KR102251475B1 - 고압 유체 계량용 밸브 - Google Patents

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슈테파니 카펙
구이도 필그람
랄프 크로머
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 고압 유체를 계량하기 위한 밸브에 관한 것이며, 상기 밸브는 유체 공급 라인(17)의 연결 소켓(18) 내로 삽입될 수 있는 삽입 연결부(14)와, 상기 삽입 연결부(14) 상에 배치되는 실링 어셈블리(20)를 포함하고, 상기 실링 어셈블리는 탄성 변형 가능한 실링 링(21) 및 플라스틱 소재의 지지 링(22)을 구비하며 삽입 연결부(14) 상에 제공되는 반경 방향 지지 견부(16) 상에 지지되고 연결 소켓(18)에 대해 밀봉한다. 한편으로는 지지 링(22)과 다른 한편으로는 삽입 연결부(14) 및/또는 연결 소켓(18) 사이의 반경 방향 갭들이 생기고, 상기 갭 내로 실링 링(21)이 고압 하에 압출되어 손상되는 것을 방지하기 위해, 실링 링(21)과 지지 견부(16) 사이에 배치되는 지지 링(22)은 탄성 변형 가능한 플라스틱 재료로 구성되고, 실링 링(21) 상에 작용하는 유체 압력 하에 삽입 연결부(14) 및 연결 소켓(18) 상에 갭 없는 반경 방향 지지를 실현하는 탄성 변형으로 변형되도록 형성된다.

Description

고압 유체 계량용 밸브{VALVE FOR THE METERING OF HIGHLY PRESSURIZED FLUID}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따르는 고압 상태에 있는 유체를 계량하기 위한 밸브에 관한 것이며, 유동하는 매체에 대한 상위 개념인 유체는 유동학에 따라서 기체 및 액체에 대해 사용된다.
내연기관의 연소실 내로 고압 연료를 분사하기 위한 공지된 분사 밸브(DE 101 06 168 A1)는 분사 밸브의 내부로 연료 공급을 위해 사용되는 삽입 연결부를 포함하며, 이 삽입 연결부는 연료 공급 라인의 대응하는 연결 소켓 내로 삽입될 수 있다. 삽입 연결부 상에 배치되는 실링 어셈블리에 의해, 삽입 연결부는 연결 소켓에 대해 밀봉된다. 연료 공급 라인은 복수의 분사 밸브로 연료를 분배하는 통상 복수의 연결 소켓을 포함한다. 실링 어셈블리는 삽입 연결부 상에 고정된 하나의 중간 또는 지지 링과, O-링으로서 구현된 2개의 실링 링을 포함하고, 실링 링들은 중간 또는 지지 링의 상부 및 하부에서 삽입 연결부 상에 놓인다. 중간 또는 지지 링은 바람직하게는 삽입 연결부 상에 성형되며, 그 외주와 연결 소켓의 내벽 사이에 반경 방향 갭이 남도록 치수 설계된다. 실링 링들 중 하나는 중간 또는 지지 링의 하부에 배치되고 다른 하나는 중간 또는 지지 링의 상부에 배치된다. 공급 라인 및 연결 소켓 내 연료 압력에 의해, 상부 실링 링은 축 방향에서 중간 또는 지지 링 상으로 가압되고, 하부 실링 링은 축 방향에서 지지 견부 상으로 가압되며, 지지 견부는 중간 또는 지지 링으로부터 떨어져 있는 하부 실링 링의 측에서 플라스틱 인서트 몰딩(plastic insert molding)에 의해 삽입 연결부 상에 형성된다. 이 경우, 2개의 실링 링은 반경 방향에서 연결 소켓의 내벽에 대해 밀봉한다.
또한, 실링 어셈블리에 O-링으로서 형성된 하나의 실링 링만을 설치하고 삽입 연결부 상의 지지 견부와 실링 링 사이에 지지 링을 배치하는 것도 공지되어 있다. 지지 링은 조립을 위해 슬롯을 포함하고, 연결 소켓 내로 삽입 연결부를 삽입할 때 그 외부 링 면이 연결 소켓의 소켓 벽에 지지된다. 그 결과, 지지 링의 내부 링 면과 삽입 연결부 사이에 반경 방향 갭이 형성된다.
연료 압력 하에 지지 링 상에 가압되는 실링 링은 한편으로는 지지 링과 삽입 연결부 사이의, 그리고 다른 한편으로는 지지 링과 연결 소켓 사이의 반경 방향 갭 내로 장시간 압출되고 그 결과로 장시간 그 실링 기능이 저하되거나 심지어는 소실되는 정도로까지 손상되는 것으로 나타났다.
