KR101788361B1 - 인테이크 모듈을 제조하는 방법 - Google Patents

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파이트 브룩게제르
위르겐 슈테흐리그
안드레아스 에일레만
후버트 포민
크리스티안 사움베버
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말레 인터내셔널 게엠베하
베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은, 하우징(19)과 이 하우징에 배치된 적어도 하나의 기능적 부속물(22)을 구비하는 구성요소(18)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 적어도 2개의 하우징 부분(20, 21)들이 플라스틱으로부터 사출 성형되고, 적어도 하나의 기능적 부속물(22)이 상기 하우징 부분(20, 21)들 중 적어도 하나 내에 삽입되고, 상기 하우징 부분(20, 21)들은 상기 적어도 하나의 기능적 부속물(22)이 내부에 삽입된 상태에서 서로 접합되어 하우징(19)을 형성한다.

Description

인테이크 모듈을 제조하는 방법{METHOD FOR PRODUCING AN INTAKE MODULE}
본 발명은, 하우징과 그 하우징 내부에 배치된 적어도 하나의 기능적 부속물(insert)을 구비한 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법에 의해 제조된 구성요소에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 제조 방법을 실시하기 위한 공구에 관한 것이다.
특히 연속 제조에 있어서 그리고 바람직하게는 차량 제조에 있어서, 부속물을 구비한 구성요소를 가능한 비용 효과적으로 제조하는 것이 비교적 큰 관심을 받고 있다. 하우징과 그 내부에 배치된 부속물을 포함하는 구성요소는, 예를 들면 머플러, 필터 그리고 열교환기 등이 있다. 본 발명이 바탕으로 하는 일반적 사상을 제한하지 않고서, 본 발명은 특히 인터쿨러에 관한 것인데, 이 인터쿨러의 쿨러 하우징은 쿨러 블록이 배치되는 신기(fresh air) 채널 섹션을 형성한다. 통상적으로, 쿨러 블록은, 냉각시키려는 충진된 신기가 유동할 수 있는 신기 유로와, 방열 냉각수가 유동할 수 있는 냉각수 유로를 포함한다. 이 경우, 신기 유로와 냉각수 유로는 매질 분리되고 또한 열전달 방식으로 서로 커플링된다.
예컨대, DE 10 2007 030 464 A1, DE 10 2009 012 024 A1, DE 10 2009 025 282 A1 및 DE 10 2009 050 258 B3에는 인터쿨러들이 개시되어 있다.
상기 구성요소들, 특히 상기 인터쿨러들을 제조하기 위해서는, 우선 하우징을 제조하고나서 기능적 부속물을 삽입하는 것이 일반적 관행이다. 하우징에 대한 압력 부하에 따라서, 상기 하우징 내로 상기 기능적 부속물을 삽입시킬 수 있는 삽입 개구의 영역에 있어서 하우징을 시일링하는 일이 비교적 복잡하게 된다.
본 발명은, 전술한 종류의 구성요소를 제공하고, 또한 관련된 제조 방법에 있어서, 특히, 충분한 시일링을 얻으면서도 복잡함이 줄어든 것을 특징으로 하는 개선된 실시형태를 제공하려는 과제와 관련한 것이다.
상기 과제는 독립 청구항들의 요지에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 유리한 실시형태들은 종속 청구항들의 요지이다.
본 발명은, 하우징을 다수편(multiple pieces)으로 구성하고, 사출 성형 기술에 의해 플라스틱으로부터 개별 하우징 부분들을 제조하고, 이와 같은 방식으로 제조된 별개의 하우징 부분들을 함께 접합하여 하우징을 형성한다고 하는 일반적 사상에 기초한 것이다. 상기 하우징 부분들을 접합하기 전에, 상기 하우징 부분들 중 적어도 하나 내에 적어도 하나의 기능적 부속물이 배치되게 되고, 따라서 상기 하우징 부분들을 접합할 때, 따라서 하우징을 연결할 때, 각각의 기능적 부속물이 하우징 내에 이미 적절히 배치되어 있다. 이에 대해, 본 발명은, 하우징 부분들을 연결하기 전에 다수편의 하우징이 개방되고, 따라서 꽤 큰 기능적 부속물을 각각의 하우징 부분 내에 배치하는 것이 또한 용이하게 가능하다는 지식을 활용하고 있다. 하우징 부분들을 연결하여 하우징을 형성함으로써, 하우징이 폐쇄되어지고 결과적으로, 각각의 기능적 부속물은 하우징 내부에 둘러싸여 있게 된다. 따라서, 기능적 부속물을 삽입하기 위한 별개의 삽입 개구부를 없앨 수 있어서 동반되는 시일링 문제 및 관련 경비(outlay) 또한 없앨 수 있다. 기능적 부속물은 적어도 2개의 하우징 부분들과 접촉한다. 하우징 부분들을 연결함으로써, 기능적 부속물과 하우징 부분들 사이의 상대 운동이 방지되는 방식으로, 상기 기능적 부속물이 상기 하우징 부분들 사이에서 보유 지지된다.
기능적 부속물은, 당해 기능적 부속물 둘레를 부분적으로 또는 완전하게 둘레 방향으로 연장하도록 형성된 돌출부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 돌출부는, 바람직하게는 그루브로서 형성된 리셉터클에 의해 적어도 소정의 영역들에 수용된다.
