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KR20150141973A - 피스톤 펌프, 특히 고압 연료 펌프 - Google Patents

피스톤 펌프, 특히 고압 연료 펌프 Download PDF

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KR20150141973A
KR20150141973A KR1020157029991A KR20157029991A KR20150141973A KR 20150141973 A KR20150141973 A KR 20150141973A KR 1020157029991 A KR1020157029991 A KR 1020157029991A KR 20157029991 A KR20157029991 A KR 20157029991A KR 20150141973 A KR20150141973 A KR 20150141973A
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KR
South Korea
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piston pump
piston
cylinder liner
cup
pump
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Application number
KR1020157029991A
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English (en)
Inventor
지아멘트 플로
안드레아스 플리쉬
미하엘 렌츠
타밈 라티프
슈테판 뵈르너
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 실린더 라이너(32)와, 상기 실린더 라이너(32) 상에 고정되어 밸브 장치(22, 50)를 지지하기 위한 하나 이상의 커플링 부재(46, 48)를 포함하는 피스톤 펌프(24), 특히 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따라 커플링 부재(46, 48)는 관형 슬리브이다.

Description

피스톤 펌프, 특히 고압 연료 펌프{PISTON PUMP, IN PARTICULAR HIGH-PRESSURE FUEL PUMP}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 피스톤 펌프에 관한 것이다.
각각 필요한 연료량을 각각 소정 압력하에 연료 어큐뮬레이터 또는 연료 분배기 내로 송출할 수 있는, 특히 고압 연료 펌프를 포함하는 내연기관용 연료 시스템들은 시장에 공지되어 있다. 예컨대 상기 고압 연료 펌프는 피스톤 펌프로서 구현된다. 이 경우, 캠 또는 밸런스 샤프트 상에 방사 방향으로 안착되는 피스톤에 의해 회전 운동이 상하 운동으로 변환된다. 피스톤의 행정에 의해, 연료는 고압 연료 펌프의 작동 챔버 내에서 압축되고 고압 연료 펌프 또는 연료 시스템의 고압 측으로 송출될 수 있다. 보통 상기 고압 연료 펌프의 실질적인 부재들은 중실형 설계(solid design)로 절삭 및/또는 단조 공정들을 사용해서 제조되며, 그에 상응하게 많은 재료 사용량이 필요하다.
본 발명의 과제는, 특히 간단하면서도 경제적으로 제조될 수 있으면서 그 중량 및 비용은 감소되는 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 피스톤 펌프에 의해 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다. 또한, 본 발명에 중요한 특징들은 하기 기재내용에, 그리고 도면들에 있으며, 특징들은 독자적으로뿐만 아니라 다양하게 조합되어서도 본 발명을 위해 중요할 수 있다.
본 발명은 고압 연료 펌프의 중량이 감소되고 제조 비용이 절감될 수 있다는 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 피스톤 펌프는, 피스톤 펌프 내부의 부재들이 상호 간에 더 잘 유압적으로 연결될 수 있게 한다. 이 경우, 피스톤 펌프의 더 낮은 흡입 손실뿐만 아니라 피스톤 펌프의 작동 챔버의 더 나은 충전이 주어질 수 있다. 그 결과, 피스톤 펌프의 내부에서 증기 형성이 감소될 수 있으며, 그럼으로써 상대적으로 더 낮은 피스톤 낌(jamming) 위험이 나타날 수 있다. 경우에 따라서, 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 예비 압력은 감소될 수 있다. 또한, 피스톤 펌프는 비교적 큰 연료 체적을 에워싸며, 그럼으로써 피스톤 펌프의 저압 영역 내에서 유압 맥동이 감쇠될 수 있게 된다. 또한, 작동 동안, 피스톤 펌프의 피스톤 및 그 실린더 라이너의 실질적으로 균일한 가열이 이루어진다. 그 결과, 마찬가지로 감소되는 피스톤 낌 경향이 달성된다. 또한, 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 상대적으로 더 적은 비율의 절삭 제조 단계들로 제조될 수 있다. 피스톤 펌프의 부재들은 보통 비교적 간단하게 제조되는 선삭 부품으로서 또는 박판 딥드로잉 부품으로서 구현될 수 있다.