본 발명의 과제는, 지지 링의 탄성 변형에 의해 삽입 연결부와 지지 링과 연결 소켓 사이의 모든 반경 방향 갭이 제거됨으로써 실링 링의 모든 갭 압출 및 그에 따른 손상이 배제되고 유체 공급 라인과 분사 밸브 간의 유체 시일의 유효수명이 훨씬 증가되는 밸브를 제공하는 것이다.
청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 밸브는, 분사 밸브의 작동 개시에 따라, 유체 압력으로 하중을 받는 실링 링에 의해 실현되는 지지 링의 탄성 변형에 의해, 삽입 연결부와 지지 링과 연결 소켓 사이의 모든 반경 방향 갭이 제거됨으로써 실링 링의 모든 갭 압출(gap extrusion)과 이에 수반되는 실링 링의 손상은 확실히 배제되며 그에 따라 유체 공급 라인과 분사 밸브 간의 유체 시일의 유효수명이 훨씬 증가된다는 장점을 갖는다.
추가 청구항들에 제시된 조치들에 의해, 청구항 제 1 항에 제시된 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.
본 발명의 한 바람직한 실시형태에 따라, 갭 폐쇄를 위해 필요한 지지 링의 탄성 변형은 지지 링의 구조적인 형상에 의해 제공된다. 상기 구조적인 형상은, 지지 링이 서로 평행한 2개의 원뿔대형 단부면뿐만 아니라 외부 및 내부 링 면도 포함하고, 이들 링 면 중 하나의 링 면은 원통형으로 형성되고, 다른 링 면은 원추형으로 형성됨으로써, 상기 링 면들에 의해 한정되는 두 원뿔대형 단부면 중 하나의 단부면은 다른 단부면보다 면적이 더 작고, 실링 링과 지지 견부 사이에서 삽입 연결부 상에 지지 링의 배치는, 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면이 지지 견부를 향하도록 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 구조적인 형상에 의해, 분사 밸브가 작동 개시되고 이에 따라 유체 공급 라인 및 연결 소켓 내의 유체 압력이 상승할 때, 지지 링은 실링 링을 통해 그 원통형 링 면으로 연결 소켓 또는 삽입 연결부를 따라서 지지 견부를 향해 변위됨으로써 그 원추형 링 면으로 삽입 연결부 또는 연결 소켓에 가압된다.
외부 링 면이 원통형이고 내부 링 면이 원추형이어서, 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면은 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면보다 더 작은 중앙 원추형 개구부를 포함한다면, 압력 하중을 받지 않은 지지 링은 면적이 더 작은 단부면 내에서 더 큰 원추형 개구부를 에워싸는 원추형 테두리(conical edge)로 지지 견부 상에 지지되며, 그리고 압력 하중 동안에는, 지지 링이 축 방향에서 지지 견부 상에 지지되어 삽입 연결부 상에, 그리고 실링 링에 가까운 자신의 영역에서 연결 소켓 상에 각각 반경 방향으로 갭 없이 가압될 때까지, 외부에서 연결 소켓을 따라서 지지 견부의 방향으로 접힌다.
대안으로서, 내부 링 면이 원통형이고 외부 링 면이 원추형이어서, 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면은 면적이 더 큰 단부면에 비해 더 작은 외경을 갖는다면, 하중을 받지 않는 지지 링은 면적이 더 작은 그 원뿔대형 단부면의 외부 테두리로 지지 견부 상에 지지되며, 그리고 유체 압력의 상승에 따라, 지지 링이 축 방향에서 지지 견부 상에 지지되어 연결 소켓 상에, 그리고 실링 링에 가까운 자신의 영역에서 삽입 연결부 상에 각각 반경 방향으로 갭 없이 가압될 때까지, 내부에서 삽입 연결부를 따라서 지지 견부의 방향으로 접힌다.
본 발명의 한 바람직한 실시형태에 따라서, 지지 링의 상기 구조적인 형상의 경우, 지지 링의 치수는, 내부 링 면과 삽입 연결부 사이에, 또는 외부 링 면과 연결 소켓 사이에, 연결 소켓 내로 삽입 연결부의 조립을 수월하게 하는 작은 반경 방향 갭이 생성되도록 선택된다.