다른 실시형태들에서, 돌출부는 하우징 부분들에 배치될 수도 있으며, 그루브는 기능적 부속물에 배치될 수도 있다. 본 발명의 유리한 구성에 있어서, 기능적 부속물은 둘 이상의 축방향으로 이격된 장소에서 하우징과 대응한다.
다른 구성에 있어서, 하우징 부분들은, 특히, 하우징 내에서의 기능적 부속물의 상대 운동을 제한하는, 기능적 부속물에 대한 다수편의 리미트 스탑(limit stop)을 포함한다. 이들은, 예를 들면, 서로 이격되어 있으며 또한 놀음(play)없이 상기 기능적 부속물이 끼워맞춰지는 방식으로 허용 공차를 갖는 웨브(web)들이다.
본 발명에 따라, 기능적 구성요소를 아직까지 현저하게 뒤틀렸거나 수축되지 않은 갓 사출 성형된 하우징 부분들에 장착한다. 하우징 부분들이 더욱 냉각되는 동안에, 하우징 부분들이 기능적 구성요소에 적응하게 되고, 이에 따라서 기능적 구성요소는 각각의 리셉터클에 놀음없이 배치된다.
상기 적어도 2개의 하우징 부분들은 사출 성형 공구 섹션에서 각각 사출 성형되는 것이 유리하다. 여기서는 별개의 사출 성형 공구들에 2개의 사출 성형 공구 섹션들을 형성하는 것이 원리적으로 가능하다. 그러나, 동일한 사출 성형 공구에 적어도 2개의 사출 성형 공구 섹션들이 형성되는 일 실시형태가 유리하다. 이를 통해서, 세트로 되어 있는 하우징 부분들이 실질적으로 동시적으로 제조되는 것이 달성되며, 여기서는, 더욱이, 실질적으로 동일한 온도 및 플라스틱 조성이 얻어진다.
접합 프로세스에 있어서, 상기 적어도 2개의 하우징 부분들이 다수편 사출 성형 공구 섹션들의 하나의 공구 부분에 각각의 경우에 잔류하는 개선된 실시형태가 특히 바람직하다. 환언하면, 상기 하우징 부분들을 접합함에 있어서, 하우징 부분들을 몰드로부터 제거할 필요가 없으며, 오히려, 상기 하우징 부분들이 각각의 사출 성형 공구 섹션의 관련된 공구 부분에 잔류할 수 있다. 따라서, 한편으로는, 사출 성형 공구 섹션들을 가능한 빨리 연속 제조 기간 내에 다시 이용할 수 있어야 하므로, 기능적 부속물을 삽입하는 것과 하우징 부분들을 접합하는 것이 제때에 맞추어서 일어난다. 다른 한편으로, 하우징 부분들이 갓 사출 성형된 상태에서 처리되고 따라서 플라스틱에 아무런 교란시키는 수분이 끼워 들어올 수 없다고 하는 점에서, 이것은 동일한 시간을 초래한다. 특히, 하우징 부분들이 함께 접합되는 접합 구역들에서, 물 함유가 교란시킬 수 있으며, 예컨대 각 용접 시임의 품질에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 몰드로부터 기능적 부속물이 통합된 완전한 하우징이 제거된다. 또한, 하우징 부분들이 사출 성형 공구 섹션들의 공구 부분들에 잔류하는 점은, 공구 부분들 내에서 하우징 부분들의 정확한 위치결정 또는 고정이 일어나고 따라서 접합 중에 타이트한 허용 오차를 충족시킬 수 있다. 특히, 하우징 부분들 간의 오정렬이 회피될 수 있다. 또한, 동일한 배치(batch) 및 동일한 온도의 하우징 부분들이 접합 중에 함께 연결됨으로써, 열적 효과로 인한 뒤틀림의 위험성이 감소된다.
