KR20010040887A - 연료 분사 밸브를 조립 및 분해하기 위한 조립 장치 - Google Patents

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KR20010040887A
KR20010040887A KR1020007008794A KR20007008794A KR20010040887A KR 20010040887 A KR20010040887 A KR 20010040887A KR 1020007008794 A KR1020007008794 A KR 1020007008794A KR 20007008794 A KR20007008794 A KR 20007008794A KR 20010040887 A KR20010040887 A KR 20010040887A
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한스발데마르
린쎈마티아스
보겔크리스토프
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 내연기관에서 실린더 헤드(2)의 수용구(5) 내에 연료 분사 밸브(3)를 조립 및 분해하기 위한 조립 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 연료 분사 밸브(3)를 적어도 부분적으로 덮는 덮개 본체(12)를 포함한다. 덮개 본체(12)에는, 상기 밸브(3)를 수용구(5) 안쪽으로, 즉 아래쪽으로 억누르기 위해서 연료 분사 밸브(3)에 제 1 힘(FN)을 가하며, 수용구(5)로부터 돌출된 칼라부(13)와 함께 연료 분사 밸브(3)를 분해하기 위해서 제 2 힘(FD)을 가하는 데 사용되는 결합부(14)가 형성된다. 칼라부(13)에는, 분해 나사(25)가 조여지면 칼라부가 실린더 헤드(2)에 안착함으로써 분해 나사(25)가 칼라부(13)에 분해력(FD)을 전달하도록 삽입될 수 있는 적어도 하나의 나사산(20)이 제공되며, 이로써 내부에 연료 분사 밸브가 구비한 조립 장치(1)가 수용구로부터 빠져 나온다.

Description

연료 분사 밸브를 조립 및 분해하기 위한 조립 장치{Assembly device for assembling and dismantling a fuel injection valve}
본 발명은 독립 청구항의 종류에 따른 조립 장치에 관한 것이다. 독일특허 제 DE 197 05 990 A1 호에는 연료 분사 밸브를 적어도 부분적으로 덮는 덮개 본체가 이미 공지되어 있으며, 여기서 덮개 본체의 제 1 단부 상에는 내부를 향하고 있는 칼라부가 형성되어 있으며, 제 1 단부와 대향 배치된 덮개 본체의 제 2 단부 상에는 외부를 향하고 있는 칼라부가 형성되어 있다. 반경방향으로 내부를 향한 칼라부는 연료 분사 밸브의 슬롯 내에 삽입될 수 있으며, 한편 외부를 향한 칼라부는 연료 분사 밸브의 수용구로부터 돌출된다. 실린더 헤드의 수용부로부터 돌출된 칼라부 상에는 연료 분사 밸브와 함께 조립 장치를 수용구로부터 상승시키기 위한 공구로서, 예를 들어 장착 아이언(mounting iron)과 적절한 공구가 맞물릴 수 있다. 연료 분사 밸브가 이 밸브의 수용구 내에 단단하게 부착될 수 있기 때문에, 일부 현저한 분해력이 필요하다. 따라서, 조립 아이언이나 레버 공구(lever tool)를 통하여 연료 분사 밸브를 분해할 때, 예를 들어 경금속으로 구성된 실린더 헤드에 손상을 일으킬 수 있는 단점을 갖는다. 또한, 공지된 조립 장치에 있어서는, 내연기관이 구동하는 동안 조립 장치가 연료 분사 밸브 상에 하강력을 전달하지 않으며, 오히려 연료 분사 밸브와 조립 장치가 수용구 내에서 마찰력에 의해서만 유지되는 데, 이 마찰력마저도 부족하다는 단점을 갖는다.
미국 특허 제 4,561,159 호에는 디젤-연료 분사 밸브를 위한 분해 장치가 공지되어 있다. 분사구에 대향 배치된 연료 분사 밸브의 단부 영역은 분해 장치의 슬롯 내에 안내될 수 있다. 이때, 분해 장치는 실린더 헤드의 수용구 내에는 안내되지 않을 뿐만 아니라 조립 상태에서 수용구 내에 머물러 있지도 않는다. 미국 특허 제 4,561,195 호에 기재된 조립 장치는 오히려 연료 분사 밸브의 분해 전에 연료 분사 밸브 상에 고정되는 확장 공구이다. 또한, 조립 장치를 통하여 연료 분사 밸브에 하강력을 전달하는 방식은 기재되어 있지 않다. 더구나 조립 장치와 연료 분사 밸브의 결합은 비교적 번거롭다.