본 발명의 한 추가 실시형태에 따라서, 지지 링은 종래의 방식으로 링 축에 대해 수직으로 연장되는 2개의 환형 단부면뿐만 아니라, 원주 방향의 내부 및 외부 링 면도 포함하며, 이들 링 면은 서로 평행하게 연장되면서 두 단부면을 한정한다. 지지 링의 필요한 변형은 재료 선택에 의해, 즉 지지 링이 FKM 탄성 중합체로 제조됨으로써 제공된다. 상승하는 유체 압력에 의해 야기되어 지지 링 상에 위치하는 실링 링을 통해 이루어지는 축 방향 힘 전달은 지지 링의 탄성 변형을 실현하고, 힘의 반경 방향 편향에 의해 삽입 연결부 및 연결 소켓 상에 지지 링의 갭 없는 지지를 실현한다.
본 발명의 한 바람직한 실시형태에 따라서, 실링 링을 향해 있는 지지 링의 단부면은 원주 방향의 함몰부를 구비하며, 이 함몰부는 압력 하중을 받지 않은 실링 링의 윤곽에 매칭된다. 그 결과, 유체 압력이 낮을 때도, 실링 링과 지지 링은 형상 끼워맞춤 방식으로 접촉하고 지지 링의 탄성 변형을 위해 지지 링 내로 힘 전달을 실현한다.
본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 하기에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 유체 공급 라인에 연결되어 유체를 계량하기 위한 밸브를 도시한 부분 단면 측면도이다.
도 2는 유체 공급 라인에 압력이 없는 상태에서 도 1의 부분 A를 도시한 확대도이다.
도 3은 압력 하에 놓인 유체 공급 라인에서 도 2에서와 동일한 도면이다.
도 4는 유체 공급 라인에 압력이 없는 상태에서 도 2에 따른 지지 링이 변형된 도 1의 부분 A를 도시한 확대도이다.
도 5는 압력 하에 놓인 유체 공급 라인에서 도 4에서와 동일한 도면이다.
도 6은 유체 공급 라인에 압력이 없는 상태에서 제 2 실시예에 따르는 지지 링을 포함하는 도 1의 부분 A를 도시한 확대도이다.
도 7은 압력 하에 놓인 유체 공급 라인에서 도 6에서와 동일한 도면이다.
도 8은 유체 공급 라인에 압력이 없는 상태에서 도 6에 따른 제 2 실시예에 따르는 지지 링이 변형된 도 1의 부분 A를 도시한 확대도이다.
도 9는 압력 하에 놓인 유체 공급 라인에서 도 8에서와 동일한 도면이다.
도 10은 도 2에 따른 제 1 실시예에 따르는 지지 링을 도 2의 화살표 X 방향에서 도시한 저면 사시도이다.
도 11은 도 6에 따른 제 2 실시예에 따르는 지지 링을 도 6의 화살표 XI 방향에서 도시한 평면 사시도이다.
도 12는 유체 공급 라인에 압력이 없는 상태에서 지지 링의 제 3 실시예를 포함하는 도 1의 부분 A를 도시한 확대도이다.
도 13은 압력 하에 놓인 유체 공급 라인에서 도 12에서와 동일한 도면이다.
도 1에 측면도로 도시된, 고압 유체를 계량하기 위한 밸브(10)는 바람직하게는 내연기관의 흡입관 또는 연소실 내로 연료를 분사하기 위한 분사 밸브로서 사용된다. 그러나 밸브는 산화질소의 감소를 목적으로 내연기관의 배기가스관 내로 유체 환원제를 계량 분사하기 위한 계량 밸브로서도 사용될 수 있다. 밸브(10)는 밸브 하우징(11)을 포함하고, 상기 밸브 하우징(11)은 그 계량 측 단부에서 계량 개구부(12)를 포함한 밸브 시트 몸체(13)에 의해 끝난다. 유체를 공급하기 위해, 밸브 하우징(11)의 다른, 인렛 측 단부 내로는 삽입 연결부(14)가 삽입되며, 이 삽입 연결부를 통해 유체는 공지된 방식으로 밸브 부재(15)에 의해 제어되는 계량 개구부(12)로 향하는 밸브 내부에 도달한다. 삽입 연결부(14)는 반경 방향 지지 견부(16)를 구비하며, 유체 공급 라인(17)에 밸브(10)를 연결하기 위해, 유체 공급 라인(17) 상에 형성된 연결 소켓(18) 내로 삽입될 수 있다. 삽입 연결부(14) 상에는 탄성 변형 가능한 실링 링(21)과 플라스틱 소재의 지지 링(22)을 포함하는 실링 어셈블리(20)가 배치된다. 지지 링(22)은 실링 링(21)과 지지 견부(16) 사이에서 삽입 연결부(14) 상에 변위 가능하게 지지된다. 고압 하에 놓인 유체 공급 라인(17)에서, 실링 어셈블리(20)는 축 방향에서 지지 견부(16) 상에 가압되어 반경 방향에서 삽입 연결부(14) 및 연결 소켓(18)에 대해 밀봉한다.