상기 적어도 2개의 사출 성형 공구 섹션들의 공구 부분들은, 상기 하우징 부분들이 사출 성형되는 폐쇄된 사출 위치와, 상기 적어도 하나의 기능적 부속물이 각각의 하우징 부분 내에 삽입되는 개방된 삽입 위치와, 함께 접합되도록 접합 구역들에서 상기 하우징 부분들이 가열되는 개방된 가열 위치와, 상기 접합 구역들에서 상기 하우징 부분들이 함께 접합되어 하우징을 형성하는 폐쇄된 접합 위치 사이에서 변위가능한 개선된 일 실시형태가 특히 유리하다. 각각의 사출 성형 공구 섹션 내의 사출 위치에서는, 각 하우징 부분의 외측편 또는 바깥쪽 윤곽을 형성하기 위한 외측 공구 부분이, 각 하우징 부분의 내측편 또는 안쪽 윤곽을 형성하기 위한 내측 공구 부분과 상호작용한다. 사출 위치에서는, 내측 및 외측 공구 부분은, 각 하우징 부분을 형성하도록 플라스틱이 주입되는 캐비티(cavity)를 형성한다. 상기 삽입 위치를 설정함에 있어서, 각 외측 공구 부분에 사출 성형된 하우징 부분이 잔류하도록 내측 공구 부분들이 제거된다. 이 정도로, 사출 성형된 공구 부분들이 그들 내측편에서 개방되고, 따라서 각 기능적 부속물을 삽입하기 위해 액세스가능하다. 각 기능적 부속물의 삽입은 수동으로 실시될 수 있지만, 바람직하게는 예컨대 로봇 형태의 삽입 장치에 의해 실시된다. 가열 위치에 있어서는, 가열 구역들이 원하는 접합 온도까지 가열될 수 있도록, 적어도 하나의 가열 요소가 가열 장치에 의해 위치될 수 있다. 여기서, 삽입 위치와 가열 위치가 공구 부분들의 상대적인 위치와 관계없이 동일할 수 있어서 공구 부분들이 삽입 위치로부터 가열 위치로 가도록 이동될 필요가 없는 것이 원리적으로 가능하다. 그러나, 유리하게는, 각 기능적 부속물이 각 하우징 부분 내에 삽입된 후에 가열 구역들의 가열이 실시된다. 그러나, 예를 들어, 기능적 부속물과 하우징 부분들 중 적어도 하나 사이에 용접 이음매를 또한 마련하려는 경우 등, 어떤 적용에 있어서는, 기능적 부속물을 삽입하기 전에 접합 구역들의 가열을 이미 실시하는 것이 유리할 수 있다. 여기서 또한, 2단의(two-stage) 가열 프로세스를 생각해 볼 수 있다. 제 1 가열 단계 중에, 각 공구 부분 상 및/또는 각 기능적 부속물 상의, 기능적 부속물을 각 하우징 부분 내에 삽입할 때 기능적 부속물과 각 하우징 부분 사이에 용접 이음매를 만들려고 의도된 접합 구역들이 가열된다. 제 2 가열 단계에서는, 이어서, 함께 접합하려는 하우징 부분들의 가열 구역들이 가열될 수 있다. 또한, 특히 제 2 가열 단계 중에는, 하우징을 함께 연결할 때 기능적 부속물과 하우징 부분 사이에 용접 이음매를 만들려고 의도된 접합 구역들이 기능적 부속물 상에서 그리고 하우징 부분 상에서 가열될 수 있다. 접합 위치에서, 하우징은 폐쇄되어 있다. 이 동안에, 하우징 부분들은 그들의 가열된 접합 구역들의 영역에서 서로 대항하여 놓이며, 여기서, 용접 시임의 품질을 향상시키도록 규정 압력이 인가될 수 있다.
사출 위치, 삽입 위치, 가열 위치 그리고 접합 위치가 동일한 사출 성형 공구에서 구현되는 일 실시형태라면 특히 유리하다. 혹은, 하우징 부분들을 사출 성형한 후 하우징 부분들을 접합하기 전에, 공구 부분들을 그 내부에 배열된 하우징 부분들과 함께 사출 성형 공구로부터 접합 공구로 이송하는 것이 원리적으로 가능하다. 그러면, 사출 성형 공구에서 사출 위치가 구현된다. 그리고나서, 가열 위치와 접합 위치는 접합 공구에서 구현된다. 그러면, 삽입 위치는 성형 공구와 접합 공구의 양방에서 구현될 수 있다. 혹은, 사출 성형기로부터 접합 장치로의 이송 중에, 기능적 부속물의 삽입이 실시될 수도 있다. 방편적으로는, 상기 이송은 예컨대 로봇에 의해 자동적인 방식으로 실시된다.
방편적으로, 함께 접합될 하우징 부분들의 접합 구역들은, 하우징을 연결하기 위해 후속해서 하우징 부분들을 함께 접합할 수 있도록, 적어도 하나의 가열 요소로 가열된다. 따라서, 가열 중에, 가열 구역들은, 하우징을 연결할 때 접합 구역들을 접촉시킴으로써 원하는 용접 이음매 또는 용융 접속부가 구현될 정도로 액화되거나 연화된다.
유리하게는, 상기 접합 프로세스는 고온 가스 접합으로 구성될 수 있다. 고온 가스 접합 중에, 접합 구역들로 유동하는 고온 가스에 의해 상기 접합 구역의 가열이 얻어진다. 그러므로, 구체적으로는, 각각의 가열 요소로부터 고온 가스가 유출되어 상기 접합 구역들에 작용하는 것이 가능하다. 그러나, 다르게는, 다른 접합 방법들도 생각해 볼 수 있다. 예를 들면, 상기 접합 프로세스는 레이저 접합이나 초음파 접합으로서 또는 NIR 접합으로서 구성될 수도 있다. NIR은 근적외선(near infrared)을 나타낸다. NIR 접합 중에는, 적외선 방사에 의해 원하는 가열이 얻어지도록, 각각의 접합 구역에 적외선 방사체가 비교적 가까이 다가오게 된다. 따라서, 구체적으로는, 각각의 가열 요소가 적외선을 방사하여 이와 함께 접합 구역들에 작용할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 하우징 부분들을 접합할 때, 하우징 부분들 중 적어도 하나가 적어도 하나의 기능적 부속물과 함께 추가적으로 접합되는 것도 또한 가능하다. 이를 통해서, 예컨대 각각의 하우징 부분들에 대한 기능적 부속물의 고정이 구현될 수 있다.
