KR102278655B1

KR102278655B1 - 머플러

Info

Publication number: KR102278655B1
Application number: KR1020167027994A
Authority: KR
Inventors: 하랄트 하르트만; 크리스티안 후브만
Original assignee: 헨 게엠베하 운트 콤파니 카게.
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2021-07-19
Also published as: KR20160131090A; CN106103964B; WO2015131217A1; CN106103964A; AT514568A4; US20170074220A1; JP2017507285A; US9890752B2; AT514568B1; ES2671476T3; EP3114345B1; JP6506315B2; EP3114345A1

Abstract

본 발명은 제1 외부 재킷(15)을 구비하며 유입측(25)에 배치된 유입 개구(19)가 배열되어 있는 제1 단부벽(16)을 구비한 적어도 제1 하우징부(2)와 제1 내부관 세그먼트(20)에 의해서 경계가 한정되는, 적어도 하나의 공진기 챔버(12)를 포함하는 머플러(1), 특히 차량 머플러에 관한 것이다. 또한, 제1 하우징부(2)의 제1 단부벽(16)에 수용되는 터보차저(9)와 결합하기 위한 적어도 하나의 커플링 장치(6)가 구비된다. 커플링 장치(6)는 딥 드로잉 가공된 부품으로 설계되는 커플링 몸체(7)를 포함한다. 마찬가지로, 제1 하우징부(2)는 딥 드로잉 가공된 부품에 의해 형성되며, 제1 하우징부(2)의 유입 개구(19)는 커플링 몸체(7)와 방사상 밀봉 링과 같은 밀봉 요소(27)가 그 안에 수용되는 축선방향 섹션에 계단형으로 테이퍼진 연장부(23)를 구비한다.

Description

머플러{MUFFLER}

본 발명은 청구항 1 및 청구항 14에 명시된 바와 같은 머플러, 특히 차량 머플러 및 이 머플러를 장착한 차량에 관한 것이다.

WO 07101412 A1호는 모듈 구조에 근거한 머플러 및 그 제조 방법을 개시하고 있다. 이러한 목적을 위해 미로 통로 및 공진기 챔버를 형성하는 복수의 공진기 요소가 제공된다.

이 구조의 단점은 모듈 구조로 인해 다른 것과 연결되는 부품들이 복잡한 제조 공정으로 조립되어야만 한다는 것인데, 이것은 개별 부품들의 정확한 위치 결정을 매우 곤란하게 하며 기계의 위치 정확성에 대한 높은 요구를 부과한다.

DE 10026355 A1호는 방사상 구멍들을 구비한 내부 덕트 및 내부 덕트를 방사상으로 외측에서 적어도 부분적으로 커버하는 방음 클래딩을 포함하는 내연 기관의 공기 덕트용 방음 공기 라인을 개시하고 있다. 외부 덕트가 내부 덕트 및 방음 클래딩을 완전히 둘러싼다. 외부 덕트와 내부 덕트 모두는 각각 두 개의 하프 쉘로 만들어지고, 내부 덕트의 하나의 하프 쉘은 외부 덕트의 하나의 하프 쉘에 힌지-장착 되고, 내부 덕트의 다른 하나의 하프 쉘은 외부 덕트의 다른 하나의 하프 쉘에 힌지-장착 된다. 내부 덕트, 외부 덕트 및 방음 클래딩은 플라스틱으로 만들어진다.

이 구조의 단점은 이러한 공기 라인의 제조가 대단히 복잡하다는 것이다. 특히, 개별적인 하프 쉘들을 힌지 장착하는 공정은 다수의 복잡한 작업을 필요로 하며 비용면에서 플라스틱 재료를 사용하는 경우에만 경제적으로 용인될 수 있을 뿐이다. 그러므로, 이 해법은 금속, 예컨대 스테인리스강을 사용하는 것을 요구하는 모든 적용의 경우에서는 배제되어야만 한다.

본 발명의 목적은 커플링 연결(coupling connection)을 구비한 머플러를 제안하는 것인데, 커플링 연결은 구성요소를 머플러에 연결하는 것을 더욱 용이하게 하기 위하여 머플러에 유리하게 통합된다.

이러한 목적은 청구항 1에서 한정하는 특징들에 근거한 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명은 적어도 하나의 공진기 챔버를 포함하는 머플러, 특히 차량 머플러를 제안한다. 공진기 챔버는 제1 외부 재킷을 구비하며 유입측에 배치된 유입 개구가 배열되어 있는 제1 단부벽을 구비한 적어도 제1 하우징부와 제1 내부관 세그먼트에 의해서 경계가 한정된다. 머플러는 제1 하우징부의 제1 단부벽에 수용되는 터보차저에 결합하기 위한 적어도 하나의 커플링 장치를 또한 포함하며, 커플링 장치는 커플링 몸체를 포함한다. 커플링 몸체는 딥 드로잉 가공된 부품과 같은 성형 시트 금속 부분이며, 마찬가지로 제1 하우징부는 딥 드로잉 가공된 부품과 같은 성형 시트 금속 부분으로부터 일체로 성형되고, 제1 하우징부의 유입 개구는 커플링 몸체와 방사상 밀봉 링과 같은 밀봉 요소가 그 안에 수용되는 축선방향 섹션에 계단형으로 테이퍼진 연장부를 구비한다. 성형 시트 금속 부분, 특히 딥 드로잉 가공된 부품을 사용하는 이점은 개별적인 부품들이 복합적인 기하학적 구조에 기초한 것일 수 있다는 것이다. 딥 드로잉 가공된 부품은 매우 적은 절단을 요구하며 따라서 재료 낭비가 적기 때문에, 딥 드로잉 가공된 부품은 자원의 관점에서 경제적으로 제조될 수 있다. 또한, 딥 드로잉 부품을 제조할 때 반복성이 매우 양호하며, 이러한 제조 방법은 대량 생산을 위해 매우 적합하다. 딥 드로잉 공정은 개별 구성요소에서 소정 수준의 변형 경화를 또한 유발하는데, 이것은 개별 구성요소의 강도에 긍정적인 효과를 또한 나타낸다.