본 발명은, 실린더 라이너와, 상기 실린더 라이너 상에 고정되어 상기 실린더 라이너와 기능 장치, 특히 밸브 장치와 연결하기 위한, 더 정확하게 말하면 특히 실린더 라이너의 종축에 대해 직각인 방향으로 연결하기 위한 하나 이상의 커플링 부재를 포함하는 피스톤 펌프, 특히 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따라 하나 이상의 커플링 부재는 관형 슬리브이다. "관형 슬리브"라는 표현은 본 발명에 따라 커플링 부재가 축 방향으로 다양하게 형성되는 섹션들을 포함할 수 있다는 것을 포함한다. 예컨대 커플링 부재는 제 1 축 방향 영역에 걸쳐서 실질적으로 원통형으로 구현되고 제 2 축 방향 영역에 걸쳐서는 실질적으로 원추형 등으로 구현될 수 있다. 커플링 부재가 중실형 구조로서가 아니라 관형 슬리브로서 구현되기 때문에, 상당한 중량 감소 외에도 동시에 피스톤 펌프 내 (실린더 라이너 및 커플링 부재의 외부에) 존재하는 연료 체적이 확대될 수 있으며, 그럼으로써 앞서 설명한 장점들이 주어진다. 그 결과, 피스톤 펌프는 특히 간단하게, 그리고 동시에 강성으로 제조될 수 있으며, 필요한 원료 비율은 대폭 감소된다. 바람직하게는 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 실린더 라이너도 실질적으로 관형인 슬리브로서 구현되며, 그럼으로써 피스톤 펌프의 상호 간에 연결되는 부재들 중 다수는 공통의 "슬리브 구조"로서 구현된다. 예컨대 2개의 커플링 부재가 실린더 라이너와 연결된다. 피스톤 펌프는 바람직하게는 예컨대 자동차에서 내연기관을 위한 연료 시스템 내의 고압 연료 펌프로서 사용될 수 있다.
특히 실린더 라이너는 커플링 부재와 용접될 수 있다. 예컨대 용접 시임들(welding seam)은 커패시터 방전 용접에 의해 제조될 수 있으며, 그럼으로써 내구성이 있으면서 특히 경제적인 연결부가 주어진다. 이에 대한 대안적 연결 기술들은 레이저 용접 및 납땜이다. 압착도 가능하다.
또한, 밸브 장치는 연료량 제어 밸브(fuel amount control valve) 및/또는 아웃렛 밸브를 포함할 수 있다. 이 경우, 연료량 제어 밸브 및 아웃렛 밸브는 관형 슬리브로서 구현되는 커플링 부재 상에 또는 내에 배치된다. 연료량 제어 밸브 또는 아웃렛 밸브 또는 이 두 밸브의 통합에 의해, 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 특히 조밀하게 형성된다. 그 결과, 피스톤 펌프의 중량 및 연료 시스템의 전체 비용은 감소될 수 있다.
본 발명의 한 구현예에서, 피스톤 펌프는, 하나 이상의 커플링 부재와 유체 밀봉 방식으로 연결되는 외피 섹션을 구비한 컵 모양 하우징을 포함한다. 예컨대 연결은 마찬가지로 특히 커패시터 방전 용접 방법에 의해 용접 시임들을 통해 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 컵 모양 하우징은 딥드로잉 부품으로서 구현될 수 있으며, 그럼으로써 비교적 적은 중량과 낮은 제조 비용이 주어질 수 있다. 그럼에도, 컵 모양 하우징은 고압 연료 펌프의 비교적 거친 작동에 대한 충분한 강성을 갖는다. 하우징의 외피 섹션은 예컨대 커플링 부재의 각각의 축 방향 단부 섹션과 연결된다.
추가적으로, 컵 모양 하우징은 피스톤 펌프의 유입 개구부와 유압적으로 연결되는 공동부를 한정할 수 있다. 피스톤 펌프의 컵 모양 하우징으로 인해 공동부는 비교적 큰 체적을 포함할 수 있다. 유입 개구부와 공동부의 연결에 의해, 공동부는 바람직하게는 저압 영역 내에서 피스톤 펌프의 유압 맥동 감쇠에 기여할 수 있다.