제조 공차 및 조립 공차로 인해, 유체 공급 라인(17) 상에 밸브(10)의 조립 후에, 한편으로는 지지 링(22)과 다른 한편으로는 삽입 연결부(14) 및/또는 연결 소켓(18) 사이에 반경 방향 갭이 남는다. 이런 반경 방향 갭으로 인해, 실링 링(21)의 고압 하중 동안 장시간 반경 방향 갭 내로 실링 링 재료의 압출이 나타나며, 그럼으로써 실링 링(21)은 지속적으로 손상되고 실링 어셈블리(20)는 장시간 그 기능을 상실하게 된다.
상기 반경 방향 갭을 방지하기 위해, 지지 링(22)은 탄성 변형 가능한 플라스틱 재료로 제조되며, 실링 링(21) 상에 작용하는 유체 압력 하에서 탄성 변형됨으로써 지지 링이 반경 방향에서 갭 없이 삽입 연결부(14) 및 연결 소켓(18) 상에 지지되도록 형성된다. 이 경우, 지지 링(22)의 필요한 탄성 변형은 유체 압력에 따라 지지 링(22)의 구조적인 형상에 의해 또는 재료 선택에 의해 제공된다.
도 2 및 도 3에 도시된 지지 링(22)의 제 1 실시예에서, 지지 링(22)의 구조적인 형상, 다시 말하면 지지 링의 윤곽 형성 및 정렬은 갭 없는 지지를 위해 유체 압력 하에 이루어지는 그 변형에 대한 원인이 된다. 지지 링(22)은 서로 평행한 2개의 원뿔대형 단부면(23, 24)뿐만 아니라, 외부 링 면(25) 및 내부 링 면(26)도 포함하며, 상기 링 면들 중 하나의 링 면은 원통형으로 형성되고 다른 링 면은 원추형으로 형성된다. 원추형 연장은, 상기 링 면들(25, 26)에 의해 한정되는 2개의 단부면들(23, 24) 중 하나의 단부면이 다른 단부면보다 면적이 더 작도록 이루어진다. 지지 링(22)은, 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면(24)이 지지 견부(16)를 향하도록, 삽입 연결부(14) 상에 배치된다. 원뿔대형 단부면들(23, 24)의 각각은 135°내지 180°의 각도 범위인, 예컨대 140°인 둔각의 원뿔 꼭지각(α)을 갖는다. 원추형 링 면(25 또는 26)은 0°내지 45°의 각도 범위인, 예컨대 20°인 예각의 원뿔 꼭지각(β)을 갖는다.
도 2 및 도 3에 따르는 지지 링(22)의 제 1 실시예에서, 그리고 도 4 및 도 5에 따르는 지지 링(22)의 변형된 실시예에서, 외부 링 면(25)은 원통형이고, 내부 링 면(26)은 원추형이며, 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면(23)은 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면(24)보다 더 작은 중앙 원추형 개구부(231)를 포함하도록 연장된다. 도 2 및 도 3의 실시예에서, 면적이 더 큰 단부면(23) 내에서 더 작은 원추형 개구부(231)의 내경은 삽입 연결부(14)의 외경과 동일하게, 그리고 지지 링(22)의 외경은 연결 소켓(18)의 내경보다 약간 더 작게 치수 설계되며, 그럼으로써 지지 링(22)과 연결 소켓(18)의 내벽 사이에는, 연결 소켓(18) 내로, 실링 어셈블리(20)를 구비한 삽입 연결부(14)의 삽입을 수월하게 하는 작은 반경 방향 갭(27)이 생긴다. 도 4 및 도 5에 따르는 변형된 지지 링(22)에서는, 동일한 목적을 위해, 지지 링(22)의 외경이 연결 소켓(18)의 내경과 동일하게, 그리고 면적이 더 큰 단부면(23) 내에서 더 작은 원추형 개구부(231)의 내경은 삽입 연결부(14)의 외경보다 약간 더 크게 치수 설계되며, 그럼으로써 삽입 연결부(14)와 지지 링(22) 사이에 작은 반경 방향 갭(28)이 생긴다.