여기서, 접합 중에, 하우징 부분들은, 상기 하우징 밖으로 빠져나오는, 기능적 부속물의 적어도 하나의 구성요소 부분을 둘러싸고, 이에 접합됨으로써 상기 기능적 부속물의 각 구성요소 부분이 시일링된 방식으로 하우징 밖으로 빠져나올 경우, 특히 유리하다.
예를 들어, 그러한 구성요소 부분은 하우징 부분에 상보적으로 형성된 하우징 부분 섹션에 의해 완전히 둘러싸인, 유체를 공급하거나 토출하기 위한 연결 라인일 수 있다. 이들 접촉 에리어들을 적절히 가열함으로써, 충분한 용접 이음매가 거기서 구현될 수도 있다. 그러나, 가열은, 용접 이음매의 형성을 용이하게 하게끔 하우징 부분들과 함께 접합하려는 기능적 부속물의 구역들을 가열하도록, 부속물과 조합되거나 조화될 수 있는 것이 유리하다.
방편으로는, 상기 구성요소는 내연기관용 인터쿨러 또는 신기 분배기이다. 이 경우, 기능적 부속물은 방편으로는 쿨러 블록이다. 하우징은 쿨러 블록이 삽입되는 신기 채널 섹션을 갖는다. 특히, 하우징 부분들은, 냉각수 유로의 이송 라인 및 리턴 라인이 하우징 밖으로 빠져나오는 방식으로 함께 연결될 수 있다. 또한, 하우징은 내연기관의 신기 라인을 위한 채널 섹션일 수도 있으며, 채널 섹션에 기능적 구성요소가 삽입된다.
바람직하게는 인터쿨러 및/또는 신기 분배기 또는 인테이크 모듈인, 본 발명에 따른 구성요소는, 이상 설명한 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
전술한 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 공구는, 하우징 부분들을 사출 성형하기 위한 적어도 하나의 사출 성형 장치와, 상기 하우징 부분들 중 적어도 하나 내에 적어도 하나의 기능적 부속물을 삽입하기 위한 삽입 장치와, 상기 적어도 하나의 기능적 부속물이 내부에 삽입되어 있는 동안 상기 하우징 부분들을 함께 접합하여 하우징을 형성하기 위한 접합 장치를 포함한다.
본 발명의 유리한 일 개선된 실시형태에 따르면, 하우징은, 포지티브-로킹 방식으로 기능적 부속물과 접촉하고 또한 이 방식으로 하우징과 기능적 부속물 사이에 래비린드형(labyrinth like) 시일링을 형성하는 적어도 하나의 리브(rib)를 구비한다. 상기 포지티브-로킹 접촉은 기능적 부속물 상의 미리 형성된 리세스에 의해 형성될 수 있다. 다른 구성들에 있어서, 상기 리브는, 하우징 부분들과 기능적 부속물을 연결할 때 리브가 기능적 부속물의 부분적인 기계적 변형을 생성하도록, 강성을 갖게끔 형성된다. 여기서, 상기 리브는, 상기 기능적 구성요소를 향해 하우징 부분들의 장착 방향으로 연장하도록 구성된다. 구체적으로는, 신기 분배기가 그러한 리브를 구비하는데, 이 리브는 쿨러 블록의 핀들 내에 압박되게 된다. 핀들 내에 압박된 리브는, 최종 조립 후에도 계속하여 배치되는 그러한 영역들만을 관통한다. 최종 조립 후 리브가 더 이상 배치되지 않은 부분 영역들의 변형은 일어나지 않으며, 따라서 신뢰성있는 시일링이 얻어진다.
본 발명의 다른 중요한 특징들 및 이점들은, 하위 클레임들, 도면들 및 도면에 기초한 형상의 관련된 설명으로부터 알 수 있게 된다.
상술한 특징들 및 이후 계속하여 설명하는 특징들은, 본 발명의 문맥으로부터 일탈하지 않고서, 각각의 언급된 조합으로뿐만 아니라, 다른 조합이나 단독으로 이용할 수 있음을 이해할 수 있다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시형태들을 도면에 도시하며 이하의 설명에서 보다 상세하게 설명하는데, 동일한 참조 부호는 동일하거나, 유사하거나 또는 기능적으로 동일한 구성요소들을 지칭한다.
본 발명에 의하면, 하우징과 당해 하우징 내부에 배치된 적어도 하나의 기능적 부속물을 구비한 구성요소를 제조함에 있어서, 특히, 충분한 시일링을 얻으면서도 복잡함이 줄어든 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 9 각각은, 구성요소 제조 방법의 서로 다른 단계에 있어서의 공구의 매우 간략화된 개략도를 도시하고 있다.
도 10은, 상기 제조 방법에 의해 제조할 수 있는 구성요소의 특별한 실시형태의 분해도를 도시하고 있다.
도 11은, 부분적으로 조립된 상태에 있어서의, 인터쿨러를 구비한 신기 분배기를 도시하고 있다.
도 12는, 조립 전의, 인터쿨러를 구비한 신기 분배기의 세그먼트를 도시하고 있다.
도 13은, 단면도로서, 도 12에 따른 조립 후의 측면도를 도시하고 있다.