본 발명의 한 추가 구현예에서, 피스톤 펌프는 경우에 따라 다수 부분으로 이루어진 플랜지 섹션을 포함하며, 상기 플랜지 섹션은 컵 모양 하우징을 외부를 향해 밀폐하면서 피스톤 스프링을 위한 카운터 베어링으로서, 그리고 피스톤 시일을 위한 홀더로서 사용된다. 플랜지 섹션은 바람직하게는 피스톤 펌프의 컵 모양 하우징의 단부 섹션 상에 배치되며, 이 단부 섹션은 피스톤 펌프를 지지하는 내연기관의 장착 구조부(mounting structure)를 향해 있다. 그러므로 플랜지 섹션에 의해 컵 모양 하우징이 유체 밀봉 방식으로 밀폐될 수 있을 뿐만 아니라, 플랜지 섹션은 피스톤 스프링을 위한 카운터 베어링으로서, 그리고 피스톤 시일을 위한 홀더로서 동시에 이용될 수 있다. 그 결과, 피스톤 펌프는 특히 간단하고 경제적으로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라, 컵 모양 하우징 및/또는 플랜지 섹션은, 인발, 및/또는 엠보싱, 및/또는 굽힘 가공된 박판들을 사용해서, 또는 사출 성형 부품으로서 구현될 수 있다. 이런 구조적 가능성들에 의해, 컵 모양 하우징 및 플랜지 섹션 각각은 특히 간단하게 적은 중량으로, 그리고 더구나 경제적으로 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 실린더 라이너의 축 방향 단부 섹션은 공급 연결편(supply connection piece)으로서 형성된다. 바람직하게는 공급 연결편은 실린더 라이너의 종축의 방향으로 구현된다. 그 결과, 공급 연결편은, 예컨대 용접에 의해, 컵 모양 하우징의 축 방향 단부 섹션("단부면")과 직접 연결될 수 있다. 공급 연결편의 형성에 의해, 피스톤 펌프의 비용 장점들 및 그 부품 개수의 감소가 주어질 수 있다. 그 밖에도, 기능상 장점들도 주어지는데, 그 이유는 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 안정성이 증가될 수 있기 때문이다. 특히 컵 모양 하우징의 외피 섹션들과 커플링 부재들 사이의 용접 시임들의 하중은 현저히 감소될 수 있으며, 그럼으로써 피스톤 펌프의 피로 한계도 개선될 수 있다. 또한, 특히 컵 모양 하우징의 단부면 상에서 진동들이 감소되며, 그에 따라 음향도 개선될 수 있다.
추가적으로, 공급 연결편은 하나 이상의 방사 방향 보어를 통해 공동부와 연결될 수 있다. 그 결과, 간단하지만, 동시에 효과적인 방식으로 컵 모양 하우징에 의해 형성되는 공동부는 바람직하게 유압 압력 감쇠를 위해 사용될 수 있으며, 그럼으로써 피스톤 펌프의 작동 동안 압력 맥동도 감소될 수 있다.
하기에서는 본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 내연기관용 연료 송출 장치를 간소화하여 도시한 개략도이다.
도 2는 연료 송출 장치의 피스톤 펌프의 제 1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 하부 영역을 도시한 확대도이다.
도 4는 도 2의 중앙 영역의 부재들을 도시한 확대도이다.
도 5는 연료 송출 장치의 피스톤 펌프의 제 2 실시예를 도시한 단면도이다.
모든 도면에서 기능이 동등한 부재들 및 변수들은 상이한 실시예들에서도 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1에는, 도시되지 않은 내연기관을 위한 연료 송출 장치(10)가 매우 간소화된 도면으로 도시되어 있다. 연료는 연료 탱크(12)로부터 흡입 라인(14)을 경유하고 예비 송출 펌프(16)에 의해 저압 라인(18)을 경유하며, 그리고 전자기 작동 장치(20)("전자석")에 의해 작동될 수 있는 연료량 제어 밸브(22)를 통해 [이하 피스톤 펌프(24)라고 하는] 고압 연료 펌프에 공급된다. 하류에서 피스톤 펌프(24)는 고압 라인(26)을 통해 고압 어큐뮬레이터(28)("커먼레일")에 연결된다.
또한, 피스톤 펌프(24)의 하우징(36), 실린더 라이너(32), 상기 실린더 라이너(32) 내에 배치된 피스톤(30), 및 상기 실린더 라이너(32)에 의해 에워싸인 작동 챔버(34), 그리고 피스톤(30)의 축 방향 단부 섹션(38)에 작용하는 캠 디스크(40)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 예컨대 피스톤 펌프(24)의 밸브들과 같은 기타 부재들은 도 1에 도시되어 있지 않다. 전자기 작동 장치(20)는 제어 및/또는 조절 장치(42)에 의해 제어된다.
