이 파손은 연료의 누출을 야기하고 이와 연관된 안전 문제를 야기할 수 있고, 그리하여 회피되어야 한다. 발생하는 기계적인 부하의 크기는 특히 (외측에 나타나는 압력에 비해) 동작 동안 중공 내부에서 발생하는 양(positive)의 압력의 크기에 의존하고, 고압 커넥터의 리세스 또는 통로 개구의 내부에서 축방향으로 투영하여 보았을 때, 동작 압력이 작용하는 표면적(surface area)의 사이즈에 의존한다. 특히, 고압 커넥터의 내부에서, 하우징 쪽을 향하는 이러한 투영된 축방향 표면적이 하우징과는 반대쪽을 향하는 투영된 축방향 표면적보다 더 큰 경우, 고압 커넥터와 하우징 사이의 연결부에 높은 응력이 발생한다. 그리하여 최적화되도록 상정되는 구조물(construction)은, 투영된 축방향 표면적을 최소화하는 것을 통해 그리고 부하에 견딜 수 있는 동작가능하게 강력한 구조물에 의해, 용접 이음매에 작용하는 부하를 최소화하려고 시도한다. 그리하여, 종래 기술에서, 연결될 2개의 부분의 접촉 라인을 따라, 중심 축의 방향에서 외측으로부터, 고압 커넥터의 중심 축에 수직인 빔 방향으로 또는 방사방향 빔 방향으로, 빔 용접 공정(예를 들어, 전자빔 또는 레이저 빔)에 의해, 원형 용접 이음매가 생성된 고압 커넥터가 알려져 있다(도 7 참조). 이에 따라 용접 공정 동안 침투 깊이가 최대화될 수 있어서, 이에 의해, 내부 압력 부하로부터 축방향으로 나타나는 기계적인 응력이 (용접 이음매의 깊이가 더 적은 것에 비해) 감소될 수 있었다. 그러나, 실제로, 요구조건에 따라, 도 7에 존재하는 것과 같은 접촉 영역(contact zone)에 우수한 외부 액세스가능성이 항상 이용가능한 것은 아니다. 특히, 외주 상의 모든 점들이 용접 장치에 액세스가능한 것이 더 이상 아니기 때문에, (예를 들어, 상대적으로 높은 압력을 달성하거나 또는 비용을 최소화하기 위하여) 전체 펌프의 조립에 관한 요구조건은 도 7에 도시된 빔 방향이 더 이상 유지될 수 없는 구조물을 요구할 수 있다. 용접 공정, 바람직하게는 빔 용접 공정을 계속 사용하여 고압 커넥터를 부착하기 위하여, 하우징 커넥터 구역의 기하학적 형상을 변경하는 것이 시도되었다. 그러나, 여기서, 특정 기하학적인 비율이 고수될 필요가 있다. 요구조건에 따라, 구조적 변형이 일어나는 것이 가능하여, 고압 커넥터에서 투영된 축방향 내부 표면이 또한 확대되고, 이에 따라 내부 압력 부하에 의해 생성된 특히 축방향 힘과, 용접 이음매에 가해지는 부하가 또한 증가되는 문제점이 존재한다.

이 배경 기술에 대하여, 본 발명에 의해 해결되는 문제는 도입부에 언급된 유형의 배열체를 유리하게 더 개발하는 것이다. 특히, 전술한 한계와 단점이 실질적으로 가능한 한 회피하는 것이 추구된다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 도입부에 언급된 배열체의 개선에서, 상기 고압 커넥터가 하우징 커넥터 구역, 중간 구역, 및 상기 하우징 커넥터 구역과 상기 중간 구역 사이에 배열된 전이 구역을 구비하고, 상기 길이방향 중심 축에 수직인 단면 평면에서, 상기 고압 커넥터의 외부 윤곽, 특히 외부 직경은 상기 중간 구역에서보다 상기 하우징 커넥터 구역에서 더 크고, 상기 길이방향 중심 축에 수직인 단면 평면에서, 내부 윤곽, 특히 내부 직경은, 상기 중간 구역에서보다 상기 하우징 커넥터 구역에서 더 큰 것을 제안한다. 청구항 1에 따른 제1 가능성으로, 상기 하우징의 벽은, (하우징에 비해) 그 외부측에, 상기 커넥터 개구 주위로, 바람직하게는 외주방향으로 폐쇄된 방식으로, 외주 방향을 따라 이어지는 리세스를 획정(delimit)하고, 상기 하우징 커넥터 구역은, 돌출 구역이 상기 리세스에 부분적으로 또는 완전히 진입할 때, 용접 이음매를 제조하기 위하여, 상기 하우징과 접촉하기에 적절한 상기 돌출 구역을 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명은, 대안적으로, 청구항 2에 따른 제2 가능성으로, 상기 고압 커넥터의 벽이 상기 하우징 쪽을 향하는 외부측에, 상기 리세스 주위로, 특히 외주방향으로 폐쇄된 방식으로, 외주 방향을 따라 이어지는 리세스를 획정하고, 상기 하우징의 벽이 돌출 구역이 상기 리세스에 부분적으로 또는 완전히 진입할 때 상기 고압 커넥터와 접촉하기에 적절한 상기 돌출 구역을 구비하는 것을 제안한다. 청구항 1과 청구항 2에 따라, 본 발명은, 특히 상기 전이 구역에 인접한 상기 하우징 커넥터 구역에서 상기 벽의 내부측에 방사방향 만입부(indentation)가 형성되고, 특히 상기 중간 구역에 인접한 상기 전이 구역에서 상기 벽의 외부측에 축방향 만입부가 형성될 것을 더 제안한다.