도 14는, 도 13의 대안적인 구성을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 9에 따르면, 장치(1)는 사출 성형 장치(2), 도 3 내지 도 5에 도시된 삽입 장치(3), 및 도 5에 도시된 접합 장치(4)를 포함하고 있다. 사출 성형 장치(2)는 서로 상대 운동가능한 2개의 몰드 바디(6, 7)를 갖는 사출 성형 공구(5)를 포함하고 있다. 여기서 도시된 바람직한 실시형태에 있어서, 사출 성형 공구(5)와, 몰드 바디(6, 7)는, 적어도 도 1 내지 도 9에서 좌측에 도시된 제 1 몰드 바디(6)에 대해서, 도 1 내지 도 9에서 괄호(bracket)로 지시된 2개의 사출 성형 공구 섹션(8, 9)으로 나뉘어져 있다. 각각의 사출 성형 공구 섹션(8, 9)은, 도 1 및 도 9에 따라 캐비티(10, 11)를 형성하기 위해 서로 결합되어 제조하려는 각 가공대상물의 외측 윤곽 및 내측 윤곽을 규정하는 2개의 공구 부분에 의해 형성된다. 따라서, 도 1 내지 도 9에 있어서의 상측 또는 제 1 사출 성형 공구 섹션(8)에는, 내측 공구 부분(12) 및 외측 공구 부분(13)이 제공된다. 내측 공구 부분(12)은 좌측에 도시된 제 1 몰드 바디(6)에 위치되고, 외측 공구 부분(13)은 우측에 도시된 제 2 몰드 바디(7)에 형성된다. 도 1 내지 도 9에서 저부에 도시된 제 2 사출 성형 공구 섹션(9)에서는, 외측 공구 부분(14)이 제 1 몰드 바디(6)에 위치되고, 내측 공구 부분(15)은 제 2 몰드 바디(7)에 형성된다.
2개의 몰드 바디(6, 7)에 있어서, 캐비티(10, 11)로 안내되며 도 1에 표시된 화살표‘17’을 따라 가공대상물을 사출 성형하기 위한 플라스틱이 이송될 수 있는 사출 채널(16)들이 도 1 및 도 9에 따라 통합되어 있다.
장치(1)는 도 6 내지 도 8, 및 도 10에 나타낸 구성요소(18)를 제조하기 위한 역할을 한다. 구성요소(18)는 적어도 2개의 하우징 부분(20, 21)으로 조립된 하우징(19)을 구비하고 있다. 또한, 구성요소(18)는 상기 하우징(19) 내부에 배치되는 적어도 하나의 기능적 부속물(22)을 포함한다. 이하, 장치(1)의 동작 모드, 그리고 이 장치(1)에 의해 실시될 수 있는 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 1에 있어서, 공구 부분(12, 13, 14, 15)들은, 내측 공구 부분(12, 15)이 관련되는 외측 공구 부분(13, 14)과 결합되어 하우징 부분(20, 21)을 제조하기 위한 캐비티(10, 11)들을 형성하는 사출 위치에 있다. 도 1에 따르면, 화살표‘17’을 따라서 이러한 사출 위치에 플라스틱이 사출되어서 하우징 부분(20, 21)들을 사출 성형한다.
도 2에 따르면, 몰드 바디(6, 7), 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)들은, 사출 성형 공구(5)를 개방하도록 화살표‘23’을 따라서 서로 떨어져 이동될 수 있다. 사출 성형 하우징 부분(20, 21)들은 각 외측 공구 부분(13 및 14)에 각각 잔류한다.
도 3에 따르면, 공구 바디(6, 7), 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)들은, 이제 외측 공구 부분(13, 14) 그리고 따라서 그 내부에 배치된 하우징 부분(20, 21)들이 서로 정렬되어 배향되는 방식으로, 화살표‘24’를 따라서 서로에 관해 변위될 수 있다. 이제, 개방된 사출 성형 공구(5)는 삽입 위치에 있다. 예컨대 로봇 팔(25) 등을 포함하는 삽입 장치(3)의 도움을 받아서, 이제 기능적 부속물(22)이 하우징 부분(20, 21)들 중 하나 내로 도 4에 따라 배치 또는 삽입될 수 있다. 본 예에서는, 우측에 도시된 제 1 하우징 부분(20)은 비어있는 상태로 남고, 좌측에 도시된 제 2 하우징 부분(21) 내에 기능적 부속물(22)이 삽입된다.
기능적 부속물(22)을 삽입한 후 또는 상기 기능적 부속물(22)을 삽입함과 동시에, 접합 장치(4)가 구동된다. 도 5에 따르면, 접합 장치(4)는, 하우징 부분(20, 21)의 접합 구역(28)들을 가열시킬 수 있는 적어도 하나의 가열 요소(27)를 구비한 가열 장치(26)를 포함한다. 이들 접합 구역(28)들의 영역에 있어서, 하우징 부분(20, 21)들은 서로 접합되게 된다. 본 예에서, 도 5에 도시된 사출 성형 공구(5)의 가열 위치는 도 3에 따른 삽입 위치와 일치하고 있다. 각각의 가열 요소(27)를 위치결정하기 위해서, 가열 장치(26) 또는 접합 장치(4)는 예를 들어 추가적인 로봇 팔(29) 등을 가질 수 있다.