도 2 및 도 3에 따르는 실시예 및 도 4 및 도 5에 따르는 변형된 실시예의 경우, 조립 후에, 그리고 유체 공급 라인(17)에 압력이 없는 상태에서, 지지 링(22)은 면적이 더 작은 단부면(24) 내에서 더 큰 원추형 개구부(241)의 테두리로 지지 견부(22) 상에 지지된다. 외부 링 면(25)은 연결 소켓(18)의 내벽을 따라서 연장된다(도 2 및 도 4). 유체 공급 라인(17)이 압력 하에 있는 경우, 지지 링(22)은 외부에서 지지 견부(16)의 방향으로 접히며, 지지 링 자신이 최종적으로 완전히 축 방향으로 지지 견부(16) 상에 지지될 때까지, 원주 방향으로 연결 소켓(18) 상에 가압되고 더욱더 삽입 연결부(14) 상에 가압된다(도 3 및 도 5). 이 경우 이루어지는 지지 링(22)의 변형은 삽입 연결부(14) 상에 유격 없이 반경 방향으로 지지되게 하며, 실링 링(21)을 향하는 지지 링(22)의 영역에서 연결 소켓(18) 상에 유격 없이 반경 방향으로 지지되게 한다.
도 6 및 도 7에 따르는 지지 링(22)의 제 2 실시예에서뿐만 아니라, 도 8 및 도 9에 따르는 변형된 제 2 실시예에서도, 지지 링(22)의 내부 링 면(26)은 원통형이고 외부 링 면(25)은 원추형이며, 더욱 정확하게 말하면, 면적이 더 작은 단부면(24)이 면적이 더 큰 단부면(23)에 비해 더 작은 외경을 갖도록 형성된다. 도 6 및 도 7의 실시예에서, 지지 링(22)의 내경은 삽입 연결부(14)의 외경과 동일하게 치수 설계되고, 면적이 더 큰 단부면(23)의 외경은 연결 소켓(18)의 내경보다 약간 더 작게 치수 설계된다. 이와 반대로, 도 8 및 도 9에 따르는 변형된 실시예에서는, 면적이 더 큰 단부면(23)의 외경은 연결 소켓(18)의 내경과 동일하게 치수 설계되고, 지지 링(22)의 내경은 삽입 연결부(14)의 외경보다 약간 더 크게 치수 설계된다. 이런 방식으로, 유체 공급 라인(17)에 압력이 없는 상태일 때, 도 6의 실시예에서 지지 링(22)과 연결 소켓(18) 사이에 반경 방향 갭(27)이 존재하고, 도 8의 실시예에서는 지지 링(22)과 삽입 연결부(14) 사이에 반경 방향 갭(28)이 존재하며, 상기 반경 방향 갭들은 각각 연결 소켓(18) 내로 밸브(10)의 조립을 용이하게 하기 위해 사용된다.
유체 공급 라인(17) 상에 밸브(10)의 조립 후에, 하중을 받지 않는 지지 링(22)은 지름이 더 작은 단부면(24)의 외부 에지로 지지 견부(16) 상에 지지된다(도 6 및 도 8). 유체 공급 라인(17) 내의 압력이 증가하는 경우, 지지 링(22)은 삽입 연결부(14)를 따라서 지지 견부(16) 쪽으로 접히며, 그리고 변형 하에, 지지 링의 면적이 더 작은 단부면(24)이 지지 견부(16) 상에 지지되어, 연결 소켓(18) 상으로, 그리고 실링 링(21)으로 향해 있는 그 영역에서는 삽입 연결부(14) 상으로 각각 반경 방향으로 갭 없이 가압될 때까지, 점점 더 외부 링 면(28)으로 연결 소켓(18)으로 가압된다(도 7 및 도 9).
도 2 내지 도 5에서 각각 압력이 없는 상태 및 압력 하중을 받는 상태로 도시되어 있는, 제 1 실시예 및 변형된 제 1 실시예에 따르는 지지 링(22)은 도 10에서 도 2의 화살표 X를 따른 저면 사시도로 도시되어 있다. 도 6 내지 도 9에서 각각 압력이 없는 상태 및 압력 하중을 받는 상태로 도시되어 있는, 제 2 실시예 및 변형된 제 2 실시예에 따르는 지지 링(22)은 도 11에서 도 6의 화살표 방향 XI를 따른 평면 사시도로 도시되어 있다. 지지 링(22)의 축 방향 길이는, 두 실시예의 경우, 삽입 연결부(14)와 연결 소켓(18) 사이의 반경 방향 링 폭의 대략 0.1배 내지 1배에 상응하거나, 또는 삽입 연결부(14)와 연결 소켓(18) 간의 반경 방향 간격에 상응하도록 치수 설계된다.
