KR20200045556A

KR20200045556A - 커넥터

Info

Publication number: KR20200045556A
Application number: KR1020207009667A
Authority: KR
Inventors: 요한 크로나
Original assignee: 노르마 저머니 게엠베하
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-05-04
Also published as: DE102017123606A1; EP3695151A1; WO2019072506A1; JP2020533543A; CN111033105A; US20200240309A1

Abstract

본 발명은 액체 밀봉 방식(liquid-tight manner)으로 서로 분리된 두 개의 유체 시스템(fluid system)을 위한 커넥터(1)에 관한 것인바, 상기 커넥터(1)는 제1 단부(3) 및 제2 단부(4)를 구비한 하우징(housing)(2)을 포함하고, 제1 단부(3)와 제2 단부(4) 사이에는 제1 유체를 위한 제1 덕트(first duct)(5)가 배치되며, 제2 유체를 위한 제2 덕트(6)는 적어도 부분적으로 상기 제1 덕트(5) 내에 배치되고, 상기 제2 덕트(6)는 제2 단부(4)를 통하되 동축을 이룬다. 본 발명에 다르면, 상기 제1 덕트(5)의 영역에서, 상기 하우징(2)이 유출 개구(8)를 구비한 유출 부분(7)을 포함하고, 상기 유출 개구(8)를 통하여 상기 제2 덕트(6)가 제1 덕트(5)로부터 이탈한다.

Description

커넥터

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 기재된 커넥터에 관한 것이다.

전달되는 유체의 공간 구조 및 온도 제어와 관련하여 유체 라인 시스템에 있어서의 절박한 필요성으로 인하여, 보다 간편하고 보다 비용 효율적인 방식으로 제작될 수 있으면서도 더 콤팩트한 방안에 대한 요구가 증가하였다.

특히, 배기 가스 내의 질소산화물 방출을 저감시키기 위하여 유레아(urea)(요소)가 디젤 자동차에서 사용되는 경우에는, 유레아가 대략 -11℃에서 결정화되기 때문에 유체의 온도를 제어함이 필요하다. 외부 온도가 낮는 경우에 유레아 라인의 온도를 제어하는 방안으로써, 유레아 라인 상에 또는 그 내부에 전기 가열 시스템을 제공하는 방안이 알려져 있다.

이와 같은 유형의 장치는 EP 2 706 280 B1 에 개시되어 있는데, 여기에서는 열전도 요소가 커넥터에 의하여 유체 라인 안으로 도입되고, 이로써 유체의 온도를 제어할 수 있게 된다.

이 방안의 단점은, 통과하는 유체가 열전도 요소의 바로 근처에서만 가열될 수 있어서, 전체 용액의 온도가 매우 느리게만 충분히 제어될 수 있다는 점이다. 또한, 유체 밀봉 방식으로 라인 안으로 도입되는 열전도 요소를 구비한 커넥터의 생산은 복잡하고 비용이 많이 소요된다.

또한, 유체 라인 상에 또는 유체 라인 내에 전기 가열 시스템을 장착하기 위해서는 추가적인 공간이 필요한데, 이것은 예를 들어 엔진 격실 내에서 기본적으로 매우 제한적인 사항이다.

본 발명은 종래 기술의 단점들을 해결하여, 공간 절약적이고 유체의 온도를 신속히 제어하는 유체 시스템용 온도 제어 설비(temperature controlling facility)를 제공함을 목적으로 한다. 또한, 이 온도 제어 설비는 저렴하고, 생산 및 장착이 용이한 것일 필요가 있다.

본 발명의 주된 특징은 청구항 1 의 특징부에 기재되어 있다. 실시예들의 특징들은 청구항 2 내지 청구항 13 에 기재되어 있다.

액체 밀봉 방식(liquid-tight manner)으로 서로 분리된 두 개의 유체 시스템(fluid system)을 위한 커넥터가 제공되는바, 상기 커넥터는 제1 단부 및 제2 단부를 구비한 하우징(housing)을 포함하고, 제1 단부와 제2 단부 사이에는 제1 유체를 위한 제1 덕트(first duct)가 배치되며, 제2 유체를 위한 제2 덕트는 적어도 부분적으로 상기 제1 덕트 내에 배치되고, 상기 제2 덕트는 제2 단부를 통하되 동축을 이루며, 상기 하우징은 상기 제1 덕트의 영역에 유출 개구를 구비한 유출 부분을 포함하고, 상기 유출 개구를 통하여 상기 제2 덕트가 제1 덕트로부터 이탈한다.