본 발명에 의해 제안되는 설계의 이점은 커플링 장치, 특히 커플링 몸체가 머플러의 제1 하우징부와 매우 용이하게 연결될 수 있다는 것이다. 이러한 연결에서, 밀봉 요소는 머플러에 유리하게 수용될 수 있고, 이에 의해 부품이 머플러의 커플링 장치와 결합 및 밀봉되는 것을 가능하게 한다. 하우징부와 커플링 몸체 사이의 연결은 또한 생성하기 용이하므로, 이러한 머플러는 대량 생산 기반의 산업적인 제조 공정에서 특히 유리하게 제조될 수 있다. 이것은 높은 공정 신뢰성과 비용 효율적인 생산을 가능하게 한다. 머플러는 또한 조립하기 매우 용이하며 따라서 고장에 대한 민감성이 낮은 튼튼한 것이다.

커플링 몸체가 고정부의 형태로 제공된 외부 재킷을 구비하고 상기 고정부가 단면 중심의 방향으로 연장하며 축선방향 정지 요소로 제공되는 단부벽에 인접하는 경우, 이것은 또한 실제 유리한 것일 수 있다. 이 경우의 이점은 커플링 몸체의 이러한 고정부가 제1 하우징부에 유리하게 연결될 수 있다는 것이다. 다음에, 커플링 몸체의 단부벽은 커플링 몸체를 제1 하우징부에 대해 위치 결정하기 위한 정지 요소로 사용될 수 있다.

또한, 커플링 몸체의 단부벽에는 방사상으로 보았을 때, 그 내부 부분에 오버 비딩(over-beading)이 제공될 수 있다. 이러한 오버 비딩의 이점은 단부벽에 양호한 안정성을 부여한다는 것이다. 결과적으로, 단부벽은 과도한 변형을 허용하지 않으면서 축선방향의 힘을 또한 견딜 수 있다.

또한, 계단형으로 테이퍼진 연장부에서, 제1 하우징부의 제1 단부벽은 공진기 챔버의 방향으로 연장하며 커플링 마운트의 형태로 제공되는 축선방향 제1 부분에 인접하며, 커플링 몸체는 그 제1 내부벽 안에 수용되고 커플링 몸체는 외부 재킷과 함께 커플링 마운트의 내부벽에 맞닿아 놓인다. 이것의 이점은 커플링 몸체가 제1 하우징부에 대해 정확하게 위치될 수 있고 제1 하우징부에 용이하게 수용된다는 것이다.

하우징부의 축선방향 제1 부분이 단면 방향으로 연장하고 커플링 몸체를 위한 축선방향 정지부로서 역할을 하는 방사상 제1 부분에 인접하며, 커플링 몸체의 단부벽이 방사상 제1 부분에 맞닿아 놓이는 것에 의한 특징이 또한 이점이다. 이것의 이점은 커플링 몸체가 축선방향에서 제1 하우징부에 대해 위치될 수 있다는 것이다.

다른 실시예에 따라, 방사상 제1 부분은 공진기 챔버의 방향으로 연장하고 시일 마운트로서 역할을 하는 축선방향 제2 부분에 인접지며, 밀봉 요소는 그 제2 내부벽 상에 수용되고, 축선방향 제2 부분은 축선방향 제1 부분의 단면 치수보다 작은 치수이다. 이것의 이점은 밀봉 요소가 이러한 단면에 수용될 수 있고, 이에 의해 시일이 다른 구성요소를 위해 제공되는 것을 가능하게 한다는 것이다.

하우징부의 축선방향 제2 부분이 단면 중심의 방향으로 연장하고 밀봉 요소를 위한 축선방향 정지부로서 역할을 하는 방사상 제2 부분에 인접하는 경우, 이것은 또한 실제 유리한 것일 수 있다. 이것의 이점은 밀봉 요소가 축선방향에서 또한 수용되고, 제1 하우징부에서 고정된다는 것이다.

또한, 방사상 제2 부분은 공진기 챔버의 방향으로 연장하고 내부관 세그먼트의 형태로 제공되는 축선방향 제3 부분에 인접하며, 축선방향 제3 부분은 축선방향 제2 부분의 단면 치수보다 작은 치수이다. 이것의 이점은 공진기 챔버를 생성하기 위한 내부관 세그먼트가 제1 하우징부에 의해 형성된다는 것이다. 이것은 내부관 세그먼트를 만들기 위한 추가적인 구성요소에 대한 필요성을 배제하며 다수의 개별 부품들을 포함하는 머플러의 복잡한 구조를 회피한다.

또한, 방사상 제1 부분의 제1 정지 표면과 방사상 제2 부분의 제2 정지 표면 사이의 축선방향 거리는 밀봉 요소의 축선방향 연장부보다 약간 크다. 이것의 이점은 밀봉 요소가 머플러에 수용되어 축선방향으로 고정될 수 있고, 그럼에도 불구하고 밀봉 요소는 조립된 상태에서 축선방향의 하중을 받지 않으며 밀봉 효과가 불리하게 영향을 받지 않는다는 것이다.

커플링 몸체의 단부벽이 축선방향 제2 부분의 내부벽보다 단면 중심의 방향으로 더욱 연장하는 것은 또한 실제 유리한 것이며, 결과적으로 단부벽은 축선방향 제2 부분을 넘어 연장하는 부분 구역을 형성하고 따라서 밀봉 요소는 계단형 테이퍼 연장부에 수용되고 축선방향 이동을 방지하도록 고정된다. 이것의 이점은 밀봉 요소가 추가적인 구성요소를 사용하지 않고 머플러에 수용되어 축선방향으로 고정될 수 있다는 것이다. 이것은 이러한 머플러를 제조하는 복잡함을 최소화하고 따라서 제조 작업 중에 공정 신뢰성을 증가시킨다.