자명한 사실로서, 연료량 제어 밸브(22)는, 하기 도 2 내지 도 5에서 여전히 도시되는 것처럼, 피스톤 펌프(24)를 포함하는 구조 유닛으로서도 형성될 수 있다. 예컨대 연료량 제어 밸브(22)는 피스톤 펌프(24)의 강제 개방형 인렛 밸브일 수 있다.
연료 송출 장치(10)의 작동 동안, 예비 송출 펌프(26)는 연료 탱크(12)로부터 저압 라인(18) 내로 연료를 송출한다. 이 경우, 연료량 제어 밸브(22)는 작동 챔버(34)에 공급되는 연료량을 제어한다. 연료량 제어 밸브(22)는 각각 필요한 연료에 따라서 폐쇄되고 개방될 수 있다. 연료는 예컨대 가솔린 또는 디젤 연료이다.
도 2에는, 도 1에 따른 연료 송출 장치(10)의 피스톤 펌프(24)의 제 1 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 피스톤 펌프(24)는 컵 모양으로 구현된 하우징(36)을 포함하며, 이 하우징은 피스톤 펌프(24)의 추가 부재들을 에워싼다. 본 실시예에서, 컵 모양 하우징(36)은 인발, 엠보싱 및 굽힘 가공된 박판 부품으로서 구현되며, 이런 박판 부품은 종래의 고압 연료 펌프들의 고정 플랜지 및 "커버"의 기능들을 모두 갖추고 있다. 대안으로, 컵 모양 하우징(36)은 사출 성형 부품으로서 구현될 수 있다. 피스톤 펌프(24)는 도면에서 수직인 종축(44)을 중심으로 실질적으로 회전 대칭으로 구현된다.
도 2에서 피스톤 펌프(24)의 중앙 영역에는 실린더 라이너(32)가 배치되며, 더욱 정확하게 말하면 피스톤 펌프(24)의 종축(44)에 대해 동축으로 배치된다. 피스톤(30)은 실린더 라이너(32) 내에서 수직 이동 가능하다. 도면의 좌측 또는 우측에서, 실린더 라이너(32)의 방사 방향 개구부들(도면부호 없음)에는 제 1 커플링 부재(46) 또는 제 2 커플링 부재(48)가 배치된다.
방사 방향 개구부들뿐만 아니라 제 1 및 제 2 커플링 부재(46 및 48)는 종축(44)에 대해 직각으로 배열되는 횡축(52)과 관련하여 실질적으로 회전 대칭으로 구현되며, 실질적으로 관형 슬리브들의 기하구조를 갖는다. 특히 커플링 부재들(46 및 48)은 방사 방향 내부의 공동부를 각각 포함하며, 각각 실린더 라이너(32)를 향해 있는 단부 섹션 상에 실질적으로 원추형인 기하구조를 갖는다. 원추형 단부 섹션 상에서 방사 방향 외부에 제 1 및 제 2 커플링 부재(46 및 48)는, 도 4에서 훨씬 더 상세하게 설명되는 것처럼, 실린더 라이너(32)의 개구부들의 원주를 따라 연장되는 가장자리 섹션과 각각 유체 밀봉 방식으로 용접된다. 본 실시예에서, 실린더 라이너(32), 및 이 실린더 라이너와 연결되는 커플링 부재들(46 및 48)은 함께 "슬리브 구조"라고도 한다.
제 1 커플링 부재(46) 상에 또는 부분적으로 그 내에, 기능 부재로서 피스톤 펌프(24)의 제 1 밸브 장치, 본 실시예에서는 아웃렛 밸브(50)가 배치된다. 제 2 커플링 부재(48) 상에 또는 부분적으로 그 내에, 기능 부재로서 제 2 밸브 장치, 본 실시예에서는 연료량 제어 밸브(22)가 배치된다. 아웃렛 밸브(50)와 연료량 제어 밸브(22)는 마찬가지로 횡축(52)과 관련하여 실질적으로 회전 대칭인 기하구조를 갖고, 커플링 부재들(46 및 48) 내로 압입되고 그에 따라 용접된다. 컵 모양 하우징(36)의 바닥부에는 저압 라인(18)에 연결을 위한 중앙 유입 개구부(37)가 제공된다.