본 발명은 내연기관에서 연료 분사 밸브, 특히 고압-직접-분사 밸브를 실린더 헤드의 수용구 내에, 그리고 수용구로부터 조립 및 분해하기 위한 조립 장치에 관한 것이다. 연료는 상기 고압-직접-분사 밸브를 통하여 내연기관의 연소실 내에 직접 투입된다.
도 1은 내연기관의 실린더 헤드를 절단하여 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 일실시예와 조립 장치 내에 삽입된 연료 분사 밸브를 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 비하여 본 발명에 따른 조립 장치의 실시예를 약간 변형하여 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 도시한 단면도.
이에 비하여, 독립 청구항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 조립 장치는, 칼라부에 형성된 적어도 하나의 나사산과 맞물린 분해 나사를 통하여, 간단하면서 손상을 일으키지 않는, 조립 장치와 이 조립 장치 내에 설치된 연료 분사 밸브의 분해를 가능하게 한다. 분해는 적어도 하나의 분해 나사, 혹은 주로 복수의 분해 나사를 조임으로써 연료 분사와 조립 장치가 동시에 수용구로부터 빠져 나오는 식으로 실시된다.
종속 청구항에 개시된 조치를 통하여 독립 청구항에 개시된 조립 장치의 다른 바람직한 구조와 개선이 가능하다.
칼라부 상에 원주방향으로 분포되어 배치된 각 조립 나사에 대한 나사산을 통하여, 특히 직경을 따라 대향 배치된 두 개의 조립 나사에 대한 나사산을 통하여, 복수의 조립 나사를 조임으로써 얻어진 결과적인 분해력이 축방향으로 방향 설정되며, 그 결과 반경방향 힘 성분들에 기초한 높은 마찰력의 방지가 보장될 수 있다. 동시에 조립 나사를 조임으로써 대칭적이면서 연속적인 안내력이 얻어진다. 이와 달리 복수의 분해 나사를 교호적으로 조일 때도 분해될 수 있다.
특히 바람직하게는, 또한 칼라부 상에 주로 보어(bore)의 형태를 갖는 구멍들이 제공되며, 이 구멍을 통하여 조립 나사가 통과하여 실린더 헤드의 나사산과 맞물린다. 이러한 조립 나사를 조임으로써, 내연기관이 구동할 때 연소실 내의 연소압에 대향하여 연료 분사 밸브를 유지하기 위해서, 조립 장치 상에는, 그리고 이로 인한 연료 분사 밸브 상에는 충분한 하강력이 전달된다. 주로, 나사산과 구멍들은 칼라부 내에서 조립 나사가 분해 나사로서 동시에 사용될 수 있도록 조립된다. 이를 위해서, 실린더 헤드와 조립 장치의 칼라부 내의 나사산은 동일한 직경과 동일한 경사각을 가져야 하며, 구멍들은 상응하는 직경을 갖는 나사가 이 구멍을 통과하도록 제작되어야 한다. 또한, 연료 분사 밸브를 분해할 때는, 먼저 조립 나사가 해제되며, 그후 분해 나사로서 사용되는 조립 나사가 칼라부의 나사산 내에 안내되어 조여지고, 이로써 연료 분사 밸브와 조립 장치가 실린더 헤드의 수용구로부터 빠져 나온다. 이 경우에는, 특히 분해 나사는 필요없다.
대개는, 조립 나사에 대해 적어도 3개의 구멍이 제공되며, 이들 구멍은 90°보다 큰 각도로 이격되어 있다. 이 때문에 조립 장치 상에서, 그리고 이로 인한 연료 분사 밸브 상에서 원주 방향으로 균일한 하강력이 전달되는 것을 보장할 수 있다.
특히 바람직한 구성 형태에 상응하여, 연료 분사 밸브 상에 맞물리는 조립 장치의 결합부는 반경방향 안쪽으로 방향 설정된 돌출부와 반경방향 돌출부를 거쳐서 축방향으로 연장되는 축방향 돌기를 갖는다. 이때, 축방향 돌기는 연료 분사 밸브 상에 하강력을 전달하기 위해 사용되며, 한편 반경방향 돌출부는 연료 분사 밸브 상에 분해력을 전달하기 위해서 연료 분사 밸브의 슬롯 내에 맞물린다. 유지 및 분해의 기능들은 연료 분사 밸브 상에 맞물린 조립 장치의 결합부 상에서 상호 분해된다. 이것은, 연료 분사 밸브의 분해 슬롯의 영역이 합성수지 사출성형을 통하여 실현될 수 있으며 연료 분사 밸브 중에서 축방향 돌기와 맞물린 영역만을 금속으로 구성할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 본 발명에서는 연료 분사 밸브의 밸브 하우징을 간단하면서 저렴한 제조가 가능하다.