연결 파트너의, 상기 구역을 향하는, 상기 벽에 형성된 리세스와, 돌출 구역의, 상기 용접된 연결의 구역에서 본 발명에 의해 제안된, 조합에 의해, 유리하게는 상기 접촉 구역은, 요구조건에 따라, 원하는 용접 공정에 적절하면서 액세스가능하도록 설계될 수 있다. 이것은, 불량한 구조적 조건 하에서도, 용접 공정을 계속 사용하여 고압 커넥터를 부착할 수 있게 한다. 이와 조합하여, 본 발명은, 축방향 만입부(축방향으로, 다시 말해, 중심 축과 평행한 방향으로 만입부)가 제1 구역에 형성되고, 방사방향 만입부(다시 말해, 상기 중심 축과 수직인 방향으로 또는 방사방향으로 만입부)가 고압 커넥터에서 벽의 제2 구역에 형성되는 것을 제안한다. 놀랍게도 본 출원인은, 이렇게 만입부들을 조합하면, 상기 만입부들을 구비하지 않고 그 밖의 경우 청구된 배열체에 대응하는 배열체에 비해 상기 고압 커넥터와 상기 하우징 사이에 용접된 연결에 작용하는 기계적인 응력을 상당히 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 이것은, (예를 들어, 용접 이음매에 액세스가능성을 개선시키기 위하여) 하우징 커넥터 구역의 원하는 설계의 결과, 부하에 대하여 고유하게 상대적으로 불리한 상황이 발생한다 하더라도, 방사방향 만입부와 축방향 만입부를 조합하면 용접 영역에 작용하는 기계적인 응력을 감소시키는 유리한 효과를 야기하여, 이 상황에서도, 신뢰성 있는 용접된 연결이 이루어질 수 있다는 것을 의미한다. 축방향 만입부와 방사방향 만입부의 본 발명에 따른 조합은, 미리 한정된 동작 압력이 동작 동안 고압 커넥터에서 형성될 때, 초기부터, 상기 만입부들을 구비하지 않는 종래의 고압 커넥터에 비해 용접 이음매에 더 낮은 응력 액션을 수반하는 응력 분배가 생성되는 효과를 제공한다. 상기 만입부들의 조합을 구비하지 않는 종래의 고압 커넥터에 비해, 상기 만입부들에 접한 벽 구역들은 상대적으로 높은 응력을 받는다. 그리하여, 본 발명에 따른 고압 커넥터와 종래의 고압 커넥터를 비교하면, 상대적으로 상이한 응력 분배가 형성되는데, 이는, 비유적으로 말하면, 종래의 고압 커넥터로부터 진행하여, 본 발명에 따른 고압 커넥터에서는 응력이 상기 용접 이음매로부터, 종래의 고압 커넥터의 경우에 덜 높은 부하를 받는 다른 영역으로 "재위치된다"고 말할 수 있다는 것을 의미한다. 이런 방식으로, 용접 이음매의 동적 강도가 보장될 수 있음과 동시에, 전체 펌프의 건설과 제조/조립에 더 많은 유연성이 실현될 수 있다. 본 발명은 커넥터의 기하학적 형상과 용접 공정에 대한 액세스가능성에 대해 그리고 용접된 조인트에서 발생하는 기계적인 부하에 대해 최적화된 기하학적 형상을 실현할 수 있다. 나아가, 실시예에 따라, 경우에 따라 상기 축방향 만입부와 상기 방사방향 만입부를 조합한 것은 상기 벽에 제한된 정도의 유연성을 생성하여, 높은 내부 압력이 존재할 때, 상기 벽은 형상과 크기에 대해 미리 결정된 방식으로, 다시 말해, 한정된 방식으로 변형될 수 있고, 실시예에 따라, 상기 고압 커넥터의 특정 벽 구역은, 비유적으로 말하자면, 조인트 방식으로 응답하여, 이에 따라, 상대적으로 작은 응력이 용접 이음매에 발생하고 상대적으로 높은 응력이, 그렇지 않은 경우 작은 부하만을 받는 다른 구역에 발생시키는 것이 가능하다. 이런 점에서, 2개의 만입부를 조합하는 것은, 2개의 만입부를 갖지 않는 구조적 형태에 비해, 기계적인 응력이, 비유적으로 말하자면, 용접 이음매로부터 "멀리까지 전달되는" 효과를 제공할 수 있다. 이런 방식으로, 상기 고압 커넥터를 부착하면 조립 및/또는 용접 공정에 더 많은 유연성이 상대적으로 복잡한 시설 조건의 경우에서도 가능하게 이루어질 수 있다. 본 발명은, 기하학적인 요구와 기계적인 요구가 증가할 때에도, 저렴한 용접된 연결을 실현할 수 있게 한다. 본 발명은 단지 펌프의 하우징과만 사용될 수 있는 것은 아니다. 본 발명은 고압 밸브 하우징에, 예를 들어, 캠샤프트를 조절하는 밸브, 산업 공장용 고압 섹터에 사용되는 서보 밸브, 건설 기계 등에서도 사용될 수 있다. 아래에 설명된 바와 같이, 본 발명은 또한 고압 커넥터의 중심 축과 용접 빔 방향 또는 연결 표면 사이에 90° 미만의 각도를 허용하는 최적화된 구조물을 실현할 수 있게 한다. 이것은, 클램핑 플랜지를 부착하기 위한 하우징 상의 고정물(fixture), 예를 들어, 펌프 하우징 상의 칼라(collar)가 고압 커넥터의 중심 축에 대해 90°의 빔 각도로 용접 헤드를 위한 분리 조인트에 액세스할 가능성을 방지할 수 있는 경우, 유리할 수 있다. 본 발명은, 예를 들어, 45°로 이어지는 커넥터의 기하학적 형상에서도 응력이-최적화된 고압 커넥터를 실현할 수 있다. 용접 이음매에서의 부하 응력이 상대적으로 감소된 것으로 인해, 상기 용접 이음매의 수명이 증가될 수 있고, 누설 위험이 감소될 수 있다.

제1 측면에 따라, 본 발명은, 하우징과 고압 커넥터를 구비하고, 상기 부품들이 아직 서로 용접되지 않은 상태인, 언급된 배열체에 관한 것이다. 추가적인 측면에 따라, 본 발명은 또한, 용접 공정에 의해 상기 유형의 배열체로부터 제조된 부품들의 조합으로서, 이 조합의 경우에 상기 고압 커넥터는 상기 하우징에 고정 부착된, 상기 조합에 관한 것이다.

언급된 중심 축은 상기 고압 커넥터의 리세스를 통해 중심이 길이방향으로 이어지는 무한한 길이의 기하학적인 축 또는 가상의 축이다. 각도 관계가 아래의 설명에서 설명되는 경우, 상기 중심 축을 기하학적으로 신장(elongation)시키는 것이 종종 언급될 수 있다. 그러나, 이 중심 축이 무한한 길이인 것으로 고려되는 경우 상기 중심 축이 직접 언급될 수 있는 것도 가능하다. 상기 축방향 만입부(이것은 또한 보다 일반적으로 만입부라고 언급될 수 있다)와 상기 방사방향 만입부는 각각 여유공간(clearance)을 형성하고, 여기서 이것은 기술적 규칙서(technical rulebook)에 있는 표현과 연관된 크기와 비율의 의미로 구속되지 않는다. 상기 축방향 만입부는 축방향으로, 다시 말해, 상기 중심 축과 평행한 방향으로 언더컷(undercut)을 형성한다. 상기 방사방향 만입부는 상기 중심 축과 수직인 방향으로, 또는 방사방향으로 언더컷을 형성한다. 방사방향 만입부 대신에, 이것은 또한 언더컷이라고도 언급될 수 있다. 상기 방사방향 만입부는, 바람직하게는 중심 축과 평행한 방향에 비해, 상기 돌출 구역의 내부측과 상기 전이 구역 사이에 위치될 수 있다. 상기 고압 커넥터 상의 돌출 구역은 바람직하게는 상기 하우징 커넥터 구역에 형성될 수 있고, 바람직하게는 외주방향으로 폐쇄된 방식으로 바람직하게는 중심 축 주위로 외주 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 중간 구역은, 상기 하우징 커넥터 구역과는 반대쪽을 향하는 상기 길이방향 단부에서, 예를 들어, 고정구(fitting), 라인 또는 다른 연결 파트너를 연결하는 커넥터 구역과 접할 수 있다.

다수의 다른 가능성이 바람직한 개선에서 존재한다:

상기 고압 커넥터는 회전 대칭 형태인 것이 바람직하다. 이것은 상기 내부측과 상기 외부측에 적용된다. 상기 고압 커넥터는 바람직하게는 슬리브로 설계되거나 또는 슬리브-같은 부품으로 설계될 수 있다.

바람직한 예시적인 실시예에서, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 축방향 만입부는 상기 중간 공간에 있는 벽의 외부측으로부터 진행하는 라운드된 부분(rounded portion)과, 상기 라운드된 부분과 접하고 상기 전이 구역의 벽의 외부측으로 이어지는 직선 부분을 갖는 윤곽을 외주방향으로 구비한다. 상기 라운드된 부분에서, 상기 벽의 외부 표면은 상기 단면 평면에 대해 유리하게 오목한 돔형(concave dome)으로 형성된다. 상기 외부 표면은 바람직하게는 균일하거나 또는 실질적으로 균일한 곡률 반경을 구비한다.

축방향으로 (다시 말해, 상기 중심 축과 평행한 방향으로) 투영하여 보았을 때, 상기 방사방향 만입부는 상기 축방향 만입부에서 방사방향으로 외측에 위치된 것으로 제공될 수 있다. 상기 방사방향 만입부는 상기 돌출 구역과 접할 수 있다. 상기 중심 축과 평행한 방향으로, 상기 축방향 만입부는 상기 고압 커넥터 쪽을 향하는 하우징의 벽의 표면으로부터 방사방향 만입부보다 더 이격되는 것으로 제공될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 상기 돌출 구역이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 리세스에 삽입되었을 때 상기 방사방향 만입부가 벽의 표면에 접하는 것으로 제공된다.

상기 외부측에서, 상기 돌출 구역은 상기 돌출 구역의 자유 길이방향 단부의 방향으로 특히 원추형으로 좁은 것으로 제공되고, 특히 원추형 부분에서, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 돌출 구역의 외부 표면은 상기 중심 축을 가상으로 신장시킨 선과 소정의 각도를 이루고, 이 각도의 크기는 10도 내지 80도의 범위, 특히 30도 내지 60도의 범위, 특히 40도 내지 50도의 범위이고, 특히 45도인 것으로 제공된다.