접합 장치(4) 또는 그 가열 장치(26)는, 예컨대 접합 프로세스가 고온 가스 접합으로 구성되는 방식으로 설계될 수 있다. 이 경우에 있어서, 각각의 가열 요소(27)는, 고온 가스(35)가 당해 가열 요소로부터 유출하여 가열 구역(28)들에 작용하도록 설계될 수 있다.
접합 구역(28)들을 가열한 후에, 몰드 바디(6, 7)들은, 상기 접합 구역(28)들이 서로 대항하여 놓이고, 특히 서로에 대항하여 압박될 때까지 화살표‘30’에 대응하여 도 6에 따라 서로를 향해 이동될 수 있다. 이제 사출 성형 공구(5)는 접합 위치에 있게 된다. 이에 따라서, 2개의 하우징 부분(20, 21)들의 접합 구역(28)들은 용접 시임(seam)(31) 내로 결합된다. 이를 통해서, 하우징(19)은, 기능적 부속물(22)이 이미 당해 하우징(19) 내부에 배치된 상태에서 함께 연결된다.
이어서, 도 7에 따라서 하우징(19) 또는 하우징(19)과 이 하우징 내에 둘러싸인 기능적 부속물(22)과 구성요소(18)의 형 분리가 일어난다. 이를 위해서, 2개의 몰드 바디(6, 7) 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)가 화살표‘32’를 따라 서로로부터 떨어져서 이동됨으로써 사출 성형 공구(5)가 다시 개방되고 구성요소(18)가 외측 공구 부분(13, 14)으로부터 제거되거나 형 분리(demould)될 수 있다.
이어서, 도 8에 따라서, 몰드 바디(6, 7) 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)들이, 공구 섹션(8, 9) 내에서 각각의 내측 공구 부분(12 및 15)이 제각기 관련된 외측 하우징 부분(13 및 14)과 정렬되어 다시 배향될 때까지, 화살표‘33’을 따라 서로를 향해 이동된다. 이어서, 이러한 방식으로 정렬된 도 9에 따른 몰드 바디(6, 7) 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)들이, 사출 성형 공구(5)를 폐색하고 따라서 사출 위치를 취하고 새로운 하우징 부분(20, 21)들을 사출 성형하기 위한 캐비티(10 및 11)를 형성하도록, 화살표‘34’를 따라 다시 서로를 향해 이동될 수 있다.
도 3 및 도 4에서, 몰드 바디(6, 7) 그리고 따라서 공구 부분(12, 13, 14, 15)들은 삽입 위치에 있다. 도 5는, 여기서 도시된 실시형태에 있어, 상기 삽입 위치와 다르지 않은 가열 위치를 보여주고 있다. 도 6에는, 하우징(19)의 결합이 일어나는 접합 위치가 도시되어 있다. 상이한 위치들, 따라서 사출 위치, 삽입 위치나 가열 위치, 및 접합 위치가 동일한 사출 성형 공구(5)에서 실시되고 있는 것이 도시되어 있다.
도 10에 따르면, 구성요소(18)는 인터쿨러를 구비한 인테이크 모듈인 것이 바람직하다. 기능적 부속물(22)은 냉각수가 순환할 수 있는 냉각 채널(36)과, 충진된 공기가 유동할 수 있으며 냉각 채널(26)들 사이에 배열되는 핀(37)들을 구비한 인터쿨러이다. 인렛 연결부(38)와 리턴 연결부(39)가 분배기 플레이트(40)로부터 빠져 나와 있다. 또한, 디플렉션 플레이트(41)를 통해 분배기 플레이트(40) 다른편의 냉각 채널(36)들이 유체 소통적으로 서로 연결되어 있다.
그 내부에 있어서, 하우징(19)은 쿨러 블록, 따라서 기능적 부속물(22)이 삽입되는 신기 채널 섹션(42)을 갖고 있다. 하우징 부분(20, 21)들은 하우징(19)의 상부와 하부를 형성한다.
그러므로, 본 실시형태에 있어서는, 완성된 하우징(19)의 기능적 부속물(22)의 적어도 2개의 구성요소 부분들, 즉 인렛 연결부(38) 및 리턴 연결부(39)가 하우징(19) 밖으로 빠져나온다. 유리한 실시형태에 따르면, 하우징 부분(20, 21)은, 접합 중에, 하우징(19) 밖으로 연장하며 이에 접합될 수 있는 이들 구성요소 부분들(연결부(38, 39))을 이제 둘러쌀 수 있다. 이 방식으로 하면, 상기 구성요소 부분들, 따라서 본 경우에 있어서는, 연결부(38, 39)들이 시일링된 방식으로 하우징(19)의 밖으로 빠져나오는 것이 보장될 수 있다.
하우징(19) 내의 적합한 지오메트리, 특히 리브(rib) 또는 웨브(web)를 통해서, 또는 추가적인 탄성을 갖는 부속물, 특히 시일(seal)을 통해서, 하우징(19)과 기능적 부속물(22) 사이의 시일링을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서, 예컨대 일방 또는 양방의 하우징 부분(20, 21) 내에 시일이 부속물로 삽입될 수 있다.