본 발명에 따른 커넥터로 인하여 라인-인-라인 시스템(line-in-line system)이 제공될 수 있는바, 이로써 하나의 유체의 온도가 다른 유체의 온도에 의하여 제어될 수 있다. 만일 제1 덕트 내의 제1 유체가 예를 들어 자동차의 작동 동안에 쉽게 80℃ 이상에 도달하는 냉각용 액체이고, 제2 유체가 예를 들어 유레아 용액의 온도를 제어하는 유체라면, 제2 유체의 온도는 냉각용 액체에 의하여 제어되고 유레아의 결정화가 효과적으로 방지된다. 전술된 예에서, 높은 온도를 가진 유체가 낮은 온도를 가진 유체를 위한 동결 방지의 역할을 수행한다. 제1 덕트는 제1 단부와 제2 단부를 유체 밀봉 방식으로 서로 연결시킴으로써, 이들을 통하여 유체가 유동할 수 있게 된다.

상기 장치는 추가적인 공간을 필요로 하지 않으며 종래의 시스템에 비하여 심지어 공간을 절약한다는 장점을 갖는다. 이것은, 외부 가열의 필요가 있거나 또는 두 개의 라인들이 서로에 대해 평행한 방위를 가질 필요가 없다는 사실로 인한 것이다. 상기 커넥터의 구조 덕분에, 하나의 유체 라인이 다른 하나의 유체 라인 안에 통합될 수 있다.

또한, 상기 커넥터는 저렴하고 제작이 용이하다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 단부 및/또는 제2 단부는 연결 기하형태부(connection geometry)를 구비한다. 따라서, 상기 커넥터가 예를 들어 호스, 파이프, 또는 다른 연결 구성요소인, 다른 유체 라인 구성요소에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결 기하형태가 연결 가지부로 구성되는데, 이것은 파이프, 호스, 또는 수용 챔버에 연결될 수 있으며, 이들은 반대측 구성요소에 연결될 수 있다. 상기 수용 챔버는, 예를 들어 퀵 커넥터 또는 플러그 커넥터인, 반대측 구성요소를 수용하는 역할을 한다.

바람직한 실시예에서, 상기 유출 부분과 유출 개구는 제1 덕트의 벽 안에 배치된다. 이것은 생산에 있어서 저렴하고 용이한 방식이다. 여기에서 제2 유체를 위한 제2 덕트가 제1 유체를 수용하는 제1 덕트로부터 밖으로 향한다. 두 개의 유체 라인들 모두는, 내재적으로 유체 밀봉되게끔 설계된다. 또한 제2 덕트가 제1 유출구로부터 이탈하는 유출 개구를 구비한 유출 부분도 유체 밀봉되게끔 설계된다. 유출 개구만이 제2 덕트를 통한 제2 유체의 통과를 허용한다.

제2 덕트는 제3 단부와 제4 단부를 서로 연결시키는 것이 바람직하다. 제2 덕트는, 제3 단부와 제4 단부가 유체밀봉되게끔 그리고 유체가 이들을 통하여 유동할 수 있게끔 서로에 대해 연결된다. 여기에서, 바람직하게는 제3 단부 및/또는 제4 단부가 연결 기하형태를 갖는다. 이로써, 제2 덕트가 예를 들어 호스, 파이프, 또는 다른 연결 구성요소인, 다른 유체 라인 구성요소에 연결됨이 가능하게 된다. 바람직하게는, 상기 연결 기하형태가 연결 가지부의 형태를 갖는바, 이것은 반대측 구성요소에 연결될 수 있는 수용 챔버 또는 파이프에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 제3 단부 및/또는 제4 단부가 반대측 구성요소 또는 파이프에 연결될 수 있도록, 제2 덕트에 배치된다. 예를 들어, 제2 단부에 동축상으로 배치되는 제2 덕트의 단부가 제1 덕트의 내부를 넘어 연장되어서, 파이프 또는 호스가 용이하게 슬립(slip) 결합될 수 있다. 그 결과, 제2 덕트 상의 제3 단부 및 제4 단부 모두가 제1 덕트와 제1 단부 및 제2 단부의 외부에 배치된다. 이것은 두 개의 분리된 유체 라인 시스템 내에서의 커넥터의 간편한 설치를 가능하게 하며, 상기 두 개의 분리된 유체 라인들은 상기 커넥터를 통하여 라인-인-라인 시스템으로서 이어지는 형태로 된다.