본 발명에 따른 배열체는, 바람직한 특징으로, 특히 빔 용접 공정(예를 들어, 전자빔 또는 레이저 빔)에 의해 고압 커넥터와 하우징을 연결하는데 특히 적합한 것으로 유리하게 개선될 수 있다:

예를 들어, 상기 벽에서, 외주 방향을 따라 이어지는, 리세스는 그루브(groove) 형태이고, 상기 그루브로 형성된 링(ring)-형상의 챔버(chamber)는 그루브 베이스의 방향으로 외부측에서 특히 원추형으로 좁은 것으로 제공될 수 있다. 바람직한 예시적인 실시예에서, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 그루브의 외부측과 접하는 하우징의 벽의 표면은 상기 중심 축과 (중심축을 신장시킨 선과) 소정의 각도를 이루고, 이 각도의 부호와 크기는 상기 중심 축과 (이 중심축을 신장시킨 선과) 상기 돌출 구역의 외부 표면이 이루는 각도의 것에 대응하고, 상기 2개의 표면들은 동일한 직경 간격으로 연장되는 것으로 제공된다.

상기 돌출 구역의 외부측과 상기 외주 방향을 따라 이어지는 리세스의 상기 외부측 사이의 원추형 접촉 영역(conical contact zone)을, 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 이어지게, 기하학적으로 신장시킨 선은 상기 하우징과 기하학적으로 교차하지 않는 것이 유리한 것으로 고려된다. 이것은 빔 용접 디바이스에 전방향으로 액세스할 가능성을 촉진한다. 수반된 2개의 표면들은 상기 중심 축과 평행한 방향으로 투영하여 보았을 때 전체적으로 또는 부분적으로 오버랩(overlap)되지 않을 수 있다. 상기 표면들의 접촉 영역의 외부 림(rim)은 아직 제조되어야 하는 용접 이음매에 대해 외부에서 보이는 프로파일을 한정한다. 상기 돌출 구역은 내부측에 원통형 표면을 구비하고, 상기 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 리세스는 그루브 형태이고, 내부측에서, 상기 벽의 원통형 표면에 접하고, 상기 2개의 원통형 표면들은 동일하거나 또는 대략 동일한 직경을 구비하여, 센터링(centering)을 제공하는 것으로 제공될 수 있다.

상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 하우징의 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 리세스와 돌출 구역의 윤곽은, 돌출 구역이 외부 표면에 의해 면적으로 상기 리세스 내 벽의 외부 표면을 지지하고, 내부 표면에 의해 면적으로 상기 리세스 내 벽의 내부 표면을 지지하는 방식으로, 상기 돌출 구역이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스 내에 전체적으로 또는 부분적으로 삽입가능하거나 삽입되도록, 서로 조정되는 것으로 제공될 수 있다. 이것으로 센터링 액션과 안정적인 지지를 달성하는 것을 촉진한다.

상기 빔 방향은 바람직하게는 상기 조인트 방향을 신장시킨 선에 놓일 수 있다. 이것은 유리하게는 상기 용접 공정 동안 침투 깊이를 최대화할 수 있고, 이에 의해 상기 용접 이음매 단면에 작용하는 응력은 상대적으로 작은 용접 이음매 단면에 비해 상대적으로 작다.

바람직하게는 상기 돌출 구역이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 리세스 안으로 가능한 한 멀리 삽입되었을 때, 상기 리세스 내에서, 상기 돌출 구역과 상기 리세스의 단면 기하학적 형상이 상호 조정되는 것으로 인해, 상기 돌출 구역의 자유 길이방향 단부와 접한 공동(cavity)이 존재한다. 상기 외주를 따라 특히 둘러싸는 방식으로 이어지는 상기 유형의 공동에 의해, 유리하게는 용접 스패터(weld spatter)가 상기 리세스의 베이스에서 이어지는 공동으로 캡처되고, 이에 의해 상기 고압 밸브의 내부로 통과하는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 인젝터와 같은 다운스트림 부품은, 이에 의해 또한 오염으로부터 효과적으로 보호된다.

특정 바람직한 특징에 의하여, 본 발명에 따른 배열체는 저항 용접 공정을 사용하기 위해 특히 유리하게 개선될 수 있다:

방사방향으로 외측으로부터 제조된 용접 이음매에 비해, 이것은 상기 용접 이음매가 방사방향으로 더 내부로 형성될 수 있게 한다. 상기 동작 동안 배열체의 중공 내부에 작용하는 양(positive)의 압력은 상기 고압 커넥터와 상기 용접 이음매 외측 하우징에 작용할 수 없어서, 상대적으로 방사방향으로 더 내부쪽으로 위치된 용접 이음매에 의해, 유리하게는 동작 동안 압력이 작용하고 상기 내부 공동에 접하는, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징의 표면적들의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 이런 방식으로, 축방향으로 투영하여 보았을 때, 다시 말해, 상기 중심 축과 평행한 방향으로 투영하여 보았을 때 전체 압력이-로딩되는 영역의 사이즈가 또한 감소될 수 있고, 이는 상기 용접 이음매에 작용하는 기계적인 부하를 상대적으로 감소시킬 수 있다. 이것은 특히 높은 압력이 상기 배열체의 내부에서 발생하는 동작 조건에서 특히 유리할 수 있다. 본 발명에 따른 배열체의 바람직한 개선에서, 특히 커패시터 방전 용접을 최적화하는 측면으로부터, 특히 다음 가능성이 고려된다:

바람직한 예시적인 실시예에서, 상기 돌출 구역이, 상기 돌출 구역의 자유 길이방향 단부의 방향으로 내부측에서 특히 원추형으로 확장되고, 원추형 부분에서, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 돌출 구역의 내부 표면은 상기 중심 축과 소정의 각도를 이루고, 이 각도의 크기는 10도 내지 40도의 범위이고 특히 30도인 것으로 제공된다. 상기 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 리세스는 그루브 형태이고, 내부측에서, 상기 벽의, 그루브 입구(groove mouth)로부터 진행하는, 표면에 접하고, 이 표면은, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 중심 축과 평행하게 이어지거나, 또는 이 표면에 의해 상기 그루브에 의해 형성된 링-형상의 챔버는 상기 표면이 상기 중심 축과 소정의 각도를 이루는 것에 의해 상기 그루브 베이스의 방향으로 특히 원추형으로 좁고, 이 각도의 크기는 상기 돌출 구역이 원추형으로 확장하는 부분에 있는 내부 표면이 상기 중심 축과 이루는 각도의 크기 미만인 것으로 제공될 수 있다. 바람직하게는 상기 그루브 입구는, 상기 내부측에서, 상기 돌출 구역의 내부 표면이 연장되는 직경 간격의 직경을 구비하는 것으로 제공된다.

상기 돌출 구역이 상기 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 리세스에 부분적으로 삽입되고, 상기 돌출 구역의 내부 표면은 상기 그루브 입구의 방사방향으로 내부 림으로 지지되고, 상기 돌출 구역과, 상기 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스의 외부 표면들의 형상은 서로 조정되어, 상기 지지가 존재할 때, 상기 표면들은 접촉과 접촉하지 않고, 특히 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 표면들은 상기 중심 축과 상이한 각도를 이루는 것으로 제공되는 것이 유리한 것으로 고려된다. 이것에 의해, 상기 용접 공정의 시작 시에, 여유공간은 방사방향으로 더 외측에 위치된 상기 돌출 구역과 상기 리세스의 표면들 사이에 실현되어서, 초기에 원치 않는 전류 바이패스(current bypass)를 회피하는 것이 가능하다. 커패시터 방전 용접을 수행하기 위해, 상기 하우징과 상기 고압 커넥터는 커패시터 방전 용접 시설(capacitor discharge welding installation)의 커패시터에 연결될 수 있다. 커패시터 방전 용접에 의해, 기하학적인 요구와 기계적인 요구기 증가된 경우에도, 저렴한 용접된 연결을 실현하고 유지할 수 있다. 예를 들어, 전체 펌프를 조립하기 위하여, 본 발명은, 외측으로부터 상기 용접 이음매에 액세스할 가능성을 제공하는 것이 더 이상 필요치 않기 때문에 추가적인 유연성을 더 제공한다.