혹은, 기능적 구성요소는 적합한 지오메트리를 구비하거나 또는 시일로 둘러싸여서 이 시일과 함께 하우징(19) 또는 하우징 부분(20, 21) 중 하나 내에 삽입될 수 도 있다. 또 다른 구성에 있어서는, 시일에 추가적으로 또는 시일에 대한 대안으로서, 예컨대 음향적 및/또는 상기 기능적 부속물 및 하우징(19) 사이의 열적 디커플링(decoupling)과 같은 다른 기능들을 충족시키는 추가적인 구성요소가 제공될 수도 있다. 이러한 추가적인 구성요소들은, 예를 들면 원하는 특성을 갖는 재료로 만들어진 호일(foil)이나 매트일 수 있다.
도 11에는, 부분적으로 조립된 상태인, 인터쿨러를 구비한 신기 분배기가 단면도로 도시되어 있다. 도 10에 상응하는 부분들에는 동일한 참조 부호를 부여하고 있다. 기능적 부속물(22)은 하우징 부분(20, 21) 상의 리셉터클(44)과 대응하는 접촉 지점(43)들을 갖고 있다. 접촉 지점(43)들은 세그먼트화된, 둘레 방향으로 배치된 돌출부들로서 좌측에 형성되어 있다. 우측편에서, 접촉 지점(43)들은 원주 방향 림으로서 형성되어 있다. 좌측편에서, 리셉터클(44)은 원주 방향 그루브(groove)로서 형성되어 있다. 우측편에서, 리셉터클(44)은 둘레에 분포되어 배치된 세그먼트화된 리세스로서 형성되어 있다. 물론, 접촉 지점(43)들 및/또는 리셉터클(44)들은 양편에서 동일하게 구성될 수도 있고, 또는 도시된 바의 개별적으로 다른 실시형태를 가질 수도 있다. 다른 구성에 있어서는, 적어도 2개의 하우징 부분(20, 21)과 대응하는 단 하나의 단일 접촉 지점(43)이 제공되는 것도 가능하다. 이 단일 접촉 지점(43)은 기능적 부속물(22)의 중간에 또는 전방측 근방에 배치될 수 있다. 하우징 부분(20, 21)을 접합함으로써, 리셉터클(44) 내에 접촉 지점(43)이 고정된다. 따라서, 조립된 상태에 있어서의 기능적 부속물(22)의 축방향 변위가 방지된다. 또한, 접촉 지점(43)은, 리셉터클(44)과 함께 하우징(19) 내에서 기능적 부속물(22)의 베어링을 형성한다. 둘레 방향으로 형성된 접촉 지점(43) 및 둘레 방향으로 형성된 리셉터클(44)을 구비한 구성에 있어서는, 이 영역에 시일링이 제공될 수 있다.
도 12에는, 조립 전의, 인터쿨러를 구비한 신기 분배기의 세그먼트가 도시되어 있다. 대응하는 제 2 하우징 부분(21)은 도시되어 있지 않다. 이 구성에 있어서, 제 1 하우징 부분(20)은 기능적 부속물(22)의 방향으로 돌출하는 리브(45)를 갖는다. 하우징 부분(20)에 기능적 부속물(22)을 장착할 때, 기능적 부속물(22)의 부분 영역 내로 리브(45)가 압박된다. 접촉 지점(43)이 리셉터클(44)에 결합되고, 이에 따라 하우징(19) 내에 기능적 부속물(22)의 축방향 위치를 고정한다. 리브(45)가 하우징 부분(20, 21)의 장착 방향으로 연장한다는 사실 덕분에, 리브(45)는, 압박 중에 접촉되는 영역들만이 변형되는 방식으로, 기능적 부속물(22)에 결합할 수 있다. 따라서, 이것은 과도한 누설 유동을 방지하는, 리브(45)와 기능적 부속물(22) 사이의 시일링을 제공하며, 충진된 공기는 인터쿨러(22)를 통해 유동하도록 강제된다.
도 13에는, 조립 후 신기 분배기의 측면이 도시되어 있는데, 도면 중에서 단면도는 도 12에 대하여 90°만큼 시프트된 모습을 보여주고 있다. 이미 설명한 구성요소에 상응하는 구성요소에는 동일한 참조 부호가 부여되어 있다. 이 도면에서는, 리브(45)가 핀(37)에 결합됨으로써, 래비린드 시일(labyrinth seal)을 형성하고 있는 것이 도시되어 있다. 또한, 서로 이격되어 있는 웨브(47)로 형성된 리셉터클(44)도 도시되어 있다. 이 리셉터클(44) 내에 기능적 부속물(22)이 삽입되어 고정된다. 리셉터클(44)은 예로서만 도시되었을 뿐이며, 물론 구체적으로는 도 11에 따라 다른 구성을 나타낼 수도 있다.
도 14는 도 13의 대안적인 구성을 도시하고 있다. 이 구성에 있어서, 하우징(19)은 기능적 구성요소(22)를 관통하여 돌출하는 타이 로드(tie rod)(46)를 구비한다. 상기 하우징 부분(20, 21)들을 함께 접합하기 전에, 하우징 부분(20, 21)들을 함께 접합할 때 타이 로드(46)의 하부 영역이 양 하우징 부분(20, 21)을 서로 확고하게 결합시키는 방식으로, 타이 로드(46)가 열원(48)에 의해 가열된다. 이것은 특히 플라스틱으로 만들어진 하우징 부분(20, 21)들에 대해 간단하면서 또한 비용 효과적인 형태의 연결이다. 적합한 열원(48)은, 예컨대 고온의 공기, 레이저 또는 적외선이다. 타이 로드(46)와 양 하우징 부분(20, 21)들 사이에 확고한 결합을 이용하는 것은, 특히, 예를 들어 양 표면 사이에 있어서 하우징의 팽윤(swelling) 등의 상대 운동을 회피하기에 적합하다.