도 12 및 도 13에서 실링 어셈블리(20) 내에 삽입되는, 제 3 실시예에 따르는 지지 링(22)은, 종래의 방식으로, 링 축에 대해 수직으로 연장되는 2개의 환형 단부면(30, 31)과, 외부 및 내부 링 면(32 및 33)을 포함하며, 상기 링 면들은 서로 평행하게 연장되면서 2개의 환형 단부면(30, 31)을 내부 및 외부에서 한정한다. 바람직하게는, 반경 방향 링 폭은 삽입 연결부(14)와 연결 소켓(18) 간의 반경 방향 간격보다 약간 더 작게 치수 설계된다. 이를 위해, 도 12의 실시예에서, 지지 링(22)의 내경은 삽입 연결부(14)의 외경보다 약간 더 크게 치수 설계되며, 그럼으로써 삽입 연결부(14) 상에는 지지 링(22)을 향한 반경 방향 갭(35)이 생긴다. 한편으로는 지지 링(22)과 다른 한편으로는 삽입 연결부(14) 및/또는 연결 소켓(18) 간의 반경 방향 갭을 폐쇄하기 위해 필요한, 지지 링(22)의 변형은 여기서 지지 링(22)의 재료 선택에 의해 제공된다. FKM 탄성 중합체로 지지 링(22)을 제조하는 경우, 압력 하에 놓인 유체 라인에서, 실링 링(21)을 통해 지지 링(22) 내로 전달되는 압력은 지지 링(22) 내에서 반경 방향 힘으로 변환되며, 이 반경 방향 힘은 반경 방향 갭의 확실한 폐쇄를 달성하기 위해 지지 링(22)을 반경 방향으로 충분히 변형시킨다(도 13). 바람직하게는, 실링 링(21)을 향해 있는 지지 링(22)의 단부면(30) 내에는 원주 방향의 함몰부(34)가 형성되며, 이 함몰부는 압력 하중을 받지 않은 실링 링(21)의 윤곽에 매칭된다. 상기 함몰부(34)에 의해, 낮은 압력에서도 이미 실링 링(21)은 지지 링(22)과 형상 끼워맞춤 방식으로 접촉하며, 이로 인해 초기에 이미, 실링 링(21)을 통해 지지 링(22) 내로 전달된 축 방향 압력이 반경 방향으로 힘 편향된다.
10: 밸브
11: 밸브 하우징
12: 계량 개구부
13: 밸브 시트 몸체
14: 삽입 연결부
15: 밸브 부재
16: 반경 방향 지지 견부
17: 유체 공급 라인
18: 연결 소켓
20: 실링 어셈블리
21: 실링 링
22: 지지 링
23, 24: 원뿔대형 단부면
25: 외부 링 면
26: 내부 링 면
27: 반경 방향 갭
28: 반경 방향 갭
30: 환형 단부면
31: 환형 단부면
32: 링 면
33: 링 면
34: 함몰부
35: 반경 방향 갭
231: 원추형 개구부
241: 원추형 개구부

Claims (16)

  1. 유체 공급 라인(17)의 연결 소켓(18) 내에 삽입될 수 있는 삽입 연결부(14)와, 상기 삽입 연결부(14) 상에 배치된 실링 어셈블리(20)를 포함하고, 상기 실링 어셈블리는 탄성 변형 가능한 실링 링(21) 및 플라스틱 소재의 지지 링(22)을 구비하며, 상기 삽입 연결부(14) 상에 제공된 반경 방향 지지 견부(16) 상에 지지되고 상기 연결 소켓(18)에 대해 밀봉하는, 고압 유체 계량용 밸브에 있어서,
    상기 실링 링(21)과 상기 지지 견부(16) 사이에 배치되는 상기 지지 링(22)은 탄성 변형 가능한 플라스틱 재료로 구성되며, 상기 지지 링(22)은 상기 실링 링(21)에 작용하는 유체 압력 하에서, 상기 삽입 연결부(14) 및 상기 연결 소켓(18) 상에 갭 없는 반경 방향 지지를 실현하는 탄성 변형으로 변형되도록 형성되고,
    상기 지지 링(22)의 필요한 탄성 변형은 상기 지지 링의 구조적인 형상에 의해 제공되고,
    상기 지지 링(22)은 서로 평행한 2개의 원뿔대형 단부면들(23, 24)뿐만 아니라, 외부 및 내부 링 면들(25, 26)도 포함하며, 상기 링 면들 중 하나의 링 면은 원통형으로 형성되고, 다른 링면은 원추형으로 형성됨으로써, 상기 링 면들(25, 26)에 의해 한정되는 상기 2개의 원뿔대형 단부면들(23, 24) 중 하나의 단부면이 다른 단부면보다 면적이 더 작고, 상기 지지 링(22)은, 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면(24)이 상기 지지 견부(16)를 향하도록, 상기 삽입 연결부(14) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 원뿔대형 단부면들(23, 24)의 각각은 135°내지 180° 의 각도 범위인 둔각의 원뿔 꼭지각을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 원추형 링 면(26 또는 25)은 0°내지 45°의 각도 범위인 예각의 원뿔 꼭지각을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 외부 링 면(25)은 원통형이고, 상기 내부 링 면(26)은 원추형으로 연장됨으로써, 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면(23)은 