고압 밸브 하우징에서, 예를 들어, 캠샤프트를 조절하기 위한 밸브, 산업 공장용 고압 섹터에서 사용되는 서보 밸브, 건설 기계 등에서 사용하는 것이 또한 고려될 수 있다. 일반적으로, 커패시터 방전 용접에 의해 제조될 수 있는 모든 고압 포트(port)가 고려될 수 있다. 커패시터 방전 용접은 전도성이고 용접가능한 물질을 요구한다.

본 발명의 개념을 일반화하기 위하여, 둘러싸는 에지(encircling edge)가 하우징 또는 고압 커넥터에 제공되고, 커패시터 방전 용접 공정을 위한 접촉 압력이 상기 에지에 생성되는 것이 가능하다.

본 발명은 또한 연료 전달 시스템을 위한 배열체를 생성하는 방법에 관한 것이다.

도입부에 설명된 종래 기술로부터 진행하여, 본 발명은 유리한 방법을 제시하는 과제에 기초한다. 특히, 이런 방식으로, 종래 기술에서 발생하는 전술한 한계와 단점은 부분적으로 또는 가능한 한 실질적으로 회피될 수 있는 것을 달성하는 것이 추구된다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 방법이 적어도 다음 방법 단계, 즉: 상기 배열체에 대해 전술한 특징들 중 일부 또는 여러 특징을 구비하는 배열체를 제공하는 단계, 상기 돌출 구역이 상기 벽에서 외주 방향을 따라 이어지는 리세스에 전체적으로 또는 부분적으로 진입하고, 상기 돌출 구역이 상기 리세스가 상기 외주 방향을 따라 연장되는 벽과 접촉하도록, 상기 하우징과 상기 고압 커넥터를 배열하는 단계, 및 상기 리세스가 상기 외주 방향을 따라 연장되는 상기 벽과 상기 돌출 구역을 적어도 하나의 용접 이음매를 형성하는 용접 공정에 의하여 결합 연결하는 단계를 포함하고, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징 사이에 고정된 상태가 생성되는 것을 제안한다.

다수의 가능성이 상기 방법의 바람직한 개선에서 존재한다:

바람직하게는 상기 결합 연결이 빔 용접에 의해, 특히 전자빔 용접에 의해 또는 레이저 빔 용접에 의해 수행되고, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에 비해, 상기 용접 빔은, 외측으로부터, 상기 리세스가 상기 외주 방향을 따라 연장되는 상기 벽과 상기 고압 커넥터 사이의 맞댐 조인트(abutment joint) 쪽으로 향하고, 이 맞댐 조인트의 특히 직선 신장부 내로 향한다. 대안적으로 커패시터 방전 용접 시설이 제공되어 상기 고압 커넥터와 상기 하우징에 연결되고, 상기 결합 연결이 상기 벽의 그루브 입구와 상기 돌출 구역의 내부 표면 사이의 상기 접촉 영역으로부터 진행하여, 커패시터 방전 용접에 의해 수행되는 것이 가능하다.

본 발명은 마지막으로 또한, 용접된 고압 커넥터를 갖는 하우징으로서, 상기 하우징은 본 발명에 따른 배열체에 의해 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된, 상기 하우징에 관한 것이다.

추가적인 측면에 따라, 본 발명은 또한, 고압 커넥터와 하우징을 구비하는, 자동차용 연료 전달 시스템을 위한 배열체로서, 상기 고압 커넥터와 하우징 중, 하나는 돌출 구역을 구비하고, 상기 다른 하나는 리세스를 획정하는 벽을 구비하고, 상기 돌출 구역과 상기 벽은 용접 이음매를 형성하는 용접 공정에 의해 서로 고정될 수 있고, 상기 고압 커넥터는, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징이 고정된 상태에서, 상기 연료 전달 시스템의 동작 동안 작용하는 높은 압력에 의해 상기 고압 커넥터 내에 생성된 힘이 상기 용접 이음매로부터 멀어지게 재위치되도록 미리 한정된 기하학적인 형상을 각각 구비하는 제1 구역과 제2 구역을 구비하는, 상기 배열체에 관한 것이다.

다수의 가능성이 바람직한 개선에서 존재한다:

상기 고압 커넥터는 중심 축을 구비하고, 이 중심 축에 대해 상기 돌출 구역과 상기 벽은 각각 비스듬한 프랭크(oblique flank)를 구비하고, 상기 돌출 구역과 상기 벽의 각 비스듬한 프랭크들은 상기 용접 이음매를 형성하는 용접 공정에 의해 서로 고정되는 것이 가능하다. 상기 고압 커넥터가, 상기 중심 축을 따라, 내내 연장되는 리세스를 둘러싸는 벽을 구비하고, 상기 제1 구역은 상기 벽의 외부측에 형성되고, 상기 제2 구역은 상기 벽의 내부측에 형성되는 것이 가능하다. 일 예시적인 실시예에서, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징이 고정된 상태에서, 분리 평면(parting plane)이 상기 고압 커넥터의 중심 축에 수직으로 하우징의 윤곽에 의해 실질적으로 한정되고, 상기 고압 커넥터의 상기 제1 구역은 상기 중심 축에 비해 상기 분리 평면으로부터 상기 제2 구역보다 축방향으로 더 멀리 있도록 형성되고, 상기 제2 구역은 상기 고압 커넥터의 상기 돌출 구역 또는 상기 벽에 실질적으로 접하고, 상기 제2 구역은 상기 중심 축에 비해 상기 분리 평면으로부터 상기 돌출 구역 또는 상기 벽보다 축방향으로 더 멀리 있도록 실질적으로 형성되는 것으로 제공된다. 상기 고압 커넥터의 상기 제1 구역과 상기 제2 구역은 실질적으로 구형 형태(sperical form)인 것이 가능하다. 상기 각 비스듬한 프랭크는 상기 중심 축에 대해 단면으로 보았을 때 실질적으로 편평한 형태인 것이 바람직하다. 편평한 형태의 각 비스듬한 프랭크는 상기 고압 커넥터의 중심 축에 대해 30° 내지 60° 의 범위의 예각을 구비하는 것이 유리한 것으로 고려된다. 상기 벽은 내부 구역과 외부 구역을 구비하고, 상기 용접 이음매는 용접 공정에 의해 상기 돌출 구역과 상기 벽의 내부 구역 사이에 형성될 수 있는 것이 가능하다.

추가적인 측면에 따라, 본 발명은 또한, 연료 전달 시스템용 배열체를 제조하는 방법으로서, 중심 축을 구비하고, 미리 한정된 기하학적인 형상의 제1 구역과 제2 구역을 구비하는 고압 커넥터를 제공하는 단계, 상기 고압 커넥터와 하우징 중에서, 하나는 돌출 구역을 구비하고 상기 다른 하나는 리세스를 획정하는 벽을 구비하는, 상기 하우징을 제공하는 단계, 상기 돌출 구역을 상기 리세스에 배열하는 단계로서, 상기 돌출 구역은 적어도 부분적으로 상기 벽과 접촉하는, 상기 배열하는 단계, 및 용접 이음매를 형성하며 상기 돌출 구역과 상기 벽을 결합 연결하는 단계를 포함하고, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징 사이에 고정된 상태가 생성되는, 상기 방법에 관한 것이다.