물론, 신기 분배기 및 인터쿨러를 바탕으로 하여 예로서 설명된 특징들은, 다른 하우징 및 기능적 구성요소에 적용할 수 있다.

Claims (19)

  1. 인테이크 모듈을 제조하는 방법으로서,
    하우징과, 하우징 내부에 배치된 적어도 하나의 인터쿨러를 제공하는 단계;
    적어도 2개의 하우징 부분들을 플라스틱으로부터 사출 성형을 통해 형성하는 단계;
    상기 하우징 부분들 중 적어도 하나 내에 적어도 하나의 인터쿨러를 삽입하는 단계;
    상기 하우징을 형성하기 위해 내부에 적어도 하나의 인터쿨러가 삽입된 상태의 상기 하우징 부분들을 함께 접합하는 단계를 포함하고,
    상기 인터쿨러는 상기 하우징 부분들 중 적어도 두 부분에 대해 접촉 지점들을 갖고,
    상기 하우징 부분들은 적어도 소정의 섹션들에서 포지티브-로킹 방식(positive-locking manner)으로 상기 인터쿨러를 보유 지지하는 적어도 하나의 리셉터클을 갖는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 부분들은 프리텐션(pretension) 하에서 상기 인터쿨러를 보유 지지하는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터쿨러를 각각의 상기 하우징 부분 내에 삽입하고, 하우징을 형성하기 위해 상기 하우징 부분들을 접합하는 단계는 갓 사출 성형된 하우징 부분들을 갖고 실시되어, 하우징 부분들이 냉각 중에 상기 인터쿨러에 대해 수축되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 하우징 부분들은 각각의 사출 성형 공구 섹션에서 사출 성형되고, 각각의 사출 성형 공구 섹션들은 동일한 사출 성형 공구에 형성되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    접합 프로세스에 있어서, 상기 적어도 2개의 하우징 부분들이 상기 사출 성형 공구 섹션들의 각각의 공구 부분에 잔류하는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    적어도 2개의 사출 성형 공구 섹션들의 상기 공구 부분들은, 상기 하우징 부분들이 사출 성형되는 사출 위치와, 각각의 상기 하우징 부분 내에 상기 적어도 하나의 인터쿨러가 삽입되는 삽입 위치와, 상기 하우징 부분들이 함께 접합되도록 접합 구역들에서 가열되는 가열 위치와, 상기 하우징 부분들이 상기 하우징을 형성하도록 상기 접합 구역들에서 접합되는 접합 위치 사이에서 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 사출 위치, 상기 삽입 위치, 상기 가열 위치 및 상기 접합 위치는 동일한 사출 성형 공구에서 구현되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    함께 접합될 상기 하우징 부분들의 접합 구역들은 적어도 하나의 가열 요소에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    접합 프로세스는 고온 가스 접합으로 구성되고, 고온 가스는 각각의 가열 요소로부터 유출하여 접합 구역에 작용하며,
    접합 프로세스는 NIR 접합으로서 구성되고, 적외선은 각각의 가열 요소로부터 방출되어 접합 구역들에 작용하는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징 부분들을 접합할 때, 상기 하우징 부분들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 인터쿨러와 함께 접합되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    적어도 2개의 사출 성형 공구 섹션들의 상기 공구 부분들은,
    상기 하우징 부분들이 사출 성형되는 사출 위치와;
    각각의 상기 하우징 부분 내에 상기 적어도 하나의 인터쿨러가 삽입되는 삽입 위치와;
    상기 하우징 부분들이 함께 접합되도록 접합 구역들에서 가열되는 가열 위치와;
    상기 하우징 부분들이 상기 하우징을 형성하도록 상기 접합 구역들에서 접합되는 접합 위치 사이에서 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 부분들을 접합할 때, 상기 하우징 부분들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 인터쿨러와 함께 접합되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    접합 중에, 상기 하우징 부분들은 상기 인터쿨러의 적어도 하나의 구성요소 부분을 둘러싸고, 상기 구성요소는 하우징 밖으로 빠져나오고 이에 접합됨으로써, 각각의 구성요소 부분은 시일링되는 방식으로 상기 하우징 밖으로 빠져나오는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인터쿨러가 삽입되는 신기(fresh air) 채널 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 부분들은 각각의 사출 성형 공구 섹션에서 사출 성형되고,
    상기 적어도 두 개의 사출 성형 공구 섹션들은 동일한 사출 성형 공구에 형성되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    접합 중에, 상기 하우징 부분들은 상기 인터쿨러의 적어도 하나의 구성요소 부분을 둘러싸고, 상기 적어도 하나의 구성요소는 하우징 밖으로 연장되어 이에 접합됨으로써, 적어도 하나의 구성요소 부분은 시일링되는 방식으로 상기 하우징 밖으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인터쿨러가 삽입되는 신기 채널 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는, 인테이크 모듈을 제조하는 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
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