KR20130086542A - 펌프, 특히 고압 연료 펌프 - Google Patents

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에버하르트 마이어
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 간접적으로 구동축에 의해 양정 운동으로 구동되는 펌프 피스톤을 갖는 하나 이상의 펌프 부재를 포함한 펌프에 관한 것이다. 구동축과 펌프 피스톤 사이에는 수용부 내에서 펌프 피스톤의 양정 운동 방향으로 변위 가능하게 안내되고 지지 부재를 통해 구동축에 지지되는 플런저 몸체를 구비한 플런저가 배치된다. 수용부 내로는 공급 라인을 통해 윤활제가 공급되며, 수용부로부터는 배출 라인을 통하여 윤활제가 지지 부재를 향해 플런저 몸체 내로 안내된다. 플런저 몸체와 수용부 사이에는 환형 간극 필터가 제공되며, 이러한 환형 간극 필터는 수용부 내로의 윤활제 공급 라인과 플런저 몸체 내로의 윤활제 배출 라인 사이에 배치된다.

Description

펌프, 특히 고압 연료 펌프{PUMP, IN PARTICULAR A HIGH-PRESSURE FUEL PUMP}
본 발명은 청구범위 제1항의 유형에 따른 펌프, 특히 고압 연료 펌프에 관한 것이다.
고압 연료 펌프의 형태를 갖는 상기 펌프는 DE 101 15 168 Cl호에 공지되어 있다. 이러한 펌프는 적어도 간접적으로 구동축에 의해 양정 운동으로 구동되는 펌프 피스톤을 갖는 하나 이상의 펌프 부재를 포함한다. 구동축과 펌프 피스톤 사이에는 플런저 몸체를 구비한 플런저가 배치되는데, 상기 플런저 몸체는 수용부 내에서 펌프 피스톤의 양정 운동 방향으로 변위 가능하게 안내되고, 롤러 형태의 지지 부재를 통해 구동축에 지지된다. 지지 부재와 플런저 몸체 사이의 윤활을 보장하기 위해, 플런저 몸체를 위한 수용부 내로는 공급 라인을 통해 윤활제가 공급되며 수용부로부터는 배출 라인을 통하여 윤활제가 지지 부재를 향해 플런저 몸체 내로 안내된다. 엔진이나 펌프의 수용부나 다른 부품 및/또는 플런저 몸체의 마모가 발생할 때 윤활제 내에 입자가 함유될 수 있으며, 이 경우 이러한 입자는 지지 부재와 플런저 몸체 사이에도 도달할 수 있으며 지지 부재와 플런저 몸체 사이에서 마모 증가를 야기할 수 있다. 또한, 플런저 몸체 내 배출 라인의 유량 단면이 작을 때는 이러한 배출 라인이 입자에 의해 막힐 수 있으므로, 지지 부재의 충분한 윤활이 더 이상 보장되지 않는 위험이 있다.
이에 반해, 청구범위 제1항에 따른 특징을 갖는 본 발명에 따른 펌프는 지지 부재와 플런저 몸체 사이로의 가능한 입자 유입이 환형 간극 필터를 통해 방지되거나 적어도 감소함으로써 펌프의 마모가 감소하는 장점이 있다.
종속 청구항에는 본 발명에 따른 펌프의 바람직한 실시예 및 개선예들이 제시된다. 청구범위 제2항 및 제3항에 따른 실시예를 통해, 환형 간극 필터는 간단한 방식으로 형성된다. 청구범위 제4항에 따른 실시예를 통해, 환형 간극 필터를 통해서, 지지 부재와 플런저 몸체 사이를 향해 플런저 몸체 내로 윤활제가 유입되는 것이 방해되지 않도록 보장된다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며, 하기의 설명에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 펌프의 종단면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 "Ⅱ"로 표시된 펌프의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 일부(Ⅲ)를 추가로 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에는 특히 엔진의 연료 분사 장치를 위한 고압 연료 펌프인 펌프가 도시되어 있다. 펌프는 하나 이상의 펌프 부재(10)를 포함하고, 이러한 펌프 부재는 재차 펌프 피스톤(12)를 포함하며, 이러한 펌프 피스톤은 적어도 간접적으로 구동축(14)에 의해, 구동축(14)의 회전축(15)에 대해 적어도 대략 반경 방향으로 양정 운동으로 구동된다. 구동축(14)은 펌프의 일부일 수 있거나, 대안적으로 펌프가 고유의 구동축을 갖지 않고 구동축(14)이 엔진의 일부일 수도 있다. 이 경우, 구동축(14)은 예를 들어 엔진의 축일 수 있으며, 이러한 축을 통해 엔진의 가스 교환 밸브도 작동될 수 있다. 구동축(14)은 펌프 피스톤(12)의 구동을 위해 캠(16) 또는 편심판을 포함할 수 있다.
펌프 피스톤(12)은 펌프의 하우징부(22)의 실린더 보어(20) 내에서 밀봉 안내된다. 펌프 피스톤(12)에서 구동축(14) 반대편 단부는 실린더 보어(20) 내에서 펌프 작동 챔버(24)의 경계를 형성한다. 펌프 작동 챔버(24)는 이러한 펌프 작동 챔버 내로 개방되는 유입 체크 밸브(26)를 통해, 예를 들어 토출 펌프로부터 안내되는 공급부(28)와의 연결부를 가지며, 이러한 공급부를 통해서 펌프 작동 챔버(24)는 구동축(14)의 회전축(15)을 향해 반경 방향 내부를 향한 펌프 피스톤(12)의 흡입 행정이 이루어질 때 연료가 채워진다. 또한, 펌프 작동 챔버(24)는 이러한 펌프 작동 챔버로부터 개방되는 배출 체크 밸브(30)를 통해 배출부(32)와의 연결부를 가지며, 이러한 배출부는 예를 들어 고압 연료 어큐뮬레이터(34)로 안내되고, 이러한 배출부를 통해서, 구동축(14)의 회전축(15)으로부터 반경 방향 외부를 향한 펌프 피스톤(12)의 토출 행정이 이루어질 때 연료가 펌프 작동 챔버(24)로부터 배출된다.
펌프 피스톤(12)은 간접적으로 플런저(40)를 통해 구동축(14)의 캠(16)에 지지된다. 플런저(40)는 바람직하게 롤러 형태로 형성된 지지 부재(44)가 내부에 배치된 플런저 몸체(42)를 포함한다. 플런저 몸체(42)는 적어도 실질적으로 원통 실린더 형태의 외부 윤곽을 갖고, 수용부(46) 내에서 펌프 피스톤(12)의 양정 운동 방향으로 변위 가능하게 안내된다. 수용부(46)는 펌프의 하우징부 내에 제공되거나 엔진의 하우징부 내에 제공되는 보어의 형태로 형성될 수 있다. 수용부(46)에는 예를 들어 하나 이상의 보어의 형태로 형성된 윤활제용 공급 라인(48)이 이어진다. 공급 라인(48)을 통해 수용부(46) 내에는 플런저 몸체(42)와 수용부 사이의 윤활을 위해 윤활제가 공급된다. 윤활제로서 엔진의 윤활유 또는 연료가 사용될 수 있다.
지지 부재(44)는 바로 플런저 몸체(42) 내에 회전 가능하게 지지될 수 있거나, 플런저 몸체(42) 내에 삽입된 캐리어 부재, 예를 들어 롤러슈 내에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 도시된 실시예에서, 지지 부재(44)는 핀(50)을 통해 플런저 몸체(42) 내에서 회전 가능하게 지지된 실린더형 롤러 형태로 형성된다. 이 경우, 롤러(44)의 회전축(45)은 적어도 대략 구동축(14)의 회전축(15)에 평행하게 연장된다. 롤러(44)는 중공을 갖도록 형성되며, 필요한 경우 베어링 부시(52)를 통해 핀(50) 상에 지지된다. 플런저 몸체(42)에서 구동축(14)을 향한 단부 영역은 베이스 영역(54)을 포함하고, 구동축(14)으로부터 이러한 베이스 영역에 이어지도록 재킷 영역(56)을 포함한다. 재킷 영역(56)은 적어도 실질적으로 실린더 형태로 형성되고, 이러한 재킷 영역 내로는 펌프 피스톤(12)에서 실린더 보어(20)로부터 벗어나는 단부 영역이 돌출된다. 펌프 피스톤(12)에서 실린더 보어(20)로부터 돌출되는 단부 영역은 실린더 보어(20)에 비해 직경이 확대된 피스톤 하단부(58)를 포함하며, 이러한 피스톤 하단부는 플런저 몸체(42)의 베이스 영역(54)에 접한다. 펌프 피스톤(12)과 하우징부(22) 사이에는 밀봉 부재(59)가 삽입될 수 있는데, 이는 특히 수용부(46) 내의 플런저 몸체(42)를 위한 윤활제로서 엔진의 윤활유가 사용될 때 제공된다. 이를 위해 밀봉 부재(59)는 윤활유와 연료의 혼합을 방지하거나 적어도 가능한 적게 혼합되도록 유지하기 위해 사용된다.
고정식 지지부, 예를 들어 펌프의 하우징부(22) 또는 엔진의 하우징부와 플런저 몸체(42) 사이에는 초기 응력이 가해지는 스프링(60)이 배치되고, 이러한 스프링을 통해 플런저 몸체(42)는 구동축(14)을 향해 가압된다. 스프링(60)은 예를 들어 나사 압축 스프링으로 형성되어, 플런저 몸체(42)의 재킷 영역(56) 내로 돌출된다. 스프링(60)은 펌프 피스톤(12)을 대략 동축으로 둘러싸고, 디스크 스프링(62)을 통해 플런저 몸체(42)의 베이스 영역(54)의 반경 방향 외부 테두리에 접한다. 디스크 스프링(62)은 디스크 형태로 형성되고, 디스크 스프링의 중심 영역은 개구(64)를 포함하며, 이러한 개구의 직경은 실린더 보어(20) 내에 배치된 펌프 피스톤(12) 샤프트의 직경보다는 약간 더 크고, 펌프 피스톤(12)의 피스톤 하단부(58)의 직경보다는 작다. 따라서, 디스크 스프링(62)의 중심 영역은 펌프 피스톤(12)의 피스톤 하단부(58)에 지지되고, 이러한 피스톤 하단부가 플런저 몸체(42)의 베이스 영역(54)에 접하도록 유지한다. 따라서, 스프링(60)을 통해, 플런저 몸체(42)와 펌프 피스톤(12)은 구동축(14)을 향해 가압된다. 플런저 몸체(42)를 위해서는 플런저 몸체(42)가 수용부 내에서 종축을 중심으로 비틀림 가능한 것을 방지하는 비틀림 방지부가 제공될 수 있다. 예를 들어 이러한 비틀림 방지부는 수용부(46) 내에 배치된 핀을 통해 공지된 방식으로 형성될 수 있으며, 이러한 핀은 플런저 몸체의 외부 재킷 내의 리세스에 맞물린다.
플런저 몸체(42)의 베이스 영역(54)은 구동축(14)을 향한 측면에 롤러(44)를 위한 리세스(66)를 포함하고, 롤러(44)가 지지되는 핀(50)은 보어들(68) 내에서, 플런저 몸체(42)의 베이스 영역(54)에서 리세스의 측방향 경계를 형성하는 벽부들 내에 지지된다. 대안적으로, 핀(50)이 생략되고 롤러(44)가 바로 외부 재킷을 통해, 절반셸로서 형성된 리세스(66) 내에 지지되는 것도 가능하다.
플런저 몸체(42)의 외부 재킷은 환형 홈(70)을 포함하고, 이러한 환형 홈은 축방향으로 예를 들어 베이스 영역(54)으로부터 플런저 몸체(42)의 재킷 영역(56)에 이르기까지 연장된다. 환형 홈(70)은 환형 홈이 플런저 몸체(42)와 이에 따른 펌프 피스톤(12)의 전체 양정 운동에 걸쳐 수용부(46)로의 윤활제 공급 라인(48)의 통로와 항상 겹치도록 축방향으로 배치된다. 환형 홈(70)으로부터는 플런저 몸체(42)를 통해 윤활제를 위한 배출 라인(72)이 리세스(66) 내로 배출되도록 안내된다. 배출 라인(72)은 하나 이상의 보어를 통해 형성될 수 있으며, 복수의 보어들, 특히 서로 직경 방향으로 대향 배치된 2개의 보어들이 제공될 수도 있으며, 이러한 보어들은 각각 롤러(44)의 축방향 단부 영역에서 리세스(66)로 이어진다. 따라서, 배출 라인(72)을 통해서, 플런저 몸체(42) 내 롤러(44)의 지지부에는 윤활제가 공급된다.
환형 홈(70)의 양측면에서 플런저 몸체(42)는 안내 섹션(71)을 포함하며, 이러한 안내 섹션을 통해서 플런저 몸체(42)는 수용부(46) 내에서 작은 반경 방향 간극을 가지며 안내되고, 이러한 안내 섹션은 직경(D1)을 가지며, 환형 홈(70)의 영역에서 플런저 몸체(42)의 직경은 "D2"로 표시된다.
본 발명에 따라, 환형 홈(70) 내에는 환형 홈(70)보다 더 큰 직경(D3)을 갖는 칼라 또는 반경 방향 돌출부(74)가 배치되는데, 직경(D3)은 직경(D1)보다는 단지 약간 더 작다. 돌출부(74)는 이 돌출부를 둘러싸는 수용부(46)와 함께, 롤러(44)의 윤활을 위해 배출 라인(72)을 통해 플런저 몸체(42) 내로 유동하는 윤활제를 위한 환형 간극 필터(76)를 형성한다. 돌출부(74)는 플런저 몸체(42)의 축방향으로 볼 때 배출 라인(72)의 통로 부근에서 환형 홈(70) 내의 플런저 몸체(42)에 배치된다. 플런저 몸체(42)의 전체 양정 운동에 걸쳐, 환형 홈(70)에서 배출 라인(72)과 연결되지 않는 부분은 공급 라인(48)과 겹치고, 환형 홈(70)에서 배출 라인(72)과 연결되는 부분은 공급 라인(48)과 겹치지 않는다.
플런저 몸체(42)의 안내 섹션(71)의 직경(D1)과 돌출부(74)의 직경(D3) 사이의 차이는, 한편으로는 윤활제를 위해 충분히 큰 유량 단면이 존재하고 다른 한편으로는 윤활제로부터 충분한 양의 입자가 저지됨으로써, 이러한 입자가 배출 라인(72) 및 플런저 몸체(42)에 도달할 수 없도록 결정된다.

Claims (4)

  1. 적어도 간접적으로 구동축(14)에 의해 양정 운동으로 구동되는 펌프 피스톤(12)을 갖는 하나 이상의 펌프 부재(10)를 포함한 펌프, 특히 고압 연료 펌프이며, 구동축(14)과 펌프 피스톤(12) 사이에는 수용부(46) 내에서 펌프 피스톤(12)의 양정 운동 방향으로 변위 가능하게 안내되고 지지 부재(44)를 통해 구동축(14)에 지지되는 플런저 몸체(42)를 구비한 플런저(40)가 배치되며, 수용부(46) 내로는 공급 라인(48)을 통해 윤활제가 공급되며, 수용부(46)로부터는 배출 라인(72)을 통하여 윤활제가 지지 부재(44)를 향해 플런저 몸체(42) 내로 안내되는, 펌프에 있어서,
    플런저 몸체(42)와 수용부(46) 사이에는 환형 간극 필터(76)가 제공되며, 환형 간극 필터는 수용부(46) 내로의 윤활제 공급 라인(48)과 플런저 몸체(42) 내로의 윤활제 배출 라인(72) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 플런저 몸체(42)의 외부 재킷은 환형 홈(70)을 포함하고, 환형 홈은 수용부(46) 내로의 윤활제 공급 라인(48) 및 플런저 몸체(42) 내로의 윤활제 배출 라인(72)과 항상 연결되고, 환형 홈(70) 내에는 환형 간극 필터(76)를 형성하기 위해 플런저 몸체(42)에 대해 반경 방향으로 환형 홈으로부터 돌출되어 주연부를 둘러싸는 돌출부(74)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 돌출부(74)의 반경 방향 연장부(D3)는 플런저 몸체(42)에 대해 반경 방향으로, 플런저 몸체(42)가 수용부(46) 내에서 안내되도록 하는 안내 섹션(71)의 반경 방향 연장부(D1)보다 단지 약간 더 작은 것을 특징으로 하는, 펌프.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 환형 간극 필터(76)의 유량 단면은 플런저 몸체(42) 내 배출 라인(72)의 유량 단면보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 펌프.
KR1020127033475A 2010-06-24 2011-05-24 펌프, 특히 고압 연료 펌프 KR20130086542A (ko)

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