다수의 가능성이 상기 방법의 바람직한 개선에서 존재한다:

상기 방법은 바람직하게는, 상기 돌출 구역을 상기 리세스에 배열하는 단계로서, 상기 돌출 구역과 상기 벽은 각각 비스듬한 프랭크를 구비하는, 상기 배열하는 단계, 및 용접 이음매를 형성하며 상기 비스듬한 프랭크들을 결합 연결하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 고압 커넥터와 상기 하우징 사이에 고정된 상태가 생성된다. 상기 방법은 상기 돌출 구역과 상기 벽 및/또는 상기 비스듬한 프랭크의 기하학적인 형상에 의존하는 방식으로 결합 연결을 포함하는 것이 가능하다. 일 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 상기 고압 커넥터의 중심 축에 대해 상기 비스듬한 프랭크의 각도에 따른 방식으로 결합 연결하는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 고압 커넥터의 중심 축에 대해 30°내지 60°의 각도로 각 비스듬한 프랭크들을 결합 연결하는 것을 포함하는 것이 가능하다. 상기 용접 공정은 커패시터 방전 용접을 포함하는 것이 가능하다. 상기 벽은 내부 구역과 외부 구역을 구비하고, 결합 연결 동안 상기 벽의 상기 내부 구역과 상기 돌출 구역 사이에 상기 용접 이음매가 생성되는 것이 바람직하다.

본 발명과 종래 기술로부터 알려진 배열체는, 첨부 도면에 기초하여 아래에 설명되고, 도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예를 도시하고, 도 7은 종래 기술에 알려진 배열체를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 배열체의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 배열체의 단면 II - II를 따른 부분 단면도;
도 3은 도 2의 부분 III의 확대도;
도 3a는 상이한 해치 표시(hatching)로 응력의 크기를 개략적으로 도시한 도 3과 유사한 도면;
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 고압 커넥터만의 단면도;
도 5는 제2 바람직한 예시적인 실시예에 따라 본 발명에 따른 배열체의 도 2에 사용된 단면과 유사한 도면;
도 6은 추가적인 바람직한 예시적인 실시예에 따라 도 5에 비해 약간 변경된 기하학적 형상을 도시하는 도 5의 부분 VI의 확대도, 및
도 7은 종래 기술에 알려진 배열체의 외부 윤곽을 개략적으로 도시하는 도면.

본 발명에 따른 배열체(1)의 제1 예시적인 실시예는 도 1 내지 도 4를 참조하여 제시된다. 이 배열체는 자동차의 연료 전달 시스템을 위한 배열체(1)이다. 배열체(1)는 하우징(5)과 고압 커넥터(3)를 포함한다. 도 1 내지 도 4(도 3a는 제외)에서, 상기 2개의 부품은 이들 부품이 서로 연결된 용접된 연결을 생성하기 전에 서로 끼워져 있는 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 상기 위치는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 알려진 예를 들어 보조 고정 부재에 의해 실현될 수 있다. 하우징(5)은 커넥터 개구(2)를 구비하는 벽(9)을 구비한다. 고압 커넥터(3)는, 중심 축(13)에 대해 형성된 상기 리세스의 외주에서, 고압 커넥터(3)를 통해 내내 연장되는, 리세스(15)와 접하는 벽(17)을 구비한다. 상기 고압 커넥터는 길이를 따라 (중심 축을 따라) 변하는 내부 직경과 외부 직경을 갖는 슬리브로 설계된다. 고압 커넥터는, 하우징(5) 쪽을 향하는 하우징 커넥터 구역(4), 중간 구역(6), 및 원하는 고정구, 라인 또는 다른 연결 파트너에 연결하는 기능을 할 수 있고, 예를 들어, 외부측에서 나사산(도면에 미도시)을 지지할 수 있는 커넥터 구역(8)을 포함한다. 전이 구역(37)은 하우징 커넥터 구역(4)과 중간 구역(6) 사이에 연장된다. 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 전이 구역의 크기의 주 방향은 방사방향, 다시 말해, 중심 축(13)과 수직인 방향이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전이 구역은 링-형상의 디스크의 방식으로 둘러싸는 방식으로 이어지는 벽(17)의 실질적으로 일 구획이다. 이 예에서, 고압 커넥터(3)는 외부측(18)과 내부측(19)에 대해 회전 대칭 형태이다. 고압 커넥터(3)의 외부 직경은 중간 구역(6)에서보다 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크다. 또한, 고압 커넥터의 내부 직경(다시 말해, 중심 리세스(15)의 외부 직경)은 중간 구역(6)에서보다 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크다. 이 예에서, 하우징의 벽(9)은, 하우징에 비해 외부측에, 외주 방향을 따라 그리고 커넥터 개구(2) 주위로 외주방향으로 폐쇄된 방식으로 연장되는 리세스(10)를 획정한다. 하우징 커넥터 구역(4)은 돌출 구역(7)을 포함하고, 이 돌출 구역 상에는 상기 하우징 커넥터 구역의 축방향 길이방향 단부가 위치된다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출 구역(7)은, 용접 이음매를 생성하기 위하여, 상기 돌출 구역이 리세스에 부분적으로 또는 완전히 동시에 진입하는 동안 하우징(5)과 접촉하기에 적절하도록 둘러싸는 리세스(10)에 기하학적으로 적응된다. 전이 구역(37)에 인접한 하우징 커넥터 구역(4)에서 벽(17)의 내부측에 방사방향 만입부(32)가 형성된다. 나아가, 중간 구역(6)에 인접한 전이 구역(37)에서 고압 커넥터(3)의 벽(17)의 외부측에 축방향 만입부(31)가 형성되고, 이 축방향 만입부는 언더컷을 형성한다.

중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서 (다시 말해, 중심 축(13)을 통해 평행하게 이어지는 단면 평면에서, 예를 들어, 도면에 사용되는 단면 평면에서), 축방향 만입부(31)는, 외주에 또는 외주의 각 위치에, 이 예에서 중간 구역(6)의 벽(17)의 원통형 외부측(18)(여기서 참조 부호 18은 일반적으로 벽(17)의 외부측을 나타내고, 참조 부호 19는 일반적으로 벽(17)의 내부측을 나타낸다)으로부터 진행하여, 라운드된 부분(12)과, 이 라운드된 부분(12)에 접하는 직선 부분(14)을 포함하는 윤곽을 구비하고, 이 직선 부분(14)은, 전이 구역(37)의 벽(17)의, 중심 축(13)에 수직인, 외부측(18)으로 이어진다. 라운드된 부분(12)에서, 벽(17)의 외부 표면은 상기 단면 평면에 대해 오목한 돔형으로 형성된다.

중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 방사방향 만입부(32)는, 외주 상에, 다시 말해, 외주의 각 위치에, 단면 평면 내에 연속적으로 라운드된 윤곽(16)을 구비한다. 상기 라운드된 윤곽(16)으로 인해, 벽(17)의 내부 표면은 거기서 중심 축(13)에 수직인 단면 평면에 대해 오목한 돔형으로 형성된다. 이 예에서, 다시 말해, 강제적인 것이 아닌 방식으로, 윤곽(16)에는 균일한 곡률 반경이 선택되었다.

예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 선택된 예시적인 실시예에서, 축방향으로 투영하여 보았을 때, 다시 말해, 중심 축(13)과 평행한 방향으로 투영하여 보았을 때, 방사방향 만입부(32)는 축방향 만입부(31)의 방사방향으로 외측에 위치된다. 방사방향 만입부(32)는 돌출 구역(7)과 접한다. 중심 축(13)과 평행한 방향으로, 축방향 만입부(31)는, 고압 커넥터(3) 쪽을 향하는 하우징(5)의 표면으로부터 또는 하우징(5)의 하우징 전방 평면(25)으로부터 방사방향 만입부(32)보다 더 멀리 이격된다. 이미 설명된 바와 같이, 고압 커넥터(3)와 하우징(5)은 서로에 대해 상대적인 위치로 도시되어 있는데, 이 2개의 부품들은 용접 공정에 의해 서로 연결되어야 한다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 돌출 구역(7)은 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10) 안으로 최대 가능한 크기로 삽입되었을 때, 돌출 구역(7)은, 외주를 따라, 각 경우에 면적으로 벽(9)의 2개의 상호 경사진 표면들에 인접하는 것으로 제공된다.

돌출 구역(7)은, 외부측(18)에서, 자유 길이방향 단부(20)의 방향으로 원추형으로 좁다. 원추형 부분에서, 중심 축(13)(도 2 및 도 4 참조)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 외부 표면(21)은 중심 축(13)과 또는 이 중심 축을 기하학적으로 (가상으로) 신장시킨 선과 각도(α)를 이루고, 이 각도의 크기는, 이 예에서, 45°이다.