컵 모양 하우징(36)은 축 방향에서 대략 중앙 영역에 도면에서 좌측의 외피 섹션(36a)을 포함하며, 이 외피 섹션은 제 1 커플링 부재(46)와 유체 밀봉 방식으로 연결되며, 예컨대 용접된다. 그러나 제 2 커플링 부재(48)는 중간 부재(53)에 의해 컵 모양 하우징(36)의 대응하는 우측 외피 섹션(36b)과 유체 밀봉 방식으로 연결되며, 예컨대 용접된다. 중간 부재(53)는 방사 방향 내부의 공동부와 이 공동부에 연결된 2개의 방사 방향 개구부(68a 및 68b)를 포함한다.
중간 부재(53)는 마찬가지로 횡축(52)에 대해 실질적으로 회전 대칭으로 구현되며, 제 2 커플링 부재(48)의, 도면에서 우측에 있는 방사 방향 외부의 단부 섹션과 연결되며, 예컨대 압착되거나 용접된다. 이런 점에 한해, 대개, 중간 부재는 커플링 부재(48)에 속하는 부분으로서 간주되고 경우에 따라서는 심지어 상기 커플링 부재와 함께 일체형 커플링 부재를 형성할 수 있다고도 말할 수 있다. 연료량 제어 밸브(22)의, 도면에서 좌측에 있는 단부 섹션은 중간 부재(53)의 공동부를 통해 돌출하며 제 2 커플링 부재(48)의 방사 방향 내부의 벽면과 연결된다.
도 2의 도면에서 하부에 위치하는, 컵 모양 하우징(36)의 단부 섹션 상에는 여러 부분으로 이루어진 플랜지 섹션이 배치된다. 여러 부분의 플랜지 섹션은 시일 지지부(54)로서 형성된 제 1 플랜지 섹션과, 시일 홀더(56)로서 구현된 제 2 플랜지 섹션과, 내부의 플랜지 섹션(58)을 포함한다. 시일 지지부(54), 시일 홀더(56) 및 내부 플랜지 섹션(58)은 각각 마찬가지로 종축(44)과 관련하여 실질적으로 회전 대칭으로 구현된다. 여러 부분의 플랜지 섹션은 특히 종래의 고압 연료 펌프의 "고객 맞춤 연결부(customer connection)"에 상응하며, 그럼으로써 고압 연료 펌프는 "장착 구조부" 내에, 예컨대 내연기관의 실린더 헤드 내에 수용될 수 있다.
본 실시예에서, 여러 부분의 플랜지 섹션의 부재들은 인발, 또는 엠보싱 및 굽힘 가공된 박판들("딥드로잉 부품")을 사용해서 제조된다. 여러 부분의 플랜지 섹션이 피스톤 펌프(24)의 저압 영역을 한정하기 때문에, 그 부재들은 비교적 얇고 경량으로 구현된다. 대안으로서, 상기 부재들은 사출 성형 부품으로서 구현될 수 있다.
3개의 상기 부재는 적어도 쌍을 이루어 상호 간에 접촉하거나, 또는 적어도 부분적으로 그리고 쌍을 이루어 압력 끼워 맞춤 결합 방식 또는 재료 결합 방식으로 상호 간에 연결된다. 특히 시일 홀더(56)는 방사 방향 내부의 영역에서 환형 디스크로서 구현되며, 시일 지지부(54) 및 내부의 플랜지 섹션(58)의 섹션들은 시일 홀더(56) 내에서 중심에 배치되는 구멍을 통해 돌출한다.
시일 지지부(54)의 원주를 따라 연장되는 방사 방향 내부의 스탬핑부 내에는 본 실시예에서 O 링으로서 구현되는 하우징 시일(60)이 배치된다. 이 경우, 시일 홀더(56)는 시일 지지부(54) 내에서 원주를 따라 연장되는 스탬핑부와 함께 방사 방향으로 원주를 따라 연장되는 그루브를 형성하며, 이 그루브 내에 하우징 시일(60)이 형상 끼워맞춤 결합 방식으로 지지된다. 시일 지지부(54)는 도 2에서 하부에 위치하는, 컵 모양 하우징(36)의 단부 섹션과 유체 밀봉 방식으로 연결되며, 본 실시예에서도 용접된다.
