KR102615449B1

KR102615449B1 - 펌핑 조립체

Info

Publication number: KR102615449B1
Application number: KR1020160127670A
Authority: KR
Inventors: 제임스 윌모트; 폴 갈랜드
Original assignee: 델피 테크놀로지스 아이피 리미티드
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2023-12-19
Also published as: GB201517506D0; KR20170040758A; EP3153702A1; EP3153702B1

Abstract

왕복운동 플런저와, 스프링 챔버 내의 스프링을 포함하는 펌핑 조립체로서, 상기 스프링의 단부는 플런저와 접촉하지 않는 스프링 시트와 인접함으로써, 스프링 시트에 의한 플런저의 마모 및 파열을 회피하며, 상기 스프링 시트는 상기 플런저 주위에 위치된 제1 부재의 표면에 의해 제공되고, 상기 플런저에는 제2 부재가 고정식으로 부착되고, 예컨대 슈우의 리세스 또는 스피곳의 표면을 포함하는 제1 부재 위치설정 수단은 상기 플런저에 대해 상기 제1 부재를 위치, 바람직하게 중심설정한다.

Description

펌핑 조립체{PUMPING ASSEMBLY}

본 발명은 펌프용 펌핑 조립체, 구체적으로 고압 디젤 연료 펌프용 펌핑 조립체에 관한 것이다.

현재 공지된 펌핑 조립체(2)가 도 1에 도시되어 있으며, 이는 플런저(4)의 형태인 펌핑 요소와, 스프링 챔버(8) 내에 위치된 플런저 리턴 스프링(6)을 포함한다. 구동샤프트 조립체의 캠 로브(80)의 회전은 롤러(14)와 슈우(12)를 통해 플런저(4)에 힘이 전달되게 함으로써, 플런저(4)가 왕복 운동으로 이동하게 하여, 제어 챔버 내의 연료를 가압한다.

캠 로브(80)의 왕복 운동을 플런저(4)에 전달하는 구성요소는 항상 서로 접촉해야 한다. 스프링(6)은 플런저(4) 상에 견고하게 장착된 스프링 시트(10)를 통해 작용함으로써 롤러(14)와 캠 로브(80) 사이의 접촉을 유지한다. 스프링력은 롤러(14)와 캠 로브(80) 사이의 일정한 접촉을 유지하기에 충분히 높아야 한다.

스프링 시트(10)의 부차적인 기능은 스프링(6)의 하단부를 위한 가이드로서 작용함으로써, 스프링(6)의 상단부와 동심원으로 유지하는 것이다.

이러한 종래기술의 실시예에서의 단점은 축방향 힘과 더불어, 스프링 시트(10)와 플런저(4) 사이의 접촉을 통해 스프링(6)이 부하, 즉 반경방향 힘을 플런저(4)에 가할 수 있다는 점이다. 플런저(4)에 가해진 반경방향 힘은 플런저(4)의 마모 그리고 가능하게는 결과적인 용착(seizure)을 야기할 수 있다.

본 발명의 목적은 공지된 실시예에서 일어나는 문제점들을 적어도 완화하는 펌핑 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 제1 관점에서, 청구항 1에 따른 펌핑 조립체를 제공한다.

상기 펌핑 조립체는 제1 부재와 제2 부재를 포함할 수 있으며, 상기 스프링 시트는 상기 제1 부재 상에 제공되고, 상기 제2 부재는 상기 플런저에 고정식으로 부착된다.

상기 제2 부재는 상기 플런저 내에 제공된 그루브 내에 클립 결합될 수 있고, 상기 제2 부재의 아암은 상기 제1 부재 내에 제공된 종방향으로 연장되는 개구 내에서 자유롭게 이동하도록 위치된다.

상기 제1 부재는 펌핑 축(A)에 대해 반경방향으로 연장되는 반경방향 섹션을 포함할 수 있고; 상기 반경방향 섹션은 상기 제2 부재와 상기 하우징부 사이에 위치되고; 그리고 상기 스프링 시트는 상기 반경방향 섹션의 표면에 의해 제공된다.