하우징(5)의 벽(9)에서 중심 축(13) 주위로 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)는 그루브(22) 형태이다. 그루브(22)로 형성된 링-형상의 챔버는 그루브 베이스의 방향으로 외부측에서 (다시 말해, 2개의 측면들 중에서 방사방향으로 더 외측에 위치된 측면에서) 원추형으로 좁다. 도 1 내지 도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 길이방향으로 이어지는 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 그루브(22)의 외부측과 접하는 하우징의 벽(9)의 표면(23)은 중심 축(13)을 기하학적으로 신장시킨 선과 각도(β)를 이루고, 이 각도(β)의 부호와 크기는 각도(α)의 것에 대응한다. 축방향으로 투영하여 보았을 때, 2개의 표면(21, 23)들은 공통 직경 간격으로 오버랩되는 방식으로 연장된다. 도 2는 표면(21, 23)들 사이의 원추형 접촉 영역을, 하우징(5)으로부터 멀어지는 방향으로 이어지게, 직선으로 기하학적으로 신장시킨 선(24)이 하우징(5)과 기하학적으로 교차하지 않는 것을 도시한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 돌출 구역(7)은, 내부측에, 원통형 표면(26)을 구비한다. 그루브(22) 형태로 둘러싸는 리세스(10)는 벽(9)의 동일한 원통형 표면(27)과 접하고, 2개의 원통형 표면(26, 27)들은 센터링 액션을 실현하기 위하여 동일한 직경을 구비한다. 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)와 돌출 구역(7)의 윤곽은, 돌출 구역이 (예를 들어, 도 2에 도시된) 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10) 안으로 전체적으로 삽입가능하도록 서로 기하학적으로 조정된다. 상기 위치에서, 돌출 구역(7)은 외부 표면(21)에 의해 면적으로 리세스(10) 내 벽(9)의 외부 표면(23)을 지지하고, 내부 표면(26)에 의해 면적으로 리세스(10) 내 벽(9)의 내부 표면(27)을 지지한다.

도 1의 사시도에서, 하우징(5)은, 존재하는 요구조건으로 인해, 특정 응용을 위해, 도면에서 보다 상세히 도시되지 않은 방식으로 클램핑 플랜지(36)에 연결될 수 있는 하우징 칼라(34)를 구비하는 것이 도시된다. 고압 커넥터(3)가 용접 공정에 의해 하우징(5)에 고정되는 시간에는, 클램핑 플랜지(36)가 하우징 칼라(34)에 부착되지 않는다. 이런 점에서, 도 2는, 클램핑 플랜지(36)가 존재하지 않을 때, 표면(21, 23)으로 형성된 접촉 영역이 이 접촉 영역을 직선으로 신장시킨 부분에서, 다시 말해, 예를 들어, 빔 용접 장치의 용접 헤드를 위해 도시된 화살표(28) 방향으로, 외측으로부터 액세스가능한 것을 도시한다. 이에 따라 용접 이음매(11)(그 위치는 개략적으로 도 3에 도시됨)를, 접촉 영역과 정렬되고 중심 축(13)과 45도 각도를 이루는 빔 방향으로 빔 용접 공정에 의해, 전체 외주를 따라 외측으로부터 제조하는 것이 가능하다.

도 3a는 또한 도 3에서 선택된 부분의 상세 확대도를 도시한다. 도 3에 비해, 도 3a에서는, 벽(17)과 벽(9)의 구역이 각 상기 벽 내에서 변경된 개략적인 해치 표시로 도시되어 있다. 여기서, 상대적으로 조밀한 해치 표시는, 배열체(1)의 동작 동안, 고압 커넥터(3) 외측 압력보다 더 높은 압력이 동작 상의 이유로 리세스(15)에 나타날 때, 해치 라인이 상대적으로 더 멀리 이격되어 있는 구역에서보다 상대적으로 더 높은 기계적인 응력이 각 구역에서 생성되는 것을 나타낸다. 이 관계는 계산에 의해 입증되었다. 이로부터, 용접 이음매(11)의 구역에서보다 축방향 만입부(31)와 방사방향 만입부(32)에 접한 벽 구역에서 더 높은 기계적인 응력이 작용하는 것은 명백하다. 용접 이음매(11)의 구역에 작용하는 기계적인 응력은, 축방향 만입부(31)와 방사방향 만입부(32)를 갖지 않고 그 밖의 경우 도 1 내지 도 4에 도시된 고압 커넥터(3)에 대응하는 고압 커넥터(3)의 경우에서 동일한 동작 부하가 존재할 때 거기서 작용할 수 있는 기계적인 응력보다 더 낮다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배열체(1)와 유사한 제2 및 제3 바람직한 예시적인 실시예가 제시된다. 상기 도면에서, 더 명료한 도시를 위해, 제1 예시적인 실시예의 특징에 대응하거나 이와 유사한 특징은 동일한 참조 부호로 지시된다.

제1 예시적인 실시예에 비해, 여기서는 돌출 구역(7)이 자유 길이방향 단부의 방향으로 내부측에서 원추형으로 확장되는 것으로 제공된다. 원추형 부분에서, (예를 들어, 도 6에서와 같이) 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 돌출 구역의 내부 표면(26)은 중심 축(13) 또는 상기 중심 축을 기하학적으로 신장시킨 선과 각도(γ)를 이루고, 이 각도의 크기는, 이 예에서, 15°내지 20°에 이르지만, 예를 들어, 30°에 이를 수도 있다. 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)는 다시 그루브(22) 형태이다. 내부측에서, 상기 리세스는, 벽(9)의, 그루브 입구로부터 진행하는, 표면 29에 접하고, 이 표면은, 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 중심 축(13)과 평행하게 이어진다. 그루브 입구는, 내부측에서, 돌출 구역(7)의 내부 표면(26)의 가장 작은 직경과 가장 큰 직경에 의해 미리 한정된 직경 간격의 직경(d)을 구비한다. 이로부터, 중심 정렬과 축방향 접근의 경우에, 표면(26)은 벽(9)의, 그루브 입구의 내부측에 의해 형성된, 원형으로 둘러싸는 에지에 부딪치고, 여기서 실제로 단지 점모양의 단면으로 접촉이 실현되는 것이 초래된다. 도 5에 도시된 상기 상태에서, 고압 커넥터(3)와 하우징(5)은 용접 공정에 의해 서로 고정되는 것으로 의도된다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 돌출 구역(7)은, 결과적으로 접촉하는 것으로 인해, 리세스(10)에 부분적으로만 진입된다. 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)와 돌출 구역(7)의 외부 표면(21, 23)들의 형상은, 상기 지지가 존재할 때, 다시 말해, 용접 공정이 시작되기 전에, 상기 표면들은 접촉하지 않도록 서로 기하학적으로 조정된다. 도 5에 도시된 예에서, 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 표면(21, 23)들은 중심 축과 상이한 각도를 이루는 것으로 제공된다. 도 5에 도시된 배열체(1)는 그리하여, 저항 용접 공정에 의해, 예를 들어, 커패시터 방전 용접 공정에 의해, 2개의 부품을 연결하기에 특히 적절하다. 상기 유형의 용접 시설은 도면에 도시되어 있지 않다.