바람직하게는, 제1 덕트 안에 배치되는 제2 덕트의 일부분들이, 적어도 제2 단부의 영역에서 반경방향으로 중심잡힌 위치에 있도록 배치된다. 그 결과, 제1 유체의 제2 덕트 내에서의 균일한 순환이 얻어진다. 이것은 두 개의 유체 시스템의 상호간 인터페이스(interface)에서, 일 유체가 다른 유체 주위에서 균일하게 유동함과, 일 유체의 온도가 다른 유체에 의하여 균일하게 제어됨으로 귀결된다. 상기 인터페이스는, 제1 덕트 내에 배치된 제2 덕트의 일부분에 의해 형성된다.

바람직하게는, 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 단부의 연결 기하형태부가 연결 구성요소에의 연결을 위한 원주상 돌기부를 구비한다. 추가적인 연결 구성요소는, 예를 들어 플러그 커넥터일 수 있다. 이로써, 커넥터가 유체 라인에 신속하고 쉽게 연결될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 단부의 연결 기하형태부는 스파이크 프로파일을 구비한다. 스파이크 프로파일은 전나무 구조(fir-tree structure)로 호칭되기도 하는데, 이것은 호스가 연결 기하형태부에 쉽게 슬립 결합되도록 하면서도 확고히 고정됨을 가능하게 한다. 스파이크 프로파일을 구비한 적절한 연결 기하형태부는 예를 들어 연결 가지부일 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 단부의 연결 기하형태부는 잠금 요소를 구비한 수용 챔버를 포함한다. 잠금 요소는 예를 들어, 커넥터의 수용 챔버 내에, 유체 라인의 연결 기하형태부 또는 연결 구성요소의 돌기부를 고정시킬 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제1 덕트와 제2 덕트 사이에는 두 개의 덕트들을 서로 연결시키는 웹이 제공된다. 이 웹은 제1 덕트 내에서의 제2 덕트의 배치를 안정화시킨다. 구체적으로, 상기 웹은 제1 덕트의 내측부를 제2 덕트의 외측부에 연결한다. 바람직하게는 여기에서의 웹이, 제1 유체가 제1 덕트를 통하여 가능한 균등하게 유동할 수 있게끔 구성된다.

바람직하게는, 커넥터가 유리섬유 강화 플라스틱을 포함한다. 구체적으로, 상기 커넥터는 유리섬유 강화 플라스틱으로 이루어진다. 이로써, 커넥터의 생산이 저렴하고 쉽게 이루어질 수 있으며 안정성과 내구성을 갖출 수 있게 된다. 또한, 유리섬유 강화 플라스틱은 대응된느 양의 금속보다 가벼우므로, 예를 들어 자동차에서의 중량 절감이 가능하게 된다.

바람직한 실시예에서, 상기 커넥터는 핸드 라미네이션 공정(hand lamination process), 밀링(milling), 트랜스퍼 몰딩(transfer molding), 또는 3D 프린팅에 의하여 생산된다. 구체적으로, 이와 같은 생산 방법은 유리섬유 강화 플라스틱의 공정에서 이용된다. 따라서, 커넥터가 쉽고, 신속하고, 저렴하게 생산될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 덕트는 굴곡, 특히 90도의 굴곡을 구비한다. 그 결과, 커넥터가 예를 들어 엔진 격실과 같은 설치 공간의 공간 조건에 최적화될 수 있다.

바람직한 대안적 실시예에서, 상기 제1 덕트는 굴곡없이 실질적으로 종장형의 구성형태를 갖는다. 이것도, 설치 과정 동안에 커넥터를 협소한 조건에 맞게 최적화시킴을 가능하게 한다.

본 발명의 추가적인 특징들, 상세사항들, 및 장점들은 하기의 도면들을 참조로 하는 예시적인 실시예에 관한 아래의 상세한 설명과 청구범위의 기재로부터 이해될 것이다.
도 1 에는 본 발명에 따른 커넥터의 측단면도가 도시되어 있다.
도 2 에는 도 1 의 커넥터의 평면도가 도시되어 있다.
도 3 에는 본 발명에 따른 커넥터의 추가적인 실시예의 측면 사시도가 도시되어있다.