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면(24)보다 더 작은 중앙 원추형 개구부(231)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 더 작은 중앙 원추형 개구부(231)의 내경은 상기 삽입 연결부(14)의 외경과 동일하게 치수 설계되고, 상기 지지 링(22)의 외경은 상기 연결 소켓(18)에 대해 반경 방향 갭(27)을 형성하도록 상기 연결 소켓(18)의 내경보다 더 작게 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 지지 링(22)의 외경은 상기 연결 소켓(18)의 지름과 동일하게 치수 설계되고, 상기 더 작은 중앙 원추형 개구부(231)의 내경은 상기 삽입 연결부(14)에 대해 반경 방향 갭(28)을 형성하도록 상기 삽입 연결부(14)의 외경보다 더 크게 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 내부 링 면(26)은 원통형이고, 상기 외부 링 면(25)은 원추형으로 연장됨으로써, 면적이 더 작은 원뿔대형 단부면(24)은 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면(23)에 비해 더 작은 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지지 링(22)의 내경은 상기 삽입 연결부(14)의 외경과 동일하게 치수 설계되고, 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면(23)의 외경은 상기 연결 소켓(18)에 대해 반경 방향 갭(27)을 형성하도록 상기 연결 소켓(18)의 내경보다 더 작게 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  11. 제 9 항에 있어서, 면적이 더 큰 원뿔대형 단부면(23)의 외경은 상기 연결 소켓(18)의 내경과 동일하게 치수 설계되고, 상기 지지 링(22)의 내경은 상기 삽입 연결부(14)에 대해 반경 방향 갭(28)을 형성하도록 상기 삽입 연결부(14)의 외경보다 더 크게 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  12. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 지지 링(22)의 축 방향 길이는 최대 반경 방향 링 폭의 0.5배 내지 1배와 동일하게 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  13. 유체 공급 라인(17)의 연결 소켓(18) 내에 삽입될 수 있는 삽입 연결부(14)와, 상기 삽입 연결부(14) 상에 배치된 실링 어셈블리(20)를 포함하고, 상기 실링 어셈블리는 탄성 변형 가능한 실링 링(21) 및 플라스틱 소재의 지지 링(22)을 구비하며, 상기 삽입 연결부(14) 상에 제공된 반경 방향 지지 견부(16) 상에 지지되고 상기 연결 소켓(18)에 대해 밀봉하는, 고압 유체 계량용 밸브에 있어서,
    상기 실링 링(21)과 상기 지지 견부(16) 사이에 배치되는 상기 지지 링(22)은 탄성 변형 가능한 플라스틱 재료로 구성되며, 상기 지지 링(22)은 상기 실링 링(21)에 작용하는 유체 압력 하에서, 상기 삽입 연결부(14) 및 상기 연결 소켓(18) 상에 갭 없는 반경 방향 지지를 실현하는 탄성 변형으로 변형되도록 형성되고,
    상기 지지 링(22)은 종래의 방식으로 링 축에 대해 수직으로 연장되는 2개의 환형 단부면들(30, 31) 및 외부 및 내부 링 면들(32, 33)을 포함하고, 상기 링 면들은 서로 평행하게 연장되며 상기 두 단부면들(30, 31)을 한정하고, 상기 지지 링(22)의 필요한 탄성 변형은 재료 선택에 의해 제공되고,
    상기 실링 링(21)을 향해 있는 상기 지지 링(22)의 단부면(30)은, 하중을 받지 않은 상기 실링 링(21)의 윤곽에 매칭되는 원주 방향의 함몰부(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 지지 링(22)은 FKM 탄성 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 지지 링(22)의 반경 방향 링 폭은 상기 삽입 연결부(14)와 상기 연결 소켓(18) 사이의 반경 방향 간격보다 더 작게 치수 설계되어, 반경 방향 갭(35)이 상기 지지 링과 상기 삽입 연결부 사이에 형성되고 상기 반경 방향 갭(35)은 상기 실링 링(21)에 작용하는 유체 압력 하에서, 갭 없는 반경 방향 지지를 실현하도록 크기 설정되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 계량용 밸브.