다른 유리한 실시예에 따라, 커플링 몸체의 고정부는 예컨대 용접 연결, 특히 레이저 용접 연결과 같은 접합 연결에 의해서 제1 하우징부의 축선방향 제1 부분 및/또는 단부벽에 연결된다. 이것의 이점은 이러한 접합 연결이 생성하기 쉽고 개별적인 구성요소들의 적절한 연결을 제공하기 위해 또한 적합하다는 것이다. 레이저 용접 연결의 다른 이점은 용접 연결부 내로 도입되는 열이 국소적으로 제한되며 밀봉 요소가 놓이는 표면들은 지나치게 고온이 되지 않으며, 이에 의해 밀봉 요소를 보호한다는 것이다.

대안으로, 커플링 요소의 단부벽은 예컨대 용접 연결, 특히 레이저 용접 연결과 같은 접합 연결에 의해서 제1 하우징부의 방사상 제1 부분에 연결될 수 있다. 이것의 이점은 이러한 접합 연결이 생성하기 쉽고 개별적인 구성요소들의 적절한 연결을 제공하기 위해 또한 적합하다는 것이다. 레이저 용접 연결의 다른 이점은 용접 연결부 내로 도입되는 열이 국소적으로 제한되며 밀봉 요소가 놓이는 표면들은 지나치게 고온이 되지 않으며, 이에 의해 밀봉 요소를 보호한다는 것이다.

다른 변형예에 따라, 커플링 몸체의 고정부는 예컨대 압입 연결(press-fit connection)과 같은, 포지티브 연결(positive connection)에 의해서 제1 하우징부의 축선방향 제1 부분에 연결된다. 이것의 이점은 이러한 압입 연결이 생성하기 쉽다는 것이다. 그러므로, 이러한 연결은 대량 생산을 위해 특히 적합한다. 포지티브 연결은 용접 연결에 대한 필요성을 또한 배제하고, 이에 의해 머플러(1)에 열의 도입을 방지하며 따라서 열적 뒤틀림을 방지한다.

본 발명에 의해 제안된 설계의 이점은 머플러가 가급적 서로 조립할 적은 수의 개별적인 부품으로 만들어질 수 있다는 것이다. 이것은 가급적 적은 용접 연결을 필요로 하기 때문에 생산 복잡성을 최소로 유지한다. 그러므로 머플러의 신뢰성이 증가되고 이러한 머플러의 제조 비용이 또한 최소로 유지될 수 있다. 본 발명에 의해 제안된 이러한 머플러의 다른 이점은 제조 공정 중에 개별 구성요소들에 대한 열 응력이 가급적 낮게 유지될 수 있다는 것이다. 그러므로, 머플러의 개별 부품에서의 내부 응력 및 내부 응력에 의해 야기되는 뒤틀림이 가능한 한 최소화 및/또는 방지 될 수 있다.

더욱 명확하게 이해할 수 있도록, 본 발명은 이하에서 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도면들은 매우 단순화하여 개략적으로 도시된 것이다.

도 1은 머플러의 사시도이다.
도 2는 머플러의 중심선을 따라 단면으로 머플러를 도시한 단면도이다.
도 3은 머플러의 중심선을 따라 단면으로 머플러의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 접합 재료 연결에 근거한, 커플링 연결을 상세하게 도시한 머플러의 단면도이다.
도 5는 머플러의 분해도이다.
도 6은 터보차지에 연결된 머플러와 함께 차량을 도시한 도면이다.
도 7은 압입 연결에 근거한, 커플링 연결을 상세하게 도시한 머플러의 단면도이다.

우선, 상이한 실시예들에서 설명되는 동일한 부분은 동일한 도면 부호 및 동일한 구성요소 명칭으로 표시되고 설명되는 설명을 통해 개시된 것들은 동일한 도면 부호 또는 동일한 구성요소 명칭을 갖는 동일한 부분들에 대한 의미로 전환될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 또한, 예컨대 상부, 하부, 측면 등과 같이, 설명의 목적을 위해 선택된 위치는 특별하게 설명되는 도면에 관련한 것이며 다른 위치가 설명될 때 새로운 위치에 대한 의미로 전환될 수 있다.

도 1 및 도 2는 머플러, 특히 차량 머플러의 제1 실시예를 나타낸다.

도 1은 머플러의 사시도이다. 이 도면에서 머플러(1)는 연결 구역(4)에서 서로 연결되는 제1 하우징부(2) 및 제2 하우징부(3)을 포함한다. 그러나, 머플러의 내부를 형성하는 원-피스 하우징을 제공하는 것이 또한 가능하다. 머플러(1)는 회전 대칭의 중공형 몸체의 형태로 제공되며 따라서 중심 축선(5)을 구비한다. 이하에 더욱 상세하게 설명되는 본 발명의 실시예는 회전 대칭의 중공형 몸체로 국한되지 않으며 머플러(1)가 대략 직사각형 또는 다각형 단면을 갖는 것도 생각할 수 있다.

커플링 장치(6)는 제1 하우징부(2)에 연결되는데, 이것의 목적은 머플러(1)를 터보차저(9)와 결합될 수 있도록 하는 것이다. 특히, 커플링 장치(6)는 터보차저(9)에 손상이 있거나 엔진 수리가 필요한 경우에 가급적 신속하고 용이하게 머플러(1)를 터보차저(9)로부터 분리하고 다시 터보차저(9)에 끼워 맞추는 것을 가능하게 하는 수단으로 사용된다. 커플링 장치(6)는 터보차저(9)의 커넥터 피팅에 연결 및/또는 푸시 하도록 설계된 커플링 몸체(7)를 포함한다.