조립 장치는 딥 드로잉을 통하여 금속 박판으로서 저렴하게 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 도면에 간략하게 도시하며 이하에서 상세하게 설명한다.
도 1은 내연기관의 실린더 헤드(2)와 본 발명에 따른 조립 장치(1)는 절단하여 도시하지만, 본 발명에 따른 조립 장치(1) 내에 삽입된 연료 분사 밸브(3)는 절단하지 않은 채로 도시한 단면도이다. 실린더 헤드(2)는 연료 분사 밸브(3)를 수용하기 위한 수용구(5)를 가지며, 이 수용구는 도시한 실시예에서 연료 분사 밸브(3)의 분사부(7)를 수용하기 위한 수축부(6)와; 분해부(9)와, 연료 유입부(10)와, 하우징 본체(27)와, 본 발명에 따른 조립 장치(1)를 수용하기 위한 확장부(8)와; 이 확장부(8)와 수축부(6)를 연결하는 원추부(11)로 구성된다.
본 발명에 따른 조립 장치(1)는 연료 분사 밸브(3)를 적어도 부분적으로 덮는 덮개 본체(12)를 가지며, 이 덮개 본체에는 수용구(5)로부터 돌출된 칼라부(13)가 형성되고, 칼라부는 덮개 본체(12)로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된다. 칼라부(13)에 대향 배치된 단부에서 덮개 본체(12)에는 결합부(14)가 형성되고, 이 결합부를 통해서 조립 장치(1)가 연료 분사 밸브(3)와 맞물린다.
결합부(14)는 반경방향 안쪽을 향한 반경방향 돌출부(15)와 이 반경방향 돌출부를 거쳐서 축방향으로 연장된 축방향 돌기(16)를 갖는다. 반경방향 돌출부(15)는 연료 분사 밸브(3)의 분해 슬롯(17) 내에 삽입되어 연료 분사 밸브(3)에 분해력을 전달한다. 이와 반대로, 축방향 돌기(16)는 연료 분사 밸브(3)의 하향 유지면(18)과 맞물려 연료 분사 밸브(3)에 하강력을 전달한다.
조립 장치(1)의 칼라부(13)에는, 나사산이 없는 적어도 하나의(대개는 복수의) 구멍(19)과, 나사산(20)을 구비한 적어도 하나의(대개는 복수의) 구멍(20)이 제공된다. 상기 구멍(19)은 일례로서 나사산이 없는 보어(bore)로서 형성될 수 있으며, 조립 나사(21)는 이 구멍을 통과하여 실린더 헤드(2)의 나사 보어(22)에 조여질 수 있다. 그렇지만, 구멍(19)은, 예를 들어 슬롯, 슬릿 및 바깥쪽으로 개방된 수용구 등으로도 형성될 수 있다. 나사산(20)은, 주로 나사 보어 내에 형성되며, 이때, 나사산(20)은 칼라부(13) 내에 직접 성형된다. 그렇지만 또한, 조립 장치(1)의 칼라부(13)에 나사산이 형성된 부시나 너트를 적용하는 것도 생각할 수 있다.
연료 분사 밸브(3)를 조립할 때는, 먼저 연료 분사 밸브(3)는 반경방향 돌출부(15)가 연료 분사 밸브(3)의 분해 슬롯(17) 내에 맞물리는 형태로 조립 장치(1) 내에 삽입된다. 그리고 나서, 조립 장치(1)가 연료 분사 밸브(3)와 함께 실린더 헤드(2)의 수용구(5) 내에 삽입된다. 이어서, 조립 나사(21)가 칼라부(13)의 구멍(19)을 통과하여 실린더 헤드(2)의 나사산(22)에 조여진다. 칼라부(13)에 조립 나사(21)를 조임으로써, 조립 나사(21)의 나사 머리(23)가 칼라부(13)에 설치되어 화살표 24로 표시한 하강력(FN)을 칼라부(13)에 가한다. 이 때문에, 내연기관이 구동하는 동안, 연료 분사 밸브(3)는 연소실(4) 내의 연소압에 대항하여 수용구 내에 억눌려진다.