도면의 하부 영역에서, 종축(44)에 대해 동심으로, 헬리컬 스프링으로서 구현된 피스톤 스프링(62)이 배치된다. 피스톤 스프링(62)은 부분적으로 시일 지지부(54)의 방사 방향 외부의 섹션 상에 배치된다. 이 경우, 도면에서 상부에 위치하는, 피스톤 스프링(62)의 단부 섹션은 방사 방향으로 연장되는, 시일 홀더(56)의 칼라형 섹션(collar-shaped section) 상에 안착되고, 그에 따라 이 칼라형 섹션은 피스톤 스프링(62)용 카운터 베어링도 형성한다. 도면에서 하부에 위치하는 피스톤 스프링(62)의 단부 섹션은 스프링 시트(64)(spring seat) 상에 안착되며, 이 스프링 시트는 도면에서 하부에 위치하는, 피스톤(30)의 단부 섹션 상에서 압력 끼워 맞춤 결합 방식 또는 재료 결합 방식으로 상기 단부 섹션과 연결된다.
일체형으로 구현되는 피스톤(30)은 실질적으로 3개의 지름(도면부호 없음)을 갖는다. 피스톤(30)의 중앙 영역에서 피스톤(30)은, 실질적으로 실린더 라이너(32)의 내경에 상응하는 비교적 큰 지름을 갖는다. 도면에서 상부 및 하부에 위치하는, 피스톤(30)의 단부 섹션에서 피스톤은 각각 감소된 지름을 갖는다. 피스톤(30)의 하부 단부 섹션은 시일 지지부(54)에 의해 지지되는 피스톤 시일(66)에 의해 방사 방향으로 에워싸이며, 그럼으로써 피스톤 펌프(24)로부터 (미도시한) 장착 구조부 내로 연료의 누출, 또는 반대로 장착 구조부로부터 피스톤 펌프(24) 내로 유동성 매체(예: 엔진 오일)의 누출이 방지되거나, 또는 적어도 최소화될 수 있다.
피스톤 펌프(24)의 작동 중에, 도 1과 유사하게, 연료는 저압 라인(18)으로부터 컵 모양 하우징(36)의 바닥부 내 중앙 개구부(37), 그리고 개구부들(68a 및 68b)을 경유하여 연료량 제어 밸브(22)로 송출되며, 그리고 이 연료량 제어 밸브로부터 작동 챔버(34) 내로, 그리고 마침내 아웃렛 밸브(50)로, 그리고 고압 라인(26) 내로 송출된다.
이 경우, 연료는 중앙 개구부(37)를 통해, 컵 모양 하우징(36) 내에서 도면에서 상부에 위치하는 공동부(70) 내로 유입된다. 컵 모양 하우징(36)은 공동부(70)를 방사 방향에서뿐만 아니라 도면에서는 상부를 향해 한정하며, 시일 지지부(54) 및 시일 홀더(56)는 하부 방향을 향해 상기 공동부를 한정한다. 전체적으로 공동부(70)는 도면에서 커플링 부재들(46 및 48)의 상부에 배치되는 영역["댐퍼 챔버(damper chamber)"]과 도면에서 커플링 부재들(46 및 48)의 하부에 배치되는 영역["단차 챔버(step chamber)"]을 포함한다. 댐퍼 챔버 내에 제공되는 유압 댐퍼는 도 2에, 그리고 하기에 설명되는 도 3 내지 도 5에는 함께 도시되어 있지 않다.
비교적 얇은 벽의 부재들[특히 컵 모양 하우징(36), 실린더 라이너(32), 중간 부재(53) 및 커플링 부재들(46 및 48)]을 포함하는 피스톤 펌프(24)의 도 2에 도시된 실시예로 인해, 공동부(70)는 비교적 큰 연료 체적을 수용할 수 있다. 그 결과, 피스톤 펌프(24)의 다양한 기능 영역들 상호 간의 유압 연결은 개선될 수 있으며, 피스톤 펌프(24)의 작동 중에 유압 압력 맥동은 더 양호하게 감쇠될 수 있다.