고압 커넥터(3)를, 도 5에 도시된 배열체에서, 커패시터 방전 용접(소위 CD 용접)에 의해 하우징(5)에 고정하기 위하여, 고압 커넥터는, 중심 축(13)과 평행한 방향으로, 다시 말해, 축방향으로, 하우징(5)의 벽(9)으로 견고히 푸시되어, 원추형 표면(26)이 림(30)으로 견고히 지지되거나 또는 그루브 입구(그루브(22) 참조)의 전방 에지로 견고히 지지될 수 있는데, 다시 말해, 높은 접촉 압력이 생성될 수 있다. 가압하는 힘은 기호적으로 도 5에서 F로 표시된다. 고압 커넥터(3)와 하우징(5)은, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 그 자체가 알려진 방식으로, 커패시터 방전 용접을 위한 시설에 연결될 수 있다. 상기 시설은 도면에 도시되어 있지 않다. 초기에 매우 제한된 접촉 영역을 통해 커패시터 방전에 의해 수행되는 전류 흐름은 거기서 금속을 가열하고 용융시켜, 궁극적으로 원하는 결합 연결을 달성한다. 용접 공정의 시작 시에 또한 도 5에 도시된 바와 같이 방사방향으로 더 외측에 위치된 표면(21 및 23)들 사이에는 접촉이 없다. 이런 방식으로, 제1 단계에서, 용접 공정 동안, 원치 않는 전류 바이패스가 회피되도록 여유공간이 제공된다. 요구조건에 따라, 이후 또는 추가적인 단계에서, 용접 공정이 지속되고 돌출 구역(7)이, 타깃화된 방식으로, 용접 영역에서 용융 동안, 고압 커넥터가, 용융된 물질의 것과 동일한 크기의 후속 슬라이딩 움직임을 수행하여야 하는 것에 의해 하우징(5)의 벽(9)의 외부 표면(23)으로 표면(21)이 접하게 되는 것이 가능하다. 상기 원하는 크기는, 연결 공정 자체가 완료되었을 때, 상기 외부 접촉 영역에서 그리고 그리하여 바이패스에서 맞댐이 처음으로 실현되도록, 접촉 갭으로 예비되어야 한다. 이런 방식으로, 하우징(5)으로 고압 커넥터(3)의 외부측에 추가적인 지지 액션이 실현되는 것이 가능할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 예시적인 실시예에 비해, 도 5의 예에서, 용접 이음매는, 중심 축(13)까지, 도 5에서 a로 도시된, 방사방향 이격거리(spacing)만큼 연장되는 것이 명백하다. 도 5에서, A는 방사방향 외측으로부터 제조된 상정된 용접 이음매의 시작부로부터 중심 축(13)까지 방사방향 이격거리를 나타낸다. 이격거리(a)는 외측으로부터 빔 용접(예를 들어, 전자빔 또는 레이저 빔 용접)에 의해 표면(21, 23)들 사이에 생성된 용접 이음매가 연장될 수 있는 가장 작은 방사방향 이격거리보다 더 작다. 이것은, 도 5로부터 바람직하게 진행하는 커패시터 방전 용접 후에는, 림(30)에서 이미 시작하는 용접 이음매가 동작 동안 내부에 나타나는 양(positive)의 압력이 돌출 구역(7)과 리세스(10)의 표면들 사이에는 작용하지 않는 효과를 나타낸다는 것을 의미한다. 이런 방식으로, 용접 이음매가 방사방향 외측으로부터 제조되는 상정된 상황에 비해, 축방향으로 투영하여 보았을 때, 다시 말해, 중심 축(13)과 평행한 방향으로 투영하여 보았을 때, 배열체의 내부에 있는 하우징과 고압 커넥터의, 내부 압력이 작용하는, 투영된 축방향 표면적들의 사이즈가 감소된다. 이것은 상대적으로 감소된 압력 부하를 초래하고, 그 결과 또한 용접 이음매에 작용하는 기계적인 응력을 감소시킨다. 이에 따라 최적화된 기하학적 형상에 의해, 본 발명은 외측으로부터 액세스가능하지 않은 구역에서 커패시터 방전 용접에 의해 용접 이음매를 생성할 수 있고, 그리하여 용접 이음매 루트(root)를 구조물의 중심 축(13)에 더 가까이 재위치시킬 수 있다. 압력이 작용하는 축방향으로 투영된 표면적을 여기서 가능한 한 최소화하는 것에 의해, 용접 이음매는 그 결과 상대적으로 작은 부하를 받는다.

도 6에 도시된 추가적인 예시적인 실시예는, 사소한 설계 변형을 제외하고는, 도 5에 도시된 예시적인 실시예에 대응한다.

도 7은, 종래 기술에 알려진 배열체(1')로서, 이 배열체는 하우징(5')과 이 하우징(5')에 용접 공정에 의해 고정되는 고압 커넥터(3')를 포함하는, 배열체의 외관을 도시한다. 고압 커넥터(3')의 내부에는, 리세스(15')가 중심 축(13')을 따라 내내 연장된다. 벽은 17'로 표시되고, 그 외부측은 18'로 표시된다. 하우징(5')은 고압 커넥터(3') 쪽을 향하는 하우징 전방 평면(25')을 구비한다. 상기 알려진 배열체에서, 하우징 전방 평면(25')은 2개의 부품들 사이에 직선 분리 평면을 동시에 표시한다. 상기 부품들이 빔 용접 공정에 의해 서로 연결되는 경우, 용접 이음매는 중심 축(13')(화살표(28') 방향 참조)에 수직인 방향을 향하는 용접 헤드에 의해 분리 조인트를 따라 외측으로부터 제조될 수 있다.

상기 개시된 특징들 모두는 (개별적으로 또는 서로 조합하여) 본 발명에 본질적이다. 종속항은, 그 특징에 의하여 종래 기술과는 독립적인 본 발명의 개선사항, 특히 상기 청구항에 기초하여 분할 출원을 하기 위한 본 발명의 개선사항을 특징으로 한다.