연료 분사 밸브(3)와 조립 장치(1)를 분해하기 위해서는, 먼저 조립 나사(21)를 해제하여 실린더 헤드(2)의 나사산(22)으로부터 분해한다. 그리고 나서, 칼라부(13)의 나사산(20)에 분해 나사(25)가 삽입되어 실린더 헤드(2) 상에 안착한다. 분해 나사(25)를 조임으로써, 조립 장치(1)에는 화살표 26으로 표시되며 반경방향 돌출부(15)에 의해 연료 분사 밸브(3)의 분해 슬롯(17)에 전달되는 분해력(FD)이 가해진다. 이로써, 조립 장치(1)는 장착 아이언이나 다른 레버 공구를 필요로 하지 않고도 연료 분사 밸브(3)와 함께 실린더 헤드(2)의 수용구(5)로부터 상승된다. 조립 장치(1)와 연료 분사 밸브(3)에는 분해 나사(25)를 통하여 비교적 큰 분해력(FD)이 가해지며, 그 결과 연료 분사 밸브(3)가 수용구(5) 내에 단단하게 부착되어 있을 때에도 연료 분사 밸브(3)는 수리나 교체 목적으로 안전하게 분해될 수 있다.
조립 장치(1)의 결합부(14)에는 반경방향 돌출부(15)뿐만 아니라 축방향 돌기(16)가 형성되어 있기 때문에, 유지 및 분해의 기능들은 상호 분해된다. 위쪽에 하향 유지면(18)이 형성되어 있는 연료 분사 밸브(3)의 하우징 본체(27)는, 연료 분사 밸브(3)에 높은 하강력을 전달할 수 있도록, 주로 금속, 특히 강철로 이루어지며, 한편 분해력(FD)이 실질적으로 하강력(FN)보다 작기 때문에, 연료 분사 밸브(3)의 분해부(9)는 합성수지 사출성형 부품으로서 성형될 수 있다. 이로써, 연료 분사 밸브(3)의 제조에 있어서 저비용이 가능하다.
도 2는 도 1에 도시한 실시예에 비하여 약간의 변형이 가해진 본 발명에 따른 조립 장치(1)의 일례를 도시한 평면도이다. 도면에서는 반경방향 돌출부(15)와, 칼라부(13)와, 이 칼라부(13)에 형성된 나사산(20)과, 칼라부(13)에서 나사산이 없는 보어의 형태로 형성된 구멍(19)을 볼 수 있다. 도 1에 도시한 실시예에 비하여 변형된 부분은 나사산 보어 내에 형성된 두 개의 나사산(20)이 칼라부(13) 상에서 직경을 따라, 즉 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 상호 대향되어 형성된다는 것이며, 한편 본 발명을 더 잘 표현하기 위해서 도 1에 도시한 실시예에서는 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라서 나사산(20)과 나사산이 없는 구멍(19)이 배치되어 있다.
양 나사산(20)이 칼라부(13) 상에서 직경을 따라 대향 배치되어 장착되는, 한편 나사산이 없는 3개의 구멍(19)은 칼라부(13) 상에서 대략 원주방향으로 균일하게 분포되어 각 구멍(19)들 사이에서 일정한 각 거리만큼, 즉 적어도 90°, 이상적으로는 120°만큼 이격되어 배치된다. 이러한 방식을 통해서, 본 발명에 따른 조립 장치(1)는 연료 분사 밸브(3) 상에 원주방향으로 균일한 하강력을 전달한다.
또한, 도 2에서도 볼 수 있는 바와 같이, 도 2에 도시한 실시예에 있어서, 반경방향 돌출부(15)는 도 2에 도시하지 않은 연료 분사 밸브(3)를 덮개 본체(12) 혹은 덮개 본체(12) 상에 형성된 칼라부(13)보다 적은 각도 범위에서 덮는다.
도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 도시한 단면도이다. 이 도면은 전체적으로 도 1의 조립 장치(1)와 일치하지만, 설명한 바와 같이 나사산(20) 및 나사산이 없는 구멍(19) 대신에 두 개의 나사산(20)이 배치된 점이 상이하다.