또한, 도면들에 도시된 배치 구조는 피스톤 펌프(24)의 작동 중에 특히 비교적 자기 지지형(self-supporting)으로 배치되는 실린더 라이너(32)의 실질적으로 균일하면서도 신속한 온도 제어를 가능하게 한다. 그 결과, 비교적 얇은 벽을 가지며 경량인 하우징(36)을 통한 열 방출은 방지될 수 있다. 그에 따라, 실린더 라이너(32) 내에 피스톤(30)의 재밍(jamming) 위험도 분명하게 감소될 수 있다.
도 3에는, 도 2의 도면에서 하부에 위치하는, 피스톤 펌프(24)의 영역의 확대도가 도시되어 있다. 여기서는, 특히, 본 실시예에서 시일 지지부(54)와, 시일 홀더(56)와, 내부 플랜지 섹션(58)을 포함하는 여러 부분의 플랜지 섹션의 배치 구조가 더 잘 나타난다.
도 4에는, 도 2의 도면에서 중앙 영역의 피스톤 펌프(24)의 부재들의 확대도가 도시되어 있다. 그러나 도 4에는, 상기 부재들 중 몇몇 부재는 더 나은 명확성을 위해 도시되어 있지 않다. 중간 부재(53) 상에는 제 3 방사 방향 개구부(68c)가 나타난다. 전체적으로 중간 부재(53) 또는 제 2 커플링 부재(48)(하기의 도 5 참고)는 3개 또는 4개 이상의 방사 방향 개구부(68a 내지 68c)를 구비하여서도 구현될 수 있다.
커플링 부재들(46 및 48)은 실린더 라이너(32)의 대응하는 개구부들 상에서, 커플링 부재들(46 및 48)의 단부 섹션들 상에 배치되고 방사 방향으로 원주를 따라 연장되는 용접 시임들(80 및 82)에 의해 용접된다. 본 실시예에서, 용접 시임들(80 및 82)은 커패시터 방전 용접에 의해 제조된다. 도 2에서 상기 위치들에서는 실린더 라이너(32)의 개구부들의 가장자리 영역들과 함께 커플링 부재들(46 및 48)의 단부 섹션들의 관통이 나타난다. 적합한 대안적 연결 기술들은 레이저 용접 또는 납땜이다.
또한, 도 4에서, 용접 전극들(미도시)의 연결을 위한 접촉점들(80a 및 82a)은 화살표로 표시되어 있다. 용접 시임들(80 및 82) 및 대응하는 접촉점들(80a 및 82a)을 본 실시예처럼 배치하는 경우, 실린더 라이너(32) 상에 커플링 부재들(46 및 48)의 커패시터 방전 용접은 심지어 단일의 작업 단계에서 수행될 수 있다. 상기 부재들이 경우에 따라 덜 적합하게 배치되는 경우, 용접은 2개의 작업 단계로 이루어지며, 커플링 부재들(46 및 48)은 개별적으로 차례로 실린더 라이너(32) 상에 용접된다.
도 5에는, 연료 송출 장치(10)의 피스톤 펌프(24)의 제 2 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 도 2와 달리, 도 5에는 피스톤 펌프(24)의 몇몇 부재가 도시되어 있지 않다.
본 실시예에서, 실린더 라이너(32)의 축 방향 단부 섹션(72)은 공급 연결편(74)으로서 형성된다. 축 방향 단부 섹션(72)의 방사 방향 외부의 영역은 방사 방향으로 원주를 따라 연장되는 용접 시임(76)에 의해 도면에서 상부에 위치하는, 컵 모양 하우징(36)의 바닥부와 유체 밀봉 방식으로 연결된다. 또한, 실린더 라이너(32)의 축 방향 단부 섹션(72)은 컵 모양 하우징(36)의 내부에서 종축(44)에 대해 횡방향으로 구현되는 관통형 방사 방향 보어(78)를 포함하며, 이 보어에 의해 공급 연결편(74)의 유체 채널은 공동부(70)와 유압적으로 연결된다. 제 1 커플링 부재(46)와 제 2 커플링 부재(48)는, 각각 방사 방향으로 원주를 따라 연장되는 용접 시임(80 및 82)에 의해, 횡축(52)을 중심으로 구현되는 실린더 라이너(32)의 방사 방향 개구부들과 각각 유체 밀봉 방식으로 연결된다. 대안으로서, 용접 시임들(76, 80 및 82)은 납땜 시임들로서도 구현될 수 있다.