상기 제1 부재는 상기 반경방향 섹션과의 연결점(junction)으로부터 상기 펌핑 축에 대해 축방향으로 연장되는 축방향 섹션을 더 포함할 수 있고, 상기 축방향 섹션의 표면은 상기 스프링의 단부를 반경방향으로 구속한다.

상기 펌핑 조립체는 상기 제1 부재를 상기 플런저에 대해 위치시키기 위해 제1 부재 위치설정 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우 상에 제공된 그루브 리세스 또는 스피곳(spigot)의 벽 또는 표면을 포함할 수 있다.

상기 그루브 리세스 또는 스피곳의 벽 또는 표면은 상기 슈우의 상부면에 직각인 벽 또는 표면을 포함할 수 있다.

상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우의 상부면 내에 제공되어 상기 롤러로부터 이격된 환형 그루브 리세스를 포함할 수 있고, 상기 그루브 리세스는 상기 플런저에 대해 상기 제1 부재를 중심설정하도록 작용하는 테이퍼면을 포함한다.

변형 실시예에서, 상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우의 상부면 내에 제공된 카운터 특징부(counter feature)를 포함하며, 상기 카운터 특징부는 상기 플런저에 대해 상기 제1 부재를 중심설정하도록 작용하는 테이퍼 벽을 포함한다.

또 다른 변형 실시예에서, 상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우의 상부면 상에 제공된 융기형 스피곳을 포함하고, 상기 스피곳의 외부면은 상기 플런저에 대해 상기 제1 부재를 중심설정하도록 작용한다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 예로서 기술한다.
도 1은 종래기술의 펌핑 조립체의 종단면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 조립체의 종단면도,
도 3 및 4는 도 2의 펌핑 조립체의 부분 상세 종단면도,
도 5는 도 2의 펌핑 조립체의 제1 부재와 제2 부재에 대한 평면도,
도 6은 도 5의 제1 및 제2 부재에 대한 측면도,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슈우의 사시도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슈우의 사시도,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슈우의 사시도,

이하, 본 발명의 실시예는 도면의 배향에 관해 기술된다. 상측, 하측, 위, 아래, 상부, 하부, 수평방향 및 수직방향과 같은 용어는 제한될 의도가 아니다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 조립체(102)가 도 2에 도시되며, 세부도가 도 3 및 4에 제공된다. 펌핑 조립체(102)는 플런저(104)의 형태인 펌핑 요소와, 스프링 챔버(108) 내에 위치된 스프링(106)을 포함한다. 플런저(104)는, 그 제1의, 상단부(150)가 하우징부(190) 내에 위치되고 제2의, 하단부(152)가 슈우(112)에 가장 근접하게 위치되도록 위치된다. 구동샤프트 조립체의 캠 로브(180)의 회전은 롤러(114)와 슈우(112)를 통해 플런저(104)에 힘이 전달되게 한다. 전달된 힘은 플런저(104)가 펌핑 축(A)을 따라 왕복 운동으로 이동하게 한다.

슈우(112)는 슈우 가이드(116)의 공극(160) 내에 위치된다.

시트 가이드 또는 제1 부재(120) 및 플런저 리턴 클립 또는 제2 부재(140)는 플런저(104)의 제2의, 하단부(152) 둘레에 그리고 그를 향해 위치된다.

제1 및 제2 부재(120, 140)는 시트 금속으로 형성될 수 있다. 제1 부재(120)는 딥 드로잉에 의해 측면 개구(후술함) 및 하측 개구를 형성하는 천공부로 형성될 수 있다. 제2 부재(140)는 정밀 블랭크 구성요소(fine blanked component)일 수 있다.