  16. 삭제
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7156772B2 (ja) * 2016-01-29 2022-10-19 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料噴射弁及び燃料噴射装置
DE102017218002A1 (de) * 2017-10-10 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Entkopplungselement für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
DE102017218007A1 (de) * 2017-10-10 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Entkopplungselement für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
JP6962208B2 (ja) * 2018-01-17 2021-11-05 トヨタ自動車株式会社 密封構造
AT521648B1 (de) * 2018-09-05 2022-01-15 Avl List Gmbh Stützring, Dichtungsvorrichtung, Dichtungsanordnung und längenverstellbares Pleuel für eine Hubkolbenmaschine
DE102018220945A1 (de) * 2018-12-04 2020-06-04 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US11174825B2 (en) * 2019-02-11 2021-11-16 Caterpillar Inc. Seal configuration for fuel injector
DE102019216587A1 (de) * 2019-10-29 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US11754187B2 (en) * 2019-11-26 2023-09-12 Halliburton Energy Services, Inc. Deployable pressure energized sealing backup systems for improved long term reliability
DE102020213354A1 (de) * 2020-10-22 2022-04-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffeinspritzventil

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008238A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Nok Corp 密封装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2851291A (en) * 1954-11-30 1958-09-09 Crane Packing Co Rotary mechanical seal
US3129948A (en) * 1961-11-02 1964-04-21 Menasco Mfg Company Packing gland
CA1034488A (en) * 1975-09-10 1978-07-11 Mcevoy Oilfield Equipment Co. Seal
US4324407A (en) * 1980-10-06 1982-04-13 Aeroquip Corporation Pressure actuated metal-to-metal seal
US4848778A (en) * 1988-12-05 1989-07-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Twist seal for high-pressure vessels such as space shuttle rocket motors
JP3695469B2 (ja) * 1994-11-14 2005-09-14 Ｎｏｋ株式会社 シール装置
JP3218424B2 (ja) * 1996-02-15 2001-10-15 株式会社ボッシュオートモーティブシステム 電磁式燃料噴射弁のシール構造
JP3532714B2 (ja) * 1996-06-21 2004-05-31 Ｎｏｋ株式会社 シール装置
JP3543617B2 (ja) 1998-04-30 2004-07-14 Ｎｏｋ株式会社 密封装置
DE10056038A1 (de) * 2000-11-11 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzanlage
DE10056005A1 (de) * 2000-11-11 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzanlage
DE10106168A1 (de) 2001-02-10 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils in einer Ventilaufnahme
US6640784B1 (en) * 2002-10-09 2003-11-04 Robert Bosch Corporation Spark ignition direct injection system
DE10324792A1 (de) 2003-05-31 2004-12-30 Volkswagen Ag Vorrichtung zur fluiddichten Verbindung von zwei Baugruppen
JP4520729B2 (ja) * 2003-11-25 2010-08-11 トヨタ自動車株式会社 密封装置
JP2005248846A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Bosch Automotive Systems Corp 燃料通路のシール構造及びそのシール構造を備えた燃料噴射弁
US7793944B2 (en) * 2004-12-28 2010-09-14 Nok Corporation Sealing device
JP4805598B2 (ja) * 2005-04-15 2011-11-02 日東工器株式会社 雌雄部材組立体
DE602006005796D1 (de) * 2006-06-01 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Verbinder und Verbundanordnung
EP2112367B1 (en) 2008-04-23 2011-09-14 Continental Automotive GmbH Coupling arrangement and fuel injector
EP2208882A1 (en) 2009-01-14 2010-07-21 Continental Automotive GmbH Fluid injector and fluid injector assembly
EP2284385B1 (en) 2009-07-07 2014-06-25 Continental Automotive GmbH Fuel rail device
JP2011196260A (ja) 2010-03-19 2011-10-06 Keihin Corp 筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置
JP5592741B2 (ja) * 2010-09-24 2014-09-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射弁

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008238A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Nok Corp 密封装置

Also Published As

Publication number Publication date
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JP2016538474A (ja) 2016-12-08
WO2015067389A1 (de) 2015-05-14
JP6356810B2 (ja) 2018-07-11
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EP3066332A1 (de) 2016-09-14
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