도 2는 머플러(1)의 중심 축선(5)을 따라 머플러를 통한 단면도를 나타낸다. 이 단면도에서, 커플링 장치(6) 및 그 커플링 몸체(7)를 분명하게 볼 수 있다. 고정 요소(8)가 커플링 장치(6)에 또한 제공될 수 있는데, 이것에 의해 머플러(1)는 터보차저(9)에 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 고정 요소(8)는 와이어 브래킷일 수 있다. 이 고정 요소(8)는 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에서 리세스(10), 터보차저(9)에서 대응하는 리세스(10)와 각각 상호 작용할 수 있다.

도 2에서, 머플러(1)는 끼워 맞추어진 상태로 도시되어 있고 터보차저의 커넥터 피팅은 머플러(1)에, 커플링 장치(6)에 각각 삽입되어 있다.

도시된 머플러(1)는 제1 공진기 챔버(12) 및 제2 공진기 챔버(13)를 또한 포함한다. 유동 방향(14)에서 보았을 때, 제1 공진기 챔버(12)는 제2 공진기 챔버(13)의 상류에 배치된다. 두 개의 공진기 챔버(12, 13) 대신에, 오직 하나의 공진기 챔버(12) 또는 두 개보다 많은 수의 공진기 챔버를 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에 의해 제안되는 머플러(1)의 설계에서, 얼마나 많은 공진기 챔버를 포함하는지는 상관없으며 단일의 것도 가능하게 제1 공진기 챔버(12), 제1 하우징부(2)를 각각 설계하는 것이 전적으로 관건이다.

따라서, 제1 공진기 챔버(12)는 제1 외부 재킷(15) 및 제1 단부벽(16)에 의해 경계가 이루어진다. 제1 외부 재킷(15) 및 제1 단부벽(16)은 제1 하우징부(2)에 포함된다. 보다 상세하게, 그 외부 구역에서 제1 공진기 챔버(12)는 제1 외부 재킷(15)의 재킷 내부면(17) 및 제1 단부벽(16)의 내부 단부면(18)에 의해 경계가 이루어진다.

제1 단부벽(16)은 유입 개구(19)를 구비하고 있는데, 유입 개구를 통해 매질, 특히 압축 흡입 공기가 제1 공진기 챔버(12) 내로 유동할 수 있다.

제1 공진기 챔버(12)는 제1 내부관 세그먼트(20)의 외부 재킷 표면(15)에 의해 제1 내부관 세그먼트(20)와 챔버 분할벽(21)의 제1 벽 표면(22)에 의해 챔버 분할벽(21)에 각각 경계가 이루어진다. 머플러(1)가 오직 하나의 공진기 챔버(12)를 구비하는 실시예의 경우에, 제1 공진기 챔버(12)는 챔버 분할벽(21) 대신에 제1 또는 제2 하우징부(2, 3)와 직접 인접된다.

유입 개구(19)는 커플링 장치(6), 특히 커플링 몸체(7)를 수용하기 위해 축선방향 섹션에서 계단형으로 테이퍼진 연장부(23)를 또한 구비한다. 계단형 테이퍼 연장부(23)는 그 내부면에서 제1 공진기 챔버(12)와 경계를 이루도록 제1 공진기 챔버(12)에 끼워 맞추어져야 한다. 특히, 계단형 페이퍼 연장부(23)의 외부 재킷면(24)은 제1 공진기 챔버(12)와 경계진다.

그러므로 제1 하우징부(2)는 공진기, 머플러(1) 각각의 유입측(25)에 배치된다.

도 2에 도시된 실시예에서, 두 개의 공진기 챔버를 갖는 머플러(1)는 제1 하우징부(2), 제2 하우징부(3) 및 공진기 내부 요소(26)를 포함한다. 공진기 내부 요소(26), 제1 하우징부(2) 및 제2 하우징부(3)는 유리한 일 실시예에 기초한 딥 드로잉 가공된 부품의 형태로 제공된다. 특히, 제1 하우징부(2)가 딥 드로잉 가공된 부품으로 제공되는 경우가 유리하다.

이하의 설명 부분에서, 머플러(1)를 형성하는 개별적인 부품들이 그 설계에 관해 정확하게 설명될 것이다. 그러나, 이러한 개별적인 부품들의 설계는 머플러(1)의 유리한 일 실시예에 기초한 것임을 주목해야 한다. 여기에서 설명되는 개별적인 부품들의 설계 특징들이 본 발명에 의해 제안되는 설계 또는 여기에서 특별히 설명되는 것과 같은 설계에 반드시 모두 포함될 필요는 없다.

제1 하우징부(2)는 제1 외부 재킷(15)을 포함한다. 머플러(1)의 유입측에서, 제1 외부 재킷(15)은 유입 개구(19)에 인접한 제1 단부벽(16) 및 커플링 장치(6)를 수용하기 위해 축선방향 섹션에서 계단형으로 테이퍼진 연장부(23)와 인접한다. 그러므로, 제1 단부벽(16)은 제1 외부 재킷(15)과 인접하며 중심을 향한 방향으로 연장한다.