도 1 에는 본 발명에 따른 커넥터(1)가 도시되어 있는바, 이것은 하우징(2)을 포함한다. 하우징(2)은 제1 단부(3)와 제2 단부(4)를 구비하고, 그 사이에는 제1 유체를 위한 제1 덕트(5)가 구성된다. 제2 유체를 위한 제2 덕트(6)는 적어도 부분적으로 제1 덕트(5) 내에 배치되고, 동축을 이루어 제2 단부(4)를 통하여 이탈한다. 상기 하우징(2)은 유출 개구(8)를 구비한 유출 부분(7)을 구비하는바, 상기 유출 개구(8)를 통해서는 제2 덕트(6)가 하우징(2)을 이탈한다. 유출 개구(8)를 구비한 유출 부분(7)은 제1 덕트(5)의 벽(9) 안에 배치된다.

유출 부분(7) 내의 유출 개구(8)을 통해서, 제2 유체를 위한 제2 덕트(6)가 제1 덕트(5) 안으로 도입된다. 이로써, 라인-인-라인 시스템(line-in-line system)이 형성된다. 여기에서, 상기 제1 유체 및 제2 유체의 유체 시스템들은 서로 분리되게 구성되어 있다. 상기 커넥터 내의 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(6)의 구조는, 이들이 완전히 유체 밀봉되도록 그리고 유체가 관통하여 유동할 수 있도록 구현된다.

상기 제1 유체 및 제2 유체는 동일한 유체이거나 또는 상이한 유체일 수 있다. 커넥터(1)는 예를 들어, 액체, 용액, 및 가스와 같은 유체를 위해 사용될 수 있다.

제2 덕트(6)는 제3 단부(10)와 제4 단부(11)를 서로 연결시킨다. 단부들(3, 4, 10, 11)은 대응되는 유체 라인들 또는 다른 연결 구성요소들에 상기 커넥터를 연결시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 단부들(3, 4, 10, 11) 각각에는 적합한 연결 기하형태부가 구비되는 것이 바람직하다.

도 1 에서, 제2 단부(4)와 제4 단부(11)는 각각 스파이크 프로파일(spike profile)(14)을 구비하는 연결 가지부(connecting branch)(12, 13)로서 구성된다. 이것은, 호스가 대응되는 연결 가지부에 쉽게 슬립연결(slip)됨을 가능하게 한다. 여기에서 제2 덕트(6)는 제1 덕트(5)의 제2 단부(4) 밖으로까지 연장되어서, 연결 가지부(13)로서 구성된 제4 단부(11)가 완전히 제2 단부 밖에 위치한다. 따라서 제2 유체를 전달하는 호스가 쉽게 연결된다. 그 다음에 제2 호스가 제2 단부의 연결 가지부(12)에 슬립연결될 수 있는바, 이로써 제2 유체를 위한 호스가 제2 유체를 위한 호스 내에 배치된다. 여기에서, 제2 단부(4)의 연결 가지부(12)는 제4 단부(11) 및 제2 덕트(6)보다 더 큰 직경을 갖는다.

바람직하게는, 제2 덕트(6)가 적어도 제2 단부(4)의 영역에서 반경방향으로 중심잡히도록 배치된다. 그 결과, 제2 덕트(6) 주위에서 제1 유체가 균등하게 유동할 수 있게 된다.

대안적인 연결 기하형태로부로서, 제3 단부(10)를 위하여는 도 1 에 도시된 바와 같은 원주상 돌기부(15)가 적합하다. 원주상 돌기부(15)는 예를 들어 플러그 커넥터와 같은 다른 연결 구성요소와 연결될 수 있다.

추가적인 대안적 연결 기하형태부로서, 제1 단부(3)를 위하여는 도 1 에 도시된 바와 같이 잠금 요소(locking element)(17)를 구비한 수용 챔버(receiving chamber)(16)로 구성될 수 있다. 상기 수용 챔버(16) 안으로, 예를 들어 돌기부를 구비한 연결 구성요소가 도입될 수 있다. 그러면 잠금 요소는 연결 구성요소 뒤에서 맞물리고, 이로써 연결 구성요소가 수용 챔버로부터 미끄러져 나옴이 방지된다.

상기 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 사이에는 웹(18)이 추가적으로 제공되는데, 이것은 두 개의 덕트들(5, 6)을 서로 연결하고, 이로써 제1 덕트(5) 내에서 제2 덕트(6)를 안정화시킨다.