도 3 및 4의 세부도를 참조하면, 제1 부재(120)는 제1의, 상부(122)와 제2의, 하부(136)를 포함한다. 도 2 내지 4에 도시한 실시예에서, 제1의, 상부(122)는 스프링 챔버(108) 내에 위치되고, 제2의, 하부(136)는 슈우 가이드(116)의 공극(160) 내에 적어도 부분적으로 위치된다.

제1 부재(120)의 제1 부분(122)은 축방향 섹션(124)과 반경방향 섹션(126)을 포함한다. 축방향 섹션(124)은 슈우(112)로부터 이격되어, 플런저 축(A)에 대해 축방향으로 연장된다. 반경방향 섹션(126)은 축방향 섹션(124)보다 슈우(112)에 더 근접하고, 축방향 섹션을 갖는 연결점(128)과 제2 부분(136)을 갖는 연결점(128) 사이에서 반경방향으로 연장된다.

반경방향 섹션(126)의 상부면(130)은 스프링(106)을 위한 스프링 시트로서 작용한다. 하우징부(190)로부터 이격된 스프링(106)의 단부(118)는 반경방향 섹션(126)의 상부면(130)에 인접하므로, 스프링(106)의 단부(118)는 반경방향 섹션(126)에 의해 축방향으로 구속된다. 반경방향 섹션(126)과, 그에 따른 상부면(130)은 스프링(106)의 코일보다 큰 반경방향 폭을 가짐으로써, 전체적인 스프링 시트(full spring seat)를 제공한다.

축방향 섹션(124)의 내부면(132)은 스프링(106)의 외경을 반경방향으로 하단부(118)를 향해 구속한다.

제1 부재(120)의 제2의, 하부(136)는 제1의, 상부(122)와의 연결점(134)으로부터 펌핑 축(A)의 방향으로 연장되는 축방향 부재를 포함한다.

슈우(112)에 가장 근접한 플런저(104)의 제2의, 하단부(152)를 향해, 제2 부재(140)를 플런저(104)에 고정식으로 부착하는 제2 부재 위치설정 수단이 제공된다. 도시한 실시예에서, 상기 위치설정 수단은 제2 부재(140)가 클립 결합되는 반경방향 그루브(162)를 포함한다. 따라서, 펌핑 조립체(102)의 작동 동안에, 플런저(104)와 제2 부재(140)는 함께 이동한다.

또한, 제1 부재 위치설정 수단이 제1 부재(120)를 위치설정하도록 제공된다. 도시한 실시예에서, 상기 제1 부재 위치설정 수단은 롤러(114)로부터 이격된 슈우(112)의 상부면(164) 내에 제공된 환형 그루브 리세스(166)를 포함한다. 그루브 리세스(166)는 슈우(112)의 제조 중 밀링 단계에서 추가될 수 있다.

도 4를 참조하면, 그루브 리세스(166)는 테이퍼 표면(170, 172)과, 상기 테이퍼 표면(170, 172)들 사이의 V자의 하부에 있는 평탄 하부면(168)을 포함하는 'V' 형태를 갖는다. 제1 부재(120)의 제2의, 하부(136)의 하측 단부면(138)은 그루브 리세스(166)의 하부면(168)에 대해 인접한다.

그루브 리세스(166)의 테이퍼 측부(170, 172)는 조립 동안에 플런저(104)에 대해 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용한다.

그루브 리세스(166)의 설계는 슈우(112)의 구조적 및 기능적인 완전한 상태에 대한 최소한의 영향을 갖도록 한다.

도 5 및 6은 제1 부재(120)와 제2 부재(140)를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 부재(140)의 메인 외경(154)과 제1 부재(120)의 내경(156) 사이에는 간극(174)이 제공된다.

제2 부재(140)는 3개의 아암(142)을 구비하며, 그 각각은 제1 부재(120)의 제2의, 하부(136) 내에 제공된 대응 개구(138)(그 중 2개가 도 6에 도시됨) 내에 위치된다.

제1 부재(120)의 개구(138)는 펌핑 축(A)에 대해 종방향으로 연장되고, 각각은 제1 부분(122)에 가장 근접한 폐쇄 상단부(146)와, 제1 부분(122)으로부터 이격된 개방 하단부(144)를 갖는다.

각각의 아암과 개구(138)의 측벽(148) 사이에는 원주방향 간극(176)이 제공된다. 또한, 각각의 아암(142)의 상부면(158)과 아암이 위치되는 개구(138)의 상측 폐쇄 단부(146) 사이에는 최소한의 축방향 간극(178)이 존재한다.

간극(174, 176, 178)은 충전 스트로크 상에서 제2 부재(140)와 플런저(104)가 슈우(112)로부터 분리하여 개구(138) 내의 아암(142) 상에 플로팅하게 한다.

제2 부재(140)의 아암(142)의 상부면(158)과 개구(138)의 블라인드 단부(146) 사이의 임의의 접촉 영역은 개구(138)의 블라인드 단부(146)에 제공된 반경(182)에 의해 최소화된다. 따라서, 제2 부재(140)의 아암(142)과 개구(138)의 블라인드 단부(146) 사이의 접촉의 결과로서의 마찰력이 최소화되므로, 스프링(106)에 의해 전달되는 임의의 측면 힘이 플런저(104)에 절대 최소값으로 최소화된다.

제2 부재(140)의 'C' 클립 설계는, 조립 시에만 플런저 환형 그루브(162) 내에 간섭 핏(interference fit)에 있고; 설치 시에 응력을 감소시키도록 부분적으로 간극 핏(clearance fit)이어서 제2 부재(140)를 통해 제1 부재(120)와 플런저(104) 사이의 토크 전달을 부분적으로 방지하도록 재료의 탄성을 이용한다.

본 발명의 제1 실시예의 슈우(112)에서, 도 7에 별개로 도시한 바와 같이, 제1 부재 위치설정 수단은 환형 그루브 리세스(166)에 의해 제공된다. 변형 실시예는 후술하는 바와 같은 변형된 제1 부재 위치설정 수단을 포함할 수 있다.

본 발명에 이용되는 슈우의 제2의, 변형 실시예가 도 8에 도시된다. 제1 실시예와 동일한 방식으로 펌핑 조립체 내에 조립되는 변형 슈우(212)는 조립을 조력하도록 슈우(212)의 상부면(264)을 향해 테이퍼 바디, 즉 벽(292) 테이퍼를 갖는다. 구조적 완전성을 보장하도록 슈우(212)의 상부에는 추가적인 재료가 추가될 수 있다.

변형 슈우(212)는 평탄형 카운터성크면(flat countersunk face)(294)과 테이퍼 벽(296)을 포함하는 카운터 특징부(counter feature)를 갖는다. 조립시에, 제1 부재(140)는 카운터 특징부(294) 내에 위치되며, 제1 실시예의 그루브 리세스와 동일한 방식으로 테이퍼 벽(296)은 제1 부재 위치설정 수단으로 작용하고, 또한 플런저(104)에 대해 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용한다.

본 발명에 이용되는 슈우의 제3 실시예가 도 9에 도시된다. 또한, 제1 및 제2 실시예와 동일한 방식으로 펌핑 조립체 내에 조립되는 변형 슈우(312)의 제3 실시예는 조립을 조력하도록 슈우(312)의 상부면(364)을 향해 테이퍼진 벽(392)을 갖는 테이퍼 바디를 갖는다. 다시, 구조적 완전성을 보장하도록 슈우(312)의 상부에는 추가적인 재료가 추가될 수 있다. 또 다른 변형 슈우(312)가 융기형 스피곳(384)을 구비한다. 조립시에, 제1 부재(120)는 융기형 스피곳(384) 둘레에 위치한다. 스피곳(384)의 외측, 테이퍼면(398)은 제1 부재 위치설정 수단으로 작용하고, 또한 플런저(104)에 대해 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용한다.

본 발명에 따른 슈우의 변형 실시예에서, 제1 부재 위치설정 수단은 테이퍼지는 것 대신에, 슈우의 상부면에 직각인 표면을 갖는 리세스 또는 스피곳을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 실시예에서, 그루브 리세스(166)의 표면(170, 172) 중 어느 하나 또는 그 양자는 슈우(112)의 상부면(164)에 직각인 표면을 포함할 수 있다.

마찬가지로, 슈우(212)의 제2 실시예의 카운터 특징부의 테이퍼 벽(296)은 슈우(212)의 상부면(264)에 직각일 수 있고, 제3 실시예의 스피곳(384)의 외부면(398)은 슈우(312)의 상부면(364)에 직각일 수 있다.

본 발명에서, 스프링 시트는 슈우의 상부 상에 위치되어 플런저와 접촉하지 않으므로, 스프링 시트와의 접촉에 의해 야기되는 플런저의 마모 및 파열에 대한 종래기술의 문제점이 회피된다.

본 발명의 모든 실시예에서, 제1 부재 위치설정 수단은 플런저(104)에 대해 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용하므로, 플런저(104)와 제1 부재(120) 사이의 접촉은 제1 부재(120)를 동심원으로 유지하는데 반드시 필요하지 않다.

또한, 본 발명은 종래기술 실시예보다 상당히 비용 효율적으로 제조된다.

본 발명의 또 다른 이점은, 스프링이 그 외경 상에 안내됨으로써, 스프링의 내부 상의 공간을 해방함에 따라, 소정의 종래기술의 스프링 시트를 구비한 펌프에서 할 수 있는 것보다 더 긴 헤드 터릿이 펌프 내에 피팅될 수 있다는 점이다. 추가로, 연료의 순환 및 접촉면의 윤활을 위해 필요한 개구가 본 발명에서 훨씬 쉽게 제조될 수 있다.

종래기술
2: 펌핑 조립체
4: 플런저
6: 스프링
10: 스프링 시트
12: 슈우
14: 롤러
8: 스프링 챔버
80: 캠 로브
본 발명
102: 펌핑 조립체
104: 플런저
106: 스프링
108: 스프링 챔버
112, 212, 312: 슈우
114: 롤러
116: 슈우 가이드
118: 스프링 단부
120: 제1 부재
122: 제1 부재의 제1의, 상부
124: 제1 부재의 제1 부분의 축방향 섹션
126: 제1 부재의 제1 부분의 반경방향 섹션
128: 축방향/반경방향 섹션의 연결점
130: 반경방향 섹션의 상부면
132: 축방향 섹션의 내부면
134: 연결점/제2 부분
136: 제1 부재의 제2의, 하부
138: 개구
140; 제2 부재
142: 제2 부재의 아암
144: 개구의 하측 개방 단부
146: 개구의 상측 폐쇄 단부
148: 개구의 측벽
150: 플런저의 제1의, 상단부
152: 플런저의 제2의, 하단부
154: 제2 부재의 메인 외경
156: 제1 부재의 내경
158: 제2 부재의 아암의 상부면
160: 슈우 가이드의 공극
162: 플런저의 반경방향 그루브
164, 264, 364: 슈우의 상부면
166: 슈우의 상부면의 환형 그루브 리세스
168: 그루브 리세스의 평탄 하부면
170, 172: 그루브 리세스의 테이퍼면
174: 간극
176: 간극
178: 간극
180: 캠 로브
182: 반경
190: 하우징부
292, 392: 변형 슈의 테이퍼 벽
294: 변형 슈의 카운터성크면
296: 변형 슈의 카운터 테이퍼 벽
384: 또 다른 변형 슈우 스피곳
398: 스피곳 외부면
A: 펌핑 축

Claims

플런저(104)와, 스프링 챔버(108) 내에 위치된 스프링(106)을 포함하는 펌핑 조립체(102)로서, 상기 플런저(104)의 제1 단부(150)는 하우징부(190) 내에 위치되고, 상기 제1 단부(150)로부터 이격된 상기 플런저(104)의 제2 단부(152)는 슈우(112, 212, 312)에 근접(proximate)하고, 상기 플런저(104)의 왕복 운동은 롤러(114) 및 슈우(112, 212, 312)를 통해 회전식 캠 로브(180)로부터 전달되는 힘에 의해 야기되는, 상기 펌핑 조립체(102)에 있어서,
상기 펌핑 조립체(102)는 상기 하우징부(190)로부터 이격된 상기 스프링(106)의 단부(118)가 인접하는 스프링 시트를 더 포함하며, 상기 스프링 시트는 상기 플런저(104)와 접촉하지 않고,
상기 펌핑 조립체(102)는 제1 부재(120)와 제2 부재(140)를 포함하며, 상기 스프링 시트는 상기 제1 부재(120) 상에 제공되고, 상기 제2 부재(140)는 상기 플런저(104)에 고정식으로 부착되고,
상기 제2 부재(140)는 상기 플런저(104) 내에 제공된 그루브(162) 내에 클립 결합되고, 상기 제2 부재(140)의 아암(142)은 상기 제1 부재(120) 내에 제공된 종방향으로 연장되는 개구(138) 내에서 자유롭게 이동하도록 위치되는,
펌핑 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 부재(120)는 펌핑 축(A)에 대해 반경방향으로 연장되는 반경방향 섹션(126)을 포함하고,
상기 반경방향 섹션(126)은 상기 제2 부재(140)와 상기 하우징부(190) 사이에 위치되고,
상기 스프링 시트는 상기 반경방향 섹션(126)의 표면(130)에 의해 제공되는,
펌핑 조립체.
제2항에 있어서,
상기 제1 부재(120)는 상기 반경방향 섹션(126)과의 연결점(128)으로부터 상기 펌핑 축(A)에 대해 축방향으로 연장되는 축방향 섹션(124)을 포함하고,
상기 축방향 섹션(124)의 표면(132)은 상기 스프링(106)의 단부(118)를 반경방향으로 구속하는,
펌핑 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 부재(120)를 상기 플런저(104)에 대해 위치시키기 위해 제1 부재 위치설정 수단을 더 포함하는,
펌핑 조립체.
제4항에 있어서,
상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우(112, 212, 312) 상에 제공된 그루브 리세스 또는 스피곳(spigot)의 벽 또는 표면을 포함하는,
펌핑 조립체.
제5항에 있어서,
상기 그루브 리세스 또는 스피곳의 벽 또는 표면은 상기 슈우(112, 212, 312)의 상부면(164, 264, 364)에 직각인 벽 또는 표면을 포함하는,
펌핑 조립체.
제5항에 있어서,
상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우(112)의 상부면(164) 내에 제공되어 상기 롤러(114)로부터 이격된 환형 그루브 리세스(166)를 포함하고,
상기 그루브 리세스(166)는 상기 플런저(104)에 대해 상기 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용하는 테이퍼면(170, 172)을 포함하는,
펌핑 조립체.
제5항에 있어서,
상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우(212)의 상부면(264) 내에 제공된 카운터 특징부(counter feature)를 포함하며, 상기 카운터 특징부는 상기 플런저(104)에 대해 상기 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용하는 테이퍼 벽(296)을 포함하는,
펌핑 조립체.
제5항에 있어서,
상기 제1 부재 위치설정 수단은 상기 슈우(312)의 상부면(364) 상에 제공된 융기형 스피곳(384)을 포함하고,
상기 스피곳(384)의 외부면(398)은 상기 플런저(104)에 대해 상기 제1 부재(120)를 중심설정하도록 작용하는,
펌핑 조립체.