머플러(1)는 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에 대해 제1 하우징부(2)를 밀봉하는 밀봉 요소(27)를 또한 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에 푸시되는 끼워 맞추어진 상태에서, 머플러(1)는 축선방향 이동이 방지되도록 고정 요소(8)에 의해 고정된다. 밀봉 요소(27)는 머플러(1)와 커넥터 피팅(11) 사이에 필요한 밀봉 효과를 제공한다. 바람직하게는 밀봉 요소(27)는, 머플러(1)가 어떤 문제도 없이 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에 쉽게 끼워 맞추어질 수 있도록 방사상 시일의 형태로 제공된다. 밀봉 요소(27)의 손상을 방지하기 위하여, 커넥터 피팅(11)은 두 부품이 서로 끼워 맞추어질 수 있도록 챔퍼(28)를 구비할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 머플러(1)와 터보차저(9)가 끼워 맞추어진 상태에 있을 때, 밀봉 요소(27)의 제1 밀봉 립(29)은 제1 하우징부(2)의 계단형 테이퍼 연장부(23)에 맞닿아 놓이고 제2 밀봉 립(30)은 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)의 밀봉 표면(31)에 맞닿아 놓인다. 또한 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 끼워 맞추어진 상태에서 커플링 몸체(7) 특히 커플링 몸체(7)의 재킷 내부면(33)과 결합하는 외부 둘레의 부분 구역(32)이 헐거운 끼워 맞춤(loose fit)을 형성하도록 커넥터 피팅(11)이 설계된다. 이것은 터보차저(9)에 대한 머플러(1)의 방사상 위치를 고정하는 매우 효과적인 방식을 제공한다. 또한, 커넥터 피팅(11)의 밀봉 표면(31)은 제1 하우징부(2)의 계단형 테이퍼 연장부(23)에 놓이며 따라서 터보차저(9)에 대한 머플러(1)의 위치를 또한 고정한다.

도 3은 그 자체로 독립적인 실시예로서 구성될 수 있는, 머플러(1)의 다른 실시예를 도시하며, 앞서 도 1 및 도 2와 관련하여 설명한 것과 동일한 부분을 나타내기 위하여 동일한 도면 부호 및 구성요소 명칭이 사용된다. 불필요한 반복을 회피하기 위해, 전술한 도 1 및 도 2의 상세한 설명이 참고될 수 있다.

도 3에 도시된 실시예의 머플러(1)는 오직 제1 공진기 챔버(12)만을 구비한다. 제1 하우징부(2) 외에, 이 실시예의 머플러(1)는 제2 하우징부(3)를 포함할 수도 있다. 그러나, 제2 하우징부(3)가 필요하지 않은 경우에 제1 하우징부(2)를 하나의 완전한 부품으로 하는 것이 또한 가능하다.

도 3의 조립된 상태에서 머플러(1)를 도시하고 있지만 머플러(1)는 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에 끼워 맞추어져 있지 않다.

도 4는 커플링 장치(6)와 제1 하우징부(2) 사이의 계면을 상세하게 도시한다. 본 발명에 의해 제안된 머플러(1)의 특징들은 이러한 전이 계면(transition interface)에 있기 때문에, 머플러가 하나의 공진기 챔버를 구비하는 것인지 또는 둘 이상의 공진기 챔버를 구비한 것인지 여부는 상관없다.

도 4에 도시된 도면에서 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 축선방향 제1 부분(34)은 테이퍼진 계단들을 구비한 연장부(23)에서 제1 하우징부(2)의 제1 단부벽(16)과 인접한다. 축선방향 제1 부분(34)은 제1 단부벽(16)으로부터 제1 공진기 챔버(12)의 방향으로, 즉 유입측(25)으로부터 멀어지는 축선방향으로 연장한다. 축선방향 제1 부분(34)은 커플링 마운트(35)로서 설계되며 커플링 마운트(35)의 내부벽(36)은 커플링 몸체(7)의 외부 재킷(37)과 상호 작용 및/또는 커플링 몸체(7)의 외부 재킷(37)에 연결된다. 고정부(38)는 커플링 마운트(35)의 내부벽(36)과 접촉하는 커플링 몸체(7)의 외부 재킷(37)에 배치된다.

외부 재킷(37)에 인접한 커플링 몸체(7)는 축선방향 정지 요소(40)로서 제공되는 단부벽(39)을 또한 구비한다. 단부벽(39)은 고정부(38)로부터 단면 중심의 방향으로 연장하며 오버 비딩(42)이 구비될 수 있는데, 이 경우에 방사상으로 보았을 때 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)의 안쪽에 놓인 부분(41)에 위치된다. 이와 관련하여, 단부벽(39)이 유입측(25)의 방향으로 오버 비드된 것이 바람직하며, 이에 의해 단부벽(39)에 매끄러운 정지 표면(43)이 나타난다.

또한, 제1 하우징부(2)의 축선방향 제1 부분(34)에 인접하여, 단면 중심의 방향으로 연장하는 방사상 제1 부분(44)이 제공된다. 방사상 제1 부분(44)은 커플링 몸체를 위한 축선방향 정지부로 사용될 수 있다. 그러므로, 단부벽(39), 특히 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)의 정지 표면(43)은 방사상 제1 부분(44), 특히 방사상 제1 부분(44)의 제1 정지 표면(45)에 놓인다.

또한, 방사상 제1 부분(44)과 인접한 것은 방사상 부분(44)으로부터 공진기 챔버(12)의 방향으로, 즉 유입측(25)으로 멀어지게 연장하는 축선방향 제2 부분(46)이다. 축선방향 제2 부분(46)은 시일 마운트로서 설계되고 밀봉 요소(27)는 그 제2 내부벽(47)에 수용된다.

축선방향 제1 부분(34)의 단면 치수(48)는 제1 외부 재킷(15)의 단면 치수(49)보다 작다, 마찬가지로, 축선방향 제2 부분(46)의 단면 치수(50)는 축선방향 제1 부분(34)의 단면 치수(48)보다 작다. 밀봉 요소(27)는 축선방향 제2 부분(46), 특히 제2 내부벽(47)의 직경에 맞추어 형성된다.

축선방향 제2 부분(46)에 인접한 것은 단면 중심의 방향으로 연장하는 방사상 제2 부분(51)이다. 방사상 제2 부분(51)은 밀봉 요소(27)를 위한 축선방향 정지부로 사용될 수 있다. 특히, 방사상 제2 부분(51)은 밀봉 요소(27)가 맞닿아 눌려지는 제2 정지 표면(52)을 형성한다.

방사상 제1 부분(44) 및 방사상 제2 부분(51)은 제1 정지 표면(45) 사이와 제2 정지 표면(52) 사이의 축선방향 거리(53)가 밀봉 요소(27)의 축선방향 연장부(54)보다 크게 되도록 하는 방식으로 서로에 대해 위치된다. 이것은 밀봉 요소(27)가 축선방향 제2 부분(46)에 쉽게 수용될 수 있는 경우이다.

또한, 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 축선방향 제2 부분(46)의 내부벽(47)보다 단면 중심의 방향으로 더욱 연장할 수 있다. 그러므로, 단부벽(39)은 축선방향 제2 부분(46)를 넘어 연장하는 부분 구역(55)을 형성한다. 환언하면, 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 단부벽(39)과 상호 작용하는 방사상 제1 부분(44)보다 단면 중심의 방향으로 더욱 연장한다.

이것이 달성하는 것은 밀봉 요소(27)가 커플링 몸체(7)의 단부벽(39) 사이에 그리고 방사상 제2 부분(51) 사이에 축선방향으로 고정, 특히 정지 표면(43, 52)들 사이에 위치된다. 이것은 머플러(1)가 터보차저(9)의 커넥터 피팅(11)에 끼워 맞춤 및/또는 커넥터 피팅(11)으로부터 제거될 때 밀봉 요소(27)가 축선방향으로 푸시될 수 없는 것을 보장한다.

또한, 방사상 제2 부분(51)은 공진기 챔버(12)의 방향으로 연장하는, 즉 유입측(25)으로부터 먼 단부에서 축선방향 제3 부분(56)과 인접될 수 있다. 축선방향 제3 부분(56)의 내부벽(57)은 커넥터 피팅(11)의 밀봉 표면(31)을 수용하고 밀봉 표면(31)과 접촉하는 안내 표면으로 사용될 수 있다. 축선방향 제3 부분(56)의 단면 치수(58)는 축선방향 제2 부분(46)의 단면 치수(50)보다 작다.

전술한 계단형 테이퍼 연장부(23)의 개별적인 축선방향 부분들 및/또는 방사상 부분들은 내부관 세그먼트(20)의 형태로 동시에 제공될 수 있다.

바람직하게는 커플링 몸체(7)는 예컨대 용접 연결과 같은 접합 연결에 의해서 제2 하우징부(2)에 연결된다. 용접 연결을 생성하는 방법과 관련하여, 바람직하게는 레이저 용접 및/또는 플라즈마 용접이 사용된다. 커플링 몸체(7)가 제1 하우징부(2)와 연결을 가능하게 하는 용접 이음매를 위치 결정하는 것에 대한 다수의 상이한 옵션이 있다.

예컨대, 하나의 옵션은 제1 하우징부의 축선방향 제1 부분(34) 및 제1 단부벽(16)과 커플링 몸체(7)의 외부 재킷(37) 사이의 반경에 적용되는 제1 필릿 용접부(59)를 제공하는 것이다.

다른 옵션은 커플링 몸체(7)의 고정부(38)와 커플링 마운트(35)의 내부벽(36) 사이에 표면 연결부(60)의 형태로 용접 이음매를 제공하는 것이다. 이것은 커플링 몸체(7)의 외부 재킷(37)이 용접 에너지를 적용하기 위한 슬릿 형상 리세스(61)를 구비할 수 있는 경우이다.

용접 연결을 위한 다른 옵션은 방사상 제1 부분(44)의 제1 정지 표면(45)과 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)의 정지 표면(43) 사이에 제2 표면 연결부(62)를 사용하는 것이다. 여기에서 마찬가지로, 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 중간 표면내로 용접 에너지가 도입될 수 있게 하는, 도시되지 않은 슬릿 형상 리세스를 구비할 수 있다.

다른 옵션은 방사상 제1 부분(44)과 축선방향 제2 부분(46)의 전이 반경과 커플링 몸체(7)의 단부벽(39) 사이에 위치되는 제2 필릿 용접부(63)를 제공하는 것이다.

다른 가능성은 예컨대, 제1 하우징부(2)의 제1 단부벽(16)과 맞닿고 용접 연결에 의해 결합될 수 있도록 설계되어 형성된 커플링 몸체(7)의 다른 외부 재킷(46)을 제공하는 것이다.

도 5는 머플러(1)를 도시하는 분해도이다. 이 도면은 어떻게 머플러(1)가 제조되고 조립되는지를 명백하게 나타낸다.

제조 공정의 시작에서, 적어도 제1 하우징부(2) 및 커플링 몸체(7)는 이들의 특징적인 형상을 얻기 위해 딥 드로잉 된다.

다른 방법 단계에서, 제1 하우징부(2)는 장치 또는 조작 로봇에 의해 유지된다. 다음에 밀봉 요소(27)가 하우징부(2)에, 특히 계단형 테이퍼 연장부(23)에 축선방향으로 삽입될 수 있다.

일단, 밀봉 요소(27)가 제1 하우징부(2)에 대해 위치 결정되었다면, 커플링 몸체(7)는 다른 방법 단계에서 계단형 테이퍼 연장부(23) 내로 푸시 될 수 있다. 이 단계에서, 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)이 제1 하우징부(2)를 향하도록 커플링 몸체(7)가 배향되어야 한다. 단부벽(39)의 정지 표면(43)이 방사상 제1 부분(44)의 제1 정지 표면(45)에 맞닿아 놓일 때까지 커플링 몸체(7)는 제1 하우징부(2) 내로 푸시 될 수 있다. 그러므로, 커플링 몸체(7)는 반드시 제1 하우징부(2)에 대해 축선방향으로 위치되어야 하는 것은 아니며 정지될 때까지 그 안에 단순히 삽입된다.

다른 방법 단계 중에, 커플링 몸체(7) 및 제1 하우징부(2)는 용접 연결, 특히 레이저 또는 플라즈마 용접 연결에 의해 서로 연결된다. 레이저 또는 플라즈마 용접 연결의 이점은 단지 매우 적은 열이 적용되며 국소적으로 제한된다는 것이다. 결과적으로, 밀봉 요소(27)는 용접 작업 중에 손상되지 않는다.

도 6은 터보차저(9) 및 터보차저(9)의 압력측에 연결되어 있는 본 발명에 의해 제안된 머플러(1)를 구비한 차량(65)을 도시한다.

도 7은 그 자체로 독립적인 실시예로서 옵션으로 구성될 수 있는, 머플러(1)의 다른 실시예를 도시하며, 앞서 도 1과 도 2 및 도 4와 관련하여 설명한 것과 동일한 부분을 나타내기 위하여 동일한 도면 부호 및 구성요소 명칭이 사용된다. 불필요한 반복을 회피하기 위해, 전술한 도 1과 도 2 및 도 4의 상세한 설명이 참고될 수 있다.

도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 커플링 몸체(7)와 제1 하우징부(2)는 서로 용접되는 대신에 포지티브 연결에 의해서 서로 연결되는 것을 또한 생각할 수 있다. 포지티브 연결은 압입 연결(66)의 형태로 달성될 수 있다. 이러한 압입 연결(66)은 커플링 몸체(7)의 축선방향 제1 부분(34)과 고정부(38) 사이에서 특히 효과적으로 생성될 수 있다. 이를 위해, 이러한 벽 부분들은 포지티브 연결을 생성하도록 함께 형성된다. 포지티브 연결은 커플링 몸체(7)의 안에 위치되고 커플링 몸체(7)의 고정부(38)를 바깥쪽으로 푸시하는 툴에 의해 만들어질 수 있다. 다음에, 포지티브 연결은 둘레 방향으로 연장하는 압입 연결(66)에 의해 얻어질 수 있다. 그러나, 다른 옵션은 오직 둘레 방향으로만 연장하는 세그먼트에서의 압입 연결(66)일 수 있다.

예로서 설명된 실시예들은 머플러(1)의 가능한 변형예들을 나타내고 본 발명이 특별히 설명된 변형예들에 국한되는 것은 아니며, 대신에 개별적인 변형예들이 서로 상이한 조합으로 사용될 수 있으며 이들 가능한 변형예들은 개시된 기술적인 교시 내용에서 당해 분야의 숙련자들이 도달할 수 있는 범위에 들어간다는 것을 이 시점에서 주목해야 한다.

더욱이, 도시되고 설명된 상이한 실시예들에서의 개별적인 특징 또는 특징들의 조합은 자체적으로 본 발명에 의해 제안되는 독립적인 발명의 해법 또는 해법들로서 구성될 수 있다.

독립적인 발명의 해법들에 따른 대상물은 명세서에서 확인할 수 있다.

명세서에서 수치 범위에 대한 표현은 임의의 모든 부분적인 범위를 포함하는 의미로 해석되어야 하는데, 이 경우에 예컨대 1 내지 10의 범위는 하한 1에서 시작하여 상한 10 까지의 모든 부분적인 범위, 즉 하한 1 이상에서 시작하는 모든 부분적인 범위 및 상한 10 이하에서 끝나는 모든 부분적인 범위 예컨대, 1 내지 1.7 또는 3.2 내지 8.1 또는 5.5 내지 10을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

특히, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 발명의 대상의 개별적인 실시예들은 그 자체로 본 발명에 의해 제안된 독립적인 해법을 구성한다. 본 발명에 의해 제안된 대상물 및 관련 해법은 이들 도면의 상세한 설명에서 확인할 수 있다.

순서 정연함으로 위해 마지막으로, 머플러(1)의 구조의 더욱 명확한 이해를 제공하기 위하여 머플러 및 머플러의 구성 부품들은 소정 비율 및/또는 확대 비율 및/또는 축소 비율로 도시된 것임을 유의해야 한다.

1 : 머플러 2 : 제1 하우징부
3 : 제2 하우징부 4 : 연결 구역
5 : 중심 축선 6 : 커플링 장치
7 : 커플링 몸체 8 : 고정 요소
9 : 터보차저 10 : 리세스
11 : 커넥터 피팅 12 : 제1 공진기 챔버
13 : 제2 공진기 챔버 14 : 유동 방향
15 : 제1 외부 재킷 16 : 제1 단부벽
17 : 재킷 내부면 18 : 내부 단부면
19 : 유입 개구 20 : 내부관 세그먼트
21 : 챔버 분할벽 22 : 제1 벽 표면
23 : 계단형 테이퍼 연장부 24 : 재킷면
25 : 유입측 26 : 공진기 내부 요소
27 : 밀봉 요소 28 : 챔퍼
29 : 제1 밀봉 립 30 : 제2 밀봉 립
31 : 밀봉 표면 32 : 외부 둘레의 부분 구역
33: 커플링 몸체의 재킷 내부면 34 : 축선방향 제1 부분
35 : 커플링 마운트 36 : 커플링 마운트의 내부벽
37 : 커플링 몸체의 외부 재킷 38 : 커플링 몸체의 고정부
39 : 커플링 몸체의 단부벽 40 : 축선방향 정지 요소
41 : 방사상 내부 부분 42 : 오버-비딩
43 : 정지 표면 44 : 방사상 제1 부분
45 : 제1 정지 표면 46 : 축선방향 제2 부분
47 : 제2 내부벽 48 : 축선방향 제1 부분의 단면 치수
49 : 제1 외부 재킷의 단면 치수 50 : 축선방향 제2 부분의 단면 치수
51 : 방사상 제2 부분 52 : 제2 정지 표면
53 : 축선방향 거리 54 : 축선방향 연장부
55 : 돌출 부분 구역 56 : 축선방향 제3 부분
57 : 축선방향 제3 부분의 내부벽 58 : 축선방향 제3 부분의 단면 치수
59 : 제1 필릿 용접부 60 : 제1 표면 연결부
61 : 슬릿 형상 리세스 62 : 제2 표면 연결부
63 : 제2 필릿 용접부 64 : 커플링 몸체의 다른 외부 재킷
65 : 차량 66 : 압입 연결