전체적으로, 도 5에 따른 피스톤 펌프(24)의 실시예는 특히 높은 기계적 안정성을 갖는다. 이는 특히 실린더 라이너(32)가 축 방향 단부 섹션(72) 상에서 용접 시임(76)에 의해 컵 모양 하우징(36) 상에 단단히 연결되는 것을 통해 주어진다. 그 결과, 피스톤 펌프(24)의 작동 중에 용접 시임들(80 또는 82)의 부하는 비교적 작을 수 있다. 또한, 실린더 라이너(32)가 자신의 축 방향 단부 섹션(72) 상에서 컵 모양 하우징(36)과 강성으로 연결되는 것을 통해, 컵 모양 하우징(36)의 바닥부는 안정화되며, 그럼으로써 컵 모양 하우징(36)의 경우에 따른 진동들이 감소되고 그에 따라 피스톤 펌프(24)의 소음도 감소된다. 도 2와 유사하게, 도 5의 피스톤 펌프(24)도, 공동부(70), 관통형 방사 방향 보어(78), 및 방사 방향 개구부들(68a, 68b 및 68c)로 인해, 저압 영역 내에서 비교적 우수한 유압 압력 감쇠를 나타낸다.
10: 연료 송출 장치
12: 연료 탱크
14: 흡입 라인
16: 예비 송출 펌프
18: 저압 라인
20: 전자기 작동 장치
22: 연료량 제어 밸브
24: 피스톤 펌프
26: 고압 라인
28: 고압 어큐뮬레이터
30: 피스톤
32: 실린더 라이너
34: 작동 챔버
36: 하우징
36a: 좌측 외피 섹션
36b: 우측 외피 섹션
37: 유입 개구부
38: 축 방향 단부 섹션
40: 캠 디스크
42: 제어 및/또는 조절 장치
44: 종축
46: 제 1 커플링 부재
48: 제 2 커플링 부재
50: 아웃렛 밸브
52: 횡축
53: 중간 부재
54: 시일 지지부
56: 시일 홀더
58: 내부 플랜지 섹션
60: 하우징 시일
62: 피스톤 스프링
64: 스프링 시트
66: 피스톤 시일
68a, 68b, 68c: 방사 방향 개구부
70: 공동부
72: 축 방향 단부 섹션
74: 공급 연결편
76: 용접 시임
78: 관통형 방사 방향 보어
80, 82: 용접 시임
80a, 82a: 접촉점

Claims (9)

  1. 실린더 라이너(32)와, 상기 실린더 라이너(32) 상에 고정되며 상기 실린더 라이너(32)와 기능 장치, 특히 밸브 장치(22, 50)를 연결하기 위한 하나 이상의 커플링 부재(46, 48)를 포함하는 피스톤 펌프(24), 특히 고압 연료 펌프에 있어서,
    상기 커플링 부재(46, 48)는 관형 슬리브인 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더 라이너(32)는 상기 커플링 부재(46, 48)와 용접되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  3. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 밸브 장치(22, 50)는 연료량 제어 밸브(22) 또는 아웃렛 밸브(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 피스톤 펌프는, 상기 하나 이상의 커플링 부재(46, 48)와 유체 밀봉 방식으로 연결되는 외피 섹션(36a, 36b)을 구비한 컵 모양 하우징(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 컵 모양 하우징(36)은, 상기 피스톤 펌프(24)의 유입 개구부(37)와 유압적으로 연결되는 공동부(70)를 한정하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 펌프는 경우에 따라 여러 부분의 플랜지 섹션(54; 56; 58)을 포함하며, 상기 플랜지 섹션은 상기 컵 모양 하우징(36)을 밀폐하고 피스톤 스프링(62)용 카운터 베어링으로서 그리고 피스톤 시일(66)용 홀더로서 사용되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 컵 모양 하우징(36) 및/또는 상기 플랜지 섹션(54; 56; 58)은 인발 및/또는 엠보싱 및/또는 굽힘 가공된 박판들을 사용해서, 또는 사출 성형 부품으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 실린더 라이너(32)의 축 방향 단부 섹션(72)은 공급 연결편(74)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 공급 연결편(74)은 하나 이상의 방사 방향 보어(78)를 통해 상기 공동부(70)와 연결되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프(24).
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PA0105 International application

Patent event date: 20151016

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid