KR20130081662A - 커플링 장치 - Google Patents

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Abstract

연소 엔진(22)의 연료 레일(14)에 대한 연료 분사기(20)의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치(60)로서, 연료 분사기(20)는 중앙 길이방향 축선(L)을 갖는다. 커플링 장치(60)는 연료 레일(14)에 유압식으로 커플링되고 연료 분사기(20)의 연료 입구 부분(24)과 맞물리도록 설계되는 연료 분사기 컵(30), 연료 분사기(20)에 커플링되도록 설계되고 중앙 길이방향 축선(L)의 방향으로 연료 분사기 컵(30) 내에 연료 분사기(20)를 유지하기 위해 연료 분사기 컵(30)에 고정되게 커플링되는 판 요소를 포함하고, 판 요소(36)는 그루브(32)를 포함하고, 스냅 링(42)은 판 요소(36)의 그루브(32) 내에 배열되고 연료 분사기(20)에 판 요소(36)를 고정되게 커플링하도록 설계된다. 판 요소(36)는 메인 본체(38) 및 링 요소(40)를 포함한다. 링 요소(40)는 그루브(32)를 포함하고 판 요소(36)의 메인 본체(38)에 대하여 중앙 길이방향 축선(L) 주위로 적어도 제한된 회전이 가능하다.

Description

커플링 장치{COUPLING DEVICE}
본 발명은 연소 엔진의 연료 레일에 대한 연료 분사기의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치에 관한 것이다.
연료 레일에 대한 연료 분사기의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치들은 널리 사용되며, 특히 내연기관들에 대하여 사용된다. 연료는 연료 분사기를 통하여 연료 레일 조립체에 의해 내연기관에 공급될 수 있다. 연료 분사기들은 상이한 방식들로 연료 분사기 컵들에 커플링될 수 있다.
내연기관의 작동 동안 압력 변동들을 매우 낮은 레벨로 유지하기 위해, 내연기관들에는 연료 분사기들이 연결되고 비교적 큰 용적을 갖는 연료 어큐뮬레이터가 공급된다. 이러한 연료 어큐뮬레이터는 종종 커먼 레일로서 나타내어진다.
공지된 연료 레일들은 연료 분사기 컵들의 형태인 리세스들을 갖는 중공 본체를 포함하고, 연료 분사기들이 배열된다. 연료 탱크로부터 저압 또는 고압 연료 펌프를 통하여 연료를 공급하는 연료 분사기 컵들에 대한 연료 분사기들의 연결은 정확한 분사 각도 및 연료의 시일링을 얻기 위해 매우 정밀해야할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 연료 레일에 대한 연료 분사기의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치를 생성하는 것이며 이 커플링 장치는 제작이 간단하고 실린더 헤드 상의 연료 분사기의 휴식 없이 연료 분사기 컵과 연료 분사기 사이의 신뢰할 수 있고 정밀한 연결을 용이하게 한다.
목적들은 독립 청구항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속 청구항들에 주어진다.
본 발명은 연소 엔진의 연료 레일에 대한 연료 분사기의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치에 의해 구별되고, 연료 분사기는 중앙 길이방향 축선을 갖는다. 커플링 장치는 연료 레일에 유압식으로 커플링되고 연료 분사기의 연료 입구 부분과 맞물리도록 설계되는 연료 분사기 컵, 연료 분사기에 커플링되도록 설계되고 중앙 길이방향 축선의 방향으로 연료 분사기 컵 내에 연료 분사기를 유지하기 위해 연료 분사기 컵에 고정되게 커플링되는 판 요소를 포함한다. 판 요소는 그루브를 포함한다. 스냅 링(snap ring)이 판 요소의 그루브 내에 배열되고 판 요소를 연료 분사기에 고정되게 커플링하도록 설계된다. 판 요소는 메인 본체 및 링 요소를 포함한다. 링 요소는 그루브를 포함하고 판 요소의 메인 본체에 대하여 중앙 길이방향 축선 주위로 적어도 제한된 회전이 가능하다.
이는 연료 분사기 컵 내의 연료 분사기의 빠르고 단단한 커플링을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 특히, 링 요소는 장착 프로세스 동안 연료 분사기의 제한된 회전을 가능하게 한다. 결과적으로, 연료 레일 또는 연료 분사기의 공차들의 보상이 가능하다. 이에 의해 장착 프로세스 동안 낮은 삽입력 및 장착 응력이 얻어질 수 있다. 추가적으로, 연료 레일과의 연료 분사기의 커플링은 연소 엔진의 다른 부품들과 연료 분사기 사이의 다른 금속적 접촉 없이 연료 레일과 연료 분사기의 조립을 가능하게 한다. 결과적으로, 연소 엔진의 다른 부품들과 연료 분사기 사이의 잡음 전달이 작게 유지될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서 메인 본체는 원뿔형 리세스를 포함하고 링 요소는 적어도 부분적으로는 원뿔형 리세스 내에 배열된다. 이는 메인 본체에 대한 링 요소의 반경방향 운동이 방지될 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서 원뿔형 리세스는 메인 본체의 지지 표면을 형성하고 링 요소는 지지 표면과 접촉하는 표면을 갖는다. 링 요소의 표면은 볼 형상이다. 이는 메인 본체와 링 요소 사이의 매우 작은 접촉 영역이 얻어질 수 있다는 이점을 갖는다. 결과적으로, 메인 본체에 대한 링 요소의 용이한 회전 운동이 가능하다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서 스냅 링은 적어도 중앙 길이방향 축선의 하나의 방향으로 연료 분사기에 대한 판 요소의 운동을 방지하기 위해 연료 분사기와 판 요소 사이에 포지티브 피팅(positive fitting) 커플링을 형성하도록 배열되고 설계된다. 이에 의해 연료 분사기와 판 요소 사이의 단단한 커플링이 가능하게 된다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 이후에 개략적인 도면들의 도움에 의해 설명된다.
도 1 은 내연기관의 개략도이고,
도 2 는 연료 분사기를 통과하는 길이방향 단면을 나타내는 도면이고,
도 3 은 커플링 장치를 통과하는 길이방향 단면의 상세도이다.
상이한 도면들에서 발생하는 동일한 설계 및 기능의 요소들은 동일한 참조 부호에 의해 식별된다.
연료 이송 장치(10)가 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진일 수 있는 내연기관(22)에 할당된다(도 1). 연료 공급 장치는 제 1 연료 라인을 통하여 연료 펌프(14)에 연결되는 연료 탱크(12)를 포함한다. 연료 펌프(14)의 출력물은 연료 레일(18)의 연료 입구(16)에 연결된다. 연료 레일(18)에서, 연료는 예컨대 가솔린 엔진의 경우 약 200 바의 압력 하에 또는 디젤 엔진의 경우 약 2,000 바의 압력 하에 저장된다. 연료 분사기들(20)은 연료 레일(18)에 연결되고 연료는 연료 레일(18)을 통하여 연료 분사기들(20)에 이송된다.
도 2 는 연료 분사기(20)를 더 상세하게 나타내는 도면이다. 연료 분사기(20)는 연료 분사기 본체(21)를 갖는다. 연료 분사기(20)는 내연기관(22)의 연소 챔버 안으로 연료를 분사하기 위해 실린더 헤드(23) 내측에 배열된다. 연료 분사기(20)는 연료 입구 부분(24) 및 연료 출구 부분(25)을 갖는다.
또한, 연료 분사기(20)는 연료 분사기 본체(21)의 공동(27) 내에 취해지는 밸브 니들(26)을 포함한다. 연료 분사기(20)의 자유 단부 상에 분사 노즐(28)이 형성되고 이는 밸브 니들(26)의 축방향 운동에 의해 폐쇄 또는 개방된다. 폐쇄 위치에서 분사 노즐(28)을 통하는 연료 흐름이 방지된다. 개방 위치에서 연료는 분사 노즐(28)을 통하여 내연기관(22)의 연소 챔버 안으로 흐를 수 있다.
도 2 및 도 3 은 연료 레일(18)에 대한 연료 분사기(20)의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치(60)를 나타낸다. 커플링 장치(60)는 내연기관(22)의 연료 레일(18)에 커플링될 수 있다. 커플링 장치(60)는 연료 분사기 컵(30)을 갖는다. 연료 분사기 컵(30)은 내부 표면(34)을 포함하고 연료 레일(18)에 유압식으로 커플링된다. 또한, 연료 분사기 컵(30)은 연료 분사기(20)의 연료 입구 부분(24)과 맞물린다.
커플링 장치(60)는 판 요소(36)를 갖는다. 판 요소(36)는 그루브(32)를 갖는다. 판 요소(36)는 연료 분사기(20)에 커플링된다. 또한, 연료 분사기 컵(30)의 내부 표면(34)은 판 요소(36)의 표면과 일치하여 판 요소(36)가 연료 분사기 컵(30)에 고정되게 커플링될 수 있다. 연료 분사기(20)가 판 요소(36)에 커플링되고 판 요소(36)는 연료 분사기 컵(30)에 고정되게 커플링되기 때문에, 연료 분사기(20)는 중앙 길이방향 축선(L)의 방향으로 연료 분사기 컵(30) 내에 유지된다.
판 요소(36)는 메인 본체(38) 및 링 요소(40)를 포함한다. 링 요소(40)는 그루브(32)를 차지한다.
커플링 장치(60)는 연료 분사기(20)의 그루브(43) 내에 그리고 판 요소(36)의 그루브(32) 내에 배열되는 스냅 링(42)을 갖는다. 판 요소(36)는 스냅 링(42)과 맞물린다. 스냅 링(42)은 중앙 길이방향 축선(L)의 방향(D)으로 연료 분사기(20)에 대한 판 요소(36)의 운동을 방지하기 위해 연료 분사기(20)와 판 요소(36) 사이에 포지티브 피팅 커플링을 가능하게 한다.
메인 본체(38)는 원뿔형 리세스(44)를 갖는다. 링 요소(40)는 원뿔형 리세스(44) 내에 배열된다. 원뿔형 리세스(44)는 링 요소(40)를 지지하기 위해 메인 본체(38)의 지지 표면(46)을 형성한다. 링 요소(40)는 지지 표면(46)과 접촉하는 표면(48)을 갖는다. 링 요소(40)의 표면(48)은 볼 형상이다. 결과적으로, 링 요소(40)는 구형(spherical) 표면(48)을 갖는 와셔(washer)와 같은 형상을 갖는다. 링 요소(40)의 볼 형상의 표면(48)은 메인 본체(38)의 원뿔형 지지 표면(46)과 접촉하여 링 요소(40)와 메인 본체(38) 사이의 접촉 영역(50)이 얻어질 수 있다. 표면들(46, 48)의 형상 때문에 링 요소(40)와 메인 본체(38) 사이의 접촉 영역(50)은 실질적으로 선형이다. 링 요소(40)와 메인 본체(38) 사이의 작은 접촉 영역(50) 때문에 링 요소(40)는 적어도 제한된 각도 범위에서 판 요소(36)의 메인 본체(38)에 대하여 중앙 길이방향 축선(L) 주위를 용이하게 회전할 수 있다. 바람직하게는, 회전 범위는 수 도(few degrees) 보다 크지 않으며, 즉 10 도 또는 그 미만이다.
도 3 에서 볼 수 있는 것과 같이, 연료 분사기(20)의 연료 입구 부분(24)은 시일링 링(52)을 포함한다. 시일링 링(52)은 연료 분사기(20)의 제한된 운동을 가능하게 한다.
이후에, 도 2 내지 도 3 에 따른 연료 분사기 컵(30)을 갖는 연료 분사기(20)의 조립체가 설명될 것이다.
조립을 위해, 판 요소(36)는 연료 분사기(20) 위로 옮겨지고 스냅 링(42)은 연료 분사기(20)의 그루브(43) 안으로 옮겨진다. 그 이후에, 링 요소(40)를 갖는 판 요소(36)는 연료 분사기(20) 위로 옮겨진다. 스냅 링(42)이 링 요소(40)와 접촉하게 될 때 링 요소(40)의 구형 형상은 스냅 링(42)과 연료 분사기(20)가 제한된 각도 범위로 판 요소(36)의 메인 본체(38)에 대하여 중앙 길이방향 축선(L) 주위로 회전할 수 있는 것을 가능하게 한다. 이는 연료 레일(18), 분사기(20) 및 실린더 헤드(23)의 공차들의 보상 및 자기 위치지정을 가능하게 한다. 판 요소(36)가 연료 분사기(20)와 포지티브 피팅 커플링한다면 연료 분사기(20)에 대한 축방향(D)으로의 판 요소(36)의 운동이 방지될 수 있다. 연료 분사기(20), 연료 분사기 컵(30) 및 판 요소(36)의 조립은 내연기관의 존재에 의해 완전하게 시험되고 실행될 수 있으며, 연료 분사기(20), 연료 분사기 컵(30) 및 판 요소(36)의 완전한 또는 부분적인 분해는 다른 제조 프로세스에서 필요하지 않다.
또한, 연료 입구 부분(24)은 판 요소(38)가 연료 분사기 컵(30)과 접촉하는 방식으로 연료 분사기 컵(30) 안으로 옮겨진다. 그 후, 판 요소(38)는, 예컨대 나사들에 의해 연료 분사기 컵(30)에 커플링되고, 도 3 에 나타낸 상태가 얻어진다.
시일링 링(52)은 연료 분사기 컵(30)의 내부 표면(34)과 시일링 맞물림하는 외부 표면(54)을 갖는다. 조립 프로세스 이후 연료는 연료 누수 없이 연료 분사기(20)의 연료 입구 부분 안으로 연료 분사기 컵(30)을 통하여 흐를 수 있다.

Claims (4)

  1. 연소 엔진(22)의 연료 레일(14)에 대한 연료 분사기(20)의 유압식 및 기계적인 커플링을 위한 커플링 장치(60)로서, 상기 연료 분사기(20)는 중앙 길이방향 축선(L)을 갖고, 상기 커플링 장치(60)는
    - 상기 연료 레일(14)에 유압식으로 커플링되고 상기 연료 분사기(20)의 연료 입구 부분(24)과 맞물리도록 설계되는 연료 분사기 컵(30),
    - 상기 연료 분사기(20)에 커플링되도록 설계되고 상기 길이방향 축선(L)의 방향으로 상기 연료 분사기 컵(30) 내에 상기 연료 분사기(20)를 유지하기 위해 상기 연료 분사기 컵(30)에 고정되게 커플링되는 판 요소(36)로서, 상기 판 요소(36)는 그루브(32)를 포함하는, 판 요소(36), 및
    - 상기 판 요소(36)의 그루브(32) 내에 배열되고 상기 판 요소(36)를 상기 연료 분사기(20)에 고정되게 커플링하도록 설계되는 스냅 링(42)을 포함하고, 상기 판 요소(36)는 메인 본체(38) 및 링 요소(40)를 포함하고, 상기 링 요소(40)는 상기 그루브(32)를 포함하고 상기 판 요소(36)의 상기 메인 본체(38)에 대하여 상기 중앙 길이방향 축선(L) 주위로 적어도 제한된 회전이 가능한,
    커플링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 본체(38)는 원뿔형 리세스(44)를 포함하고 상기 링 요소(40)는 상기 원뿔형 리세스(44) 내에 적어도 부분적으로 배열되는,
    커플링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 원뿔형 리세스(44)는 상기 메인 본체(38)의 지지 표면(46)을 형성하고 상기 링 요소(40)는 상기 지지 표면(46)과 접촉하는 표면(48)을 갖고, 상기 링 요소(40)의 상기 표면(48)은 볼 형상인,
    커플링 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스냅 링(42)은 적어도 상기 중앙 길이방향 축선(L)의 하나의 방향(D)으로 상기 연료 분사기(20)에 대한 상기 판 요소(38)의 운동을 방지하기 위해 상기 연료 분사기(20)와 상기 판 요소(38) 사이에 포지티브 피팅 커플링을 형성하도록 설계되고 배열되는,
    커플링 장치.
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