Claims

적어도 하나의 공진기 챔버(12) 및 적어도 하나의 커플링 장치(6)를 포함하는 머플러로서, 공진기 챔버(12)는, 제1 외부 재킷(15)을 구비하며 유입측(25)에 배치된 유입 개구(19)가 배열되어 있는 제1 단부벽(16)을 구비한, 적어도 제1 하우징부(2)와 제1 내부관 세그먼트(20)에 의해 경계가 한정되며,
제1 하우징부(2)의 제1 단부벽(16)에 수용되는 터보차저(9)와 결합하기 위한 커플링 장치(6)는 커플링 몸체(7)를 포함하며,
커플링 몸체(7)는 성형 시트 금속 부분이고, 제1 하우징부(2)는 성형 시트 금속 부분이며, 제1 하우징부(2)의 유입 개구(19)는 커플링 몸체(7)와 밀봉 요소(27)가 그 안에 수용되는 축선방향 섹션에 계단형으로 테이퍼진 연장부(23)를 구비하는 것을 특징으로 하는 머플러.
제1항에 있어서,
커플링 몸체(7)는 고정부(38)가 그 위에 배치되어 있는 외부 재킷(37)을 구비하고, 상기 고정부(38)는 단면 중심의 방향으로 연장하며 축선방향 정지 요소(40)로 제공되는 단부벽(39)에 인접하는 것을 특징으로 하는 머플러.
제2항에 있어서,
커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 방사상으로 보았을 때, 그 내부 부분에 오버 비딩(42)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 머플러.
제3항에 있어서,
계단형으로 테이퍼진 연장부(23)에서, 제1 하우징부(2)의 제1 단부벽(16)은 공진기 챔버(12)의 방향으로 연장하며 커플링 마운트(35)의 형태로 제공되는 축선방향 제1 부분(34)에 인접하며, 커플링 몸체(7)는 제1 내부벽(36) 안에 수용되고, 커플링 몸체(7)는 외부 재킷(37)과 함께 커플링 마운트(35)의 내부벽(36)에 위치하는 것을 특징으로 하는 머플러.
제4항에 있어서,
제1 하우징부(2)의 축선방향 제1 부분(34)은 단면 중심 방향으로 연장하고 커플링 몸체(7)를 위한 축선방향 정지부로서 역할을 하는 방사상 제1 부분(44)에 인접하며, 커플링 몸체(7)의 단부벽(39)이 방사상 제1 부분(44)에 위치하는 것을 특징으로 하는 머플러.
제5항에 있어서,
방사상 제1 부분(44)은 공진기 챔버(12)의 방향으로 연장하고 시일 마운트로서 역할을 하는 축선방향 제2 부분(46)에 인접하며, 밀봉 요소(27)는 제2 내부벽(47)에 수용되고, 축선방향 제2 부분(46)의 단면 치수(50)는 축선방향 제1 부분(34)의 단면 치수(48)보다 작은 것을 특징으로 하는 머플러.
제6항에 있어서,
제1 하우징부(2)의 축선방향 제2 부분(46)은 단면 중심의 방향으로 연장하고 밀봉 요소(27)를 위한 축선방향 정지부로서 역할을 하는 방사상 제2 부분(51)에 인접하는 것을 특징으로 하는 머플러.
제7항에 있어서,
방사상 제2 부분(51)은 공진기 챔버(12)의 방향으로 연장하는 축선방향 제3 부분(56)에 인접하며, 축선방향 제3 부분(56)의 단면 치수(58)는 축선방향 제2 부분(46)의 단면 치수(50)보다 작은 것을 특징으로 하는 머플러.
제7항에 있어서,
방사상 제1 부분(44)의 제1 정지 표면(45)과 방사상 제2 부분(51)의 제2 정지 표면(52) 사이의 축선방향 거리(53)는 밀봉 요소(27)의 축선방향 연장부(54)보다 큰 것을 특징으로 하는 머플러.
제6항에 있어서,
커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 축선방향 제2 부분(46)의 내부벽(47)보다 단면 중심의 방향으로 더욱 연장하고, 이에 의해 단부벽(39)은 축선방향 제2 부분(46)을 넘어 연장하는 부분 구역(55)을 형성하며, 밀봉 요소(27)는 계단형 테이퍼 연장부(23)에 수용되고 축선방향 이동을 방지하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 머플러.
제4항에 있어서,
커플링 몸체(7)의 고정부(38)는 접합 연결에 의해서 제1 하우징부(2)의 축선방향 제1 부분(34) 및/또는 제1 단부벽(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 머플러.
제5항에 있어서,
커플링 몸체(7)의 단부벽(39)은 접합 연결에 의해서 제1 하우징부(2)의 방사상 제1 부분(44)에 연결되는 것을 특징으로 하는 머플러.
제4항에 있어서,
커플링 몸체(7)의 고정부(38)는 포지티브 연결에 의해서 제1 하우징부(2)의 축선방향 제1 부분(34)에 연결되는 것을 특징으로 하는 머플러.
터보차저(9)의 압력측에 배치되는 머플러(1)를 구비한 차량으로서,
상기 머플러(1)는 제1항 내지 제13항 중 한 항에 따른 머플러인 것을 특징으로 하는 차량.