본 발명에 따른 조립 장치(1)는 금속 박판 딥드로잉 부품(metal sheet deep drawing part)으로서 제조될 수 있다. 주로, 나사산(22)은 실린더 헤드(2) 상에, 그리고 나사산(20)은 조립 장치(1)의 칼라(13) 상에서 동일한 직경과 동일한 경사각을 가지며, 따라서 조립 나사(21)는 동시에 분해 나사(25)로서도 사용될 수 있다. 그러므로, 조립 장치(1)와 연료 분사 밸브(3)를 분해하기 위해서는 먼저 조립 나사(21)가 해제 및 분해되고, 그후 나사산(20)이 삽입되어 조여진다.
본 발명에 따른 조립 장치(1)를 통하여, 연료 분사 밸브(3) 상에는 높은 대칭성을 가지며 축방향으로 방향 설정된 분해력이 전달되며, 이때, 예를 들어 경금속으로 구성된 실린더 헤드(2)의 손상을 보호할 수 있다.
본 발명은 도시한 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 예를 들어 반경방향 돌출부(15)는 덮개 본체(12) 상에서 이 돌출부가 내부로 돌출되도록 구부러진 블록화(blocking)를 통해서도 실현될 수 있다.

Claims (10)

  1. 내연기관에서 실린더 헤드(2)의 수용구(5) 내에 연료 분사 밸브(3)를 조립하고, 또한 수용구로부터 연료 분사 밸브를 분해하기 위한 장치로서, 상기 장치는 연료 분사 밸브(3)를 적어도 부분적으로 덮는 덮개 본체(12)를 포함하며, 덮개 본체에는 연료 분사 밸브(3)를 수용구(5) 안쪽으로 억누르기 위한 하강력(FN)을 가할 수 있고 연료 분사 밸브(3)를 분해하기 위한 분해력(FD)을 가할 수 있는 결합부(14)와 상기 수용구(5)로부터 돌출된 칼라부(13)가 형성된 조립 장치(1)에 있어서,
    상기 칼라부(13)는 분해 나사(25)가 조여지면 칼라부가 실린더 헤드(2)에 안착함으로써 분해 나사(25)가 칼라부(13)에 분해력(FD)을 전달하도록 삽입될 수 있는 하나 이상의 나사산(20)을 가지며, 이로써 내부에 연료 분사 밸브(3)를 구비한 조립 장치(1)가 수용구(5)로부터 빠져 나오는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 칼라부(13)에는 각 분해 나사(25)에 대해 복수의 나사산(20)이 원주방향으로 분포되어 배치되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 칼라부(13)에는 각 분해 나사(25)에 대해 두 개의 나사산(20)이 직경방향으로 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라부(13)에는 하나 이상의 구멍(19)이 제공되며, 이 구멍에는, 조립 나사(21)가 실린더 헤드(2) 상에 제공된 나사산(22)과 결합하도록 조립 나사(21)가 삽입될 수 있으며,
    이때, 조립 나사(21)를 조임으로써 상기 칼라부(13)에는, 조립 장치(1)가 이 조립 장치(1) 내에 삽입된 연료 분사 밸브(3)를 수용구 내에 억누를 수 있는 하강력(FN)이 전달되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 칼라부(13)에는 각 조립 나사(21)에 대해 복수의 구멍(19)이 원주 방향으로 분포되어 배치되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 칼라부(13)에는 각 조립 나사(21)에 대해 3개의 구멍(19)이 보어(bore)의 형태로, 그리고 90°이상의 각 거리만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사산(20)과 구멍(19)은 칼라부(13) 내에서 조립 나사(21)가 분해 나사(25)로서 사용될 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합부(14)는 내부를 향하여 연장된 반경방향 돌출부(15)와 이 반경방향 돌출부(15)를 거쳐서 축방향으로 연장된 축방향 돌기(16)를 가지며,
    이때, 축방향 돌기(16)는 연료 분사 밸브(3)에 하강력(FN)을 전달하고, 반경방향 돌출부(15)는 연료 분사 밸브(3)의 분해 슬롯(17)과 결합하여 상기 연료 분사 밸브(3)에 분해력(FD)을 전달하는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반경방향 돌출부(15)는 덮개 본체(12) 및 칼라부(13)보다 적은 각도 범위에서 연료 분사 밸브(3)를 덮는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조립 장치(1)는 딥드로잉(deep drawing)을 통하여 금속 박판으로 제조되는 것을 특징으로 하는 조립 장치.
KR1020007008794A 1998-12-14 1999-09-30 연료 분사 밸브를 조립 및 분해하기 위한 조립 장치 KR20010040887A (ko)

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