Claims

하우징(5)을 구비하고, 상기 하우징(5)에 용접 공정에 의해 고정되는 고압 커넥터(3)를 구비하는 배열체(arrangement)(1)로서,
- 상기 하우징(5)은 커넥터 개구(2)를 구비하는 벽(9)을 포함하고,
- 상기 고압 커넥터(3)는, 상기 고압 커넥터(3)의 길이방향 중심 축(13)을 따라 연장되는 리세스(15)와 외주방향으로 접하는 벽(17)을 구비하고,
- 상기 고압 커넥터(3)는 하우징 커넥터 구역(4), 중간 구역(6), 및 상기 하우징 커넥터 구역(4)과 상기 중간 구역(6) 사이에 형성된 전이 구역(37)을 구비하고, 상기 길이방향 중심 축(13)과 수직인 단면 평면에서, 상기 고압 커넥터(3)의 외부 윤곽은 상기 중간 구역(6)에서보다 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크고, 상기 길이방향 중심 축(13)과 수직인 단면 평면에서, 내부 윤곽은 상기 중간 구역(6)에서보다 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크고,
- 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)은, 외부측에서, 상기 커넥터 개구(2) 주위로 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)를 획정(delimit)하고, 상기 하우징 커넥터 구역(4)은, 돌출 구역이 상기 리세스(10)에 부분적으로 또는 완전히 진입할 때 상기 하우징(5)과 접촉하기에 적절한 상기 돌출 구역(7)을 구비하고,
- 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 상기 벽(17)의 내부측에 방사방향 만입부(32)가 형성되고,
- 상기 전이 구역(37)에서 상기 벽(17)의 외부측에 축방향 만입부(31)가 형성된, 배열체(1).
하우징(5)을 구비하고, 상기 하우징(5)에 용접 공정에 의해 고정되는 고압 커넥터(3)를 구비하는 배열체(1)로서,
- 상기 하우징(5)은 커넥터 개구(2)를 구비하는 벽(9)을 포함하고,
- 상기 고압 커넥터(3)는, 상기 고압 커넥터(3)의 길이방향 중심 축(13)을 따라 연장되는 리세스(15)와 외주방향으로 접하는 벽(17)을 구비하고,
- 상기 고압 커넥터(3)는 하우징 커넥터 구역(4), 중간 구역(6), 및 상기 하우징 커넥터 구역(4)과 상기 중간 구역(6) 사이에 형성된 전이 구역(37)을 구비하고, 상기 길이방향 중심 축(13)과 수직인 단면 평면에서, 상기 고압 커넥터(3)의 외부 윤곽은 상기 중간 구역(6)에서보다 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크고, 상기 길이방향 중심 축(13)과 수직인 단면 평면에서, 내부 윤곽은 상기 중간 구역(6)에서보다 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 더 크고,
- 상기 고압 커넥터(3)의 상기 벽(17)은, 상기 하우징(5) 쪽을 향하는 외부측에, 상기 리세스(15) 주위로 외주 방향을 따라 이어지는 리세스(10)를 획정하고, 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)은 돌출 구역이 상기 리세스(10)에 부분적으로 또는 완전히 진입할 때 상기 고압 커넥터와 접촉하기에 적절한 상기 돌출 구역(7)을 구비하고,
- 상기 하우징 커넥터 구역(4)에서 상기 벽(17)의 내부측에 방사방향 만입부(32)가 형성되고,
- 상기 전이 구역(37)에서 상기 벽(17)의 외부측에 축방향 만입부(31)가 형성된, 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 고압 커넥터(3)는 회전 대칭 형태인 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 축방향 만입부(31)는, 상기 벽(17)의 외부측(18)으로부터 진행하는 라운드된 부분(12)과, 상기 라운드된 부분(12)에 접하고 상기 전이 구역의 상기 벽(17)의 상기 외부측(18)으로 이어지는 직선 부분(14)을 갖는 윤곽을 외주방향으로 구비하는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 방사방향 만입부(32)는 연속적으로 라운드된 윤곽(16)을 외주방향에 구비하는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 축방향으로 투영하여 보았을 때, 상기 방사방향 만입부(32)는 상기 축방향 만입부(31)의 방사방향 외측에 위치되고, 및/또는 상기 방사방향 만입부(32)는 상기 돌출 구역(7)에 접하고, 및/또는 상기 중심 축(13)과 평행한 방향으로, 상기 축방향 만입부(31)는, 상기 고압 커넥터(3) 쪽을 향하는 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)의 표면으로부터 상기 방사방향 만입부(32)보다 더 멀리 이격되고, 상기 돌출 구역(7)이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)에 삽입될 때 상기 방사방향 만입부(32)는 상기 벽(9)의 상기 표면에 접하는 것으로 제공되는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)은, 상기 외부측(18)에서, 상기 돌출 구역(7)의 자유 길이방향 단부(20)의 방향으로 원추형으로 좁고, 원추형 부분에서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 돌출 구역(7)의 외부 표면(21)은 상기 중심 축(13)을 가상으로 신장시킨 선과 각도(α)를 이루고, 상기 각도의 크기는 10도 내지 80도 범위인 것으로 제공되는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 벽(9)에서 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)는 그루브(22) 형태이고, 상기 그루브(22)에 의해 형성된 링-형상의 챔버는 그루브 베이스의 방향으로 외부측에서 좁은 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제8항에 있어서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 그루브(22)의 외부측과 접하는 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)의 표면(23)은 상기 중심 축(13)을 신장시킨 선과 각도(β)를 이루고, 상기 각도(β) 의 부호와 크기는 상기 중심 축(13)을 신장시킨 선과 상기 돌출 구역(7)의 외부 표면(21)이 이루는 각도(α)의 것에 대응하고, 상기 2개의 표면(21, 23)들은 동일한 직경 간격으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)의 외부측과 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)의 외부측 사이의 원추형 접촉 영역(24)을 상기 하우징(5)으로부터 멀어지는 방향으로 이어지게 기하학적으로 신장시킨 선은 상기 하우징(5)과 기하학적으로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)은, 내부측에, 표면(26)을 구비하고, 상기 벽(9)에서 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)는 그루브(22) 형태이고, 내부측에서, 상기 벽(9)의 표면과 접하고, 상기 2개의 표면(26, 27)들은 동일한 직경을 구비하는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 하우징(5)의 상기 벽(9)에서 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)와 상기 돌출 구역(7)의 윤곽은, 상기 돌출 구역이 외부 표면(21)에 의해 면적으로 상기 리세스(10) 내 상기 벽(9)의 외부 표면(23)을 지지하고, 내부 표면(26)에 의해 면적으로 상기 리세스(10) 내 상기 벽(9)의 내부 표면(27)을 지지하는 방식으로, 상기 돌출 구역(7)이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10) 안으로 전체적으로 또는 부분적으로 삽입가능하거나 삽입되도록, 서로 조정된 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)이 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10) 안으로 가능한 한 멀리 삽입될 때, 상기 돌출 구역(7)의 자유 길이방향 단부(20)에 접한 공동이 상기 리세스(10) 내에 유지되는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)은, 상기 돌출 구역(7)의 자유 길이방향 단부(20)의 방향으로 내부측에서 확장하고, 원추형 부분에서, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 돌출 구역의 내부 표면(26)은 상기 중심 축(13)과 각도(γ)를 이루고, 상기 각도의 크기는 10도 내지 40도 범위인 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 벽(9)에서 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)는 그루브(22) 형태이고, 내부측에서, 상기 벽(9)의, 그루브 입구로부터 진행하는, 표면(29)에 접하고, 상기 표면은, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 중심 축(13)과 평행하게 이어지거나 또는 상기 표면에 의해 상기 그루브(22)로 형성된 링-형상의 챔버는 상기 표면이 상기 중심 축(13)과 소정의 각도를 이루는 것에 의해 그루브 베이스의 방향으로 좁고, 상기 각도의 크기는 상기 돌출 구역(7)이 원추형으로 확장하는 부분에 있는 내부 표면이 상기 중심 축(13)과 이루는 각도의 크기 미만인 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 그루브 입구는, 상기 내부측에서, 상기 돌출 구역(7)의 내부 표면(26)이 연장되는 직경 간격의 직경(d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 돌출 구역(7)은 상기 벽(9)에서 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10) 안으로 부분적으로 삽입되고, 상기 돌출 구역의 내부 표면(26)은 그루브 입구의 방사방향으로 내부 림(rim)(30)으로 지지되고, 상기 벽(9)에서 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)와 상기 돌출 구역(7)의 외부 표면(21, 23)들의 형상은, 상기 지지가 존재할 때, 상기 표면(21, 23)들이 접촉하지 않도록 서로 조정되고, 상기 중심 축을 통해 이어지는 단면 평면에서, 상기 표면(21, 23)들은 상기 중심 축(13)과 상이한 각도를 이루는 것으로 제공되는 것을 특징으로 하는 배열체(1).
제1항에 있어서, 상기 하우징(5)과 상기 고압 커넥터(3)는 커패시터 방전 용접 시설의 커패시터에 연결된 것을 특징으로 하는 배열체(1).
연료 전달 시스템을 위한 배열체(1)를 제조하는 방법으로서,
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 배열체(1)를 제공하는 단계,
- 상기 돌출 구역(7)이, 상기 외주 방향을 따라 이어지는 상기 리세스(10)에 전체적으로 또는 부분적으로 진입하고, 상기 돌출 구역이 상기 리세스(10)가 상기 외주 방향을 따라 연장되는 상기 벽과 접촉하도록, 상기 하우징(5)과 상기 고압 커넥터(3)를 배열하는 단계, 및
- 상기 리세스(10)가 외주 방향을 따라 상기 벽과 상기 돌출 구역(7)을 용접 공정에 의해 결합 연결하는 단계를 포함하되,
상기 고압 커넥터(3)와 상기 하우징(5) 사이에 고정된 상태가 생성되는, 연료 전달 시스템을 위한 배열체를 제조하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 결합 연결은 빔 용접에 의해 수행되고, 상기 중심 축(13)을 통해 이어지는 단면 평면에 비해, 용접 빔은, 외측으로부터, 상기 리세스(10)가 상기 외주 방향을 따라 연장되는 상기 벽(9)과 상기 고압 커넥터(3) 사이의 맞댐 조인트(abutment joint)(33) 쪽으로 향하고, 상기 맞댐 조인트의 직선 신장부 내로 향하는 것을 특징으로 하는 연료 전달 시스템을 위한 배열체를 제조하는 방법.
제19항에 있어서, 커패시터 방전 용접 시설이 제공되어 상기 고압 커넥터(3)와 상기 하우징(5)에 연결되고, 상기 결합 연결은, 커패시터 방전 용접에 의해, 상기 벽(9)의 그루브 입구와 상기 돌출 구역(7)의 내부 표면(26) 사이의 상기 접촉 영역으로부터 진행하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연료 전달 시스템을 위한 배열체를 제조하는 방법.
제19항의 방법에 의해 제조된 용접된 고압 커넥터(3)를 갖는 하우징(5).