커넥터(1)는, 제1 덕트(5)가 90도의 굴곡(curvature)을 갖도록 설계될 수 있다. 제2 덕트(6)는 굴곡없이 실질적으로 종장형의 경로를 가질 수 있다.

도 2 에는 도 1 에 도시된 커넥터(1)의 평면도가 도시되어 있다.

도 3 에는 본 발명에 따른 커넥터(1)의 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 여기에서, 제1 덕트(5)는 굴곡없이 종장형의 구성형태를 갖는다. 대조적으로, 제2 덕트(6)는 제1 덕트(5) 내에서 굴곡을 갖는다. 다른 구성들은 도 1 에 도시된 실시예와 동일하다.

본 발명은 앞서 설명된 실시예들 중 하나에 국한되는 것이 아니라, 다양한 방식으로 변형될 수 있다.

설계상 상세사항, 공간적 구조, 및 방법의 단계들을 포괄하는, 청구범위, 상세한 설명, 및 도면들로부터 도출되는 모든 구성들 및 장점들은 그 자체로서 그리고 폭넓은 조합의 형태로서 본 발명의 근간이 될 수 있다.

1: 커넥터
2: 하우징
3: 제1 단부
4: 제2 단부
5: 제1 덕트
6: 제2 덕트
7: 유출 부분
8: 유출 개구
9: 제1 덕트(5)의 벽
10: 제3 단부
11: 제4 단부
12 : 제2 단부(4)에 있는 연결 가지부
13: 제4 단부(11)에 있는 연결 가지부
14: 스파이크 프로파일(spike profile)
15: 돌기부
16: 수용 챔버
17: 잠금 요소
18: 웹

Claims

액체 밀봉 방식(liquid-tight manner)으로 서로 분리된 두 개의 유체 시스템(fluid system)을 위한 커넥터(1)로서,
상기 커넥터(1)는 제1 단부(3) 및 제2 단부(4)를 구비한 하우징(housing)(2)을 포함하고, 제1 단부(3)와 제2 단부(4) 사이에는 제1 유체를 위한 제1 덕트(first duct)(5)가 배치되며, 제2 유체를 위한 제2 덕트(6)는 적어도 부분적으로 상기 제1 덕트(5) 내에 배치되고, 상기 제2 덕트(6)는 제2 단부(4)를 통하되 동축을 이루며,
상기 하우징(2)은 상기 제1 덕트(5)의 영역에 유출 개구(8)를 구비한 유출 부분(7)을 포함하고, 상기 유출 개구(8)를 통하여 상기 제2 덕트(6)가 제1 덕트(5)로부터 이탈하는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
제1항에 있어서,
상기 제1 단부(3) 및/또는 제2 단부(4)는 연결 기하형태부(connection geometry)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출 부분(7) 및 유출 개구(8)는 제1 덕트(5)의 벽(9) 안에 배치되는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 덕트(6)는 제3 단부(10)와 제4 단부(11)를 서로 연결시키는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
제1항에 있어서,
상기 제3 단부(10) 및/또는 제4 단부(11)는 연결 기하형태부를 갖는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 덕트(5) 내에 배치된 제2 덕트(6)의 부분들은, 적어도 제2 단부(4)의 영역에서 반경방향으로 중심잡히게 배치된 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 단부(3), 제2 단부(4), 제3 단부(10), 및/또는 제4 단부(11)는 연결 구성요소에 대한 연결을 위한 원주상 돌기부(circumferential protuberance)(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 단부(3), 제2 단부(4), 제3 단부(10), 및/또는 제4 단부(11)의 연결 기하형태부는 스파이크 프로파일(spike profile)(14)을 갖는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 단부(3), 제2 단부(4), 제3 단부(10), 및/또는 제4 단부(11)의 연결 기하형태부는 잠금 요소(17)를 구비한 수용 챔버(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 사이에는 두 개의 덕트들(5, 6)을 서로 연결시키는 웹(web)(18)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커넥터(1)는 유리섬유 강화 플라스틱(glass-fiber-reinforced plastic)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 덕트(5)는 굴곡, 특히 90도의 굴곡을 가진 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).
제10항에 있어서,
상기 제2 덕트(6)는 실질적으로 종장형인 구성형태(elongated configuration)를 갖는 것을 특징으로 하는, 커넥터(1).