KR20130103718A

KR20130103718A - 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛 및 연관된 조립 방법

Info

Publication number: KR20130103718A
Application number: KR1020137005394A
Authority: KR
Inventors: 가에타노 리글리에띠
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-09-24
Also published as: EP2612017B1; IT1401914B1; EP2612017A1; WO2012028507A1; RU2013114165A; JP5654682B2; ITMI20101594A1; JP2013540930A; RU2573434C2; CN103080530B; CN103080530A

Abstract

연료를 펌프 유닛의 실린더(5)에 끌어들이기 위하여, 피스톤(7)은 피스톤(7) 위에 장착된 지지 플레이트(11)와 펌프 본체(2) 사이에 배치된 스프링(10)에 의하여 실린더(5)를 따라서 배치되며, 피스톤(7)을 지지 플레이트(11)를 통하여 장착하기 위한 시트(14), 피스톤(7)을 지지 플레이트(11)에 결합하기 위한 시트(15), 피스톤(7)이 삽입 시트(14)와 결합 시트(15) 사이를 통과할 수 있게 하는 연통부(16)를 가지며, 연통부(16)는 각각의 자유 단부(18)를 각각 가지는 두 개의 탄성 변형가능한 암(17)에 의하여 측부 경계가 형성된다.

Description

내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛 및 연관된 조립 방법 {PUMP UNIT FOR FEEDING FUEL, PREFERABLY DIESEL FUEL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ASSOCIATED ASSEMBLY METHOD}

본 발명은 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 펌프 본체, 내연 기관에 연료를 공급하도록 설계된 피스톤 펌프 및 피스톤 펌프에 연료를 공급하도록 설계된 기어 펌프를 포함하는 펌프 유닛에 관한 것이다.

피스톤 펌프는 펌프 본체 내에서 형성된 적어도 하나의 실린더 및 실린더 내에서 활주 되도록 결합된 피스톤을 포함하며, 이는 피스톤 위에 장착된 지지 플레이트와 펌프 본체 사이에 배치된 스프링의 추력 하에 연료를 실린더 내로 끌어들이는 흡기행정 및 구동 장치의 추력 하에 실린더 내에 보유된 연료를 압축하는 압축행정을 수행하기 위함이다.

지지 플레이트는 개구를 구비하며, 개구는 지지 플레이트를 관통하여 형성되고 피스톤의 길이 방향 축에 평행하며, 피스톤을 지지 플레이트를 관통하여 삽입하는 시트(seat), 피스톤을 지지 플레이트 내에 결합하는 시트 및 피스톤이 삽입 시트와 결합 시트의 사이를 통과할 수 있게 하는 연통부(communicating section)를 포함한다.

일반적으로, 피스톤은 환형 홈을 구비하고, 환형 홈은 피스톤의 외부 표면 상에 형성되며 연통부의 폭보다 약간 큰 지름을 가지며, 삽입 시트는 실질적으로 원형 형상을 가지고 피스톤의 지름보다 약간 큰 지름을 가지며, 결합 시트는 실질적으로 원형 형상을 가지고 환형 홈의 지름보다 약간 큰 지름을 가진다.

피스톤이 삽입 시트 내로 도입되고 나면, 환형 홈이 연통부와 방사상으로 정렬될 때까지 피스톤과 지지 플레이트는 우선 서로에 관하여 축 방향으로 변위되며, 그 후 연통부를 통하여 환형 홈을 이동시킴으로써 피스톤을 삽입 시트로부터 결합 시트 내로 전달하도록 피스톤과 지지 플레이트는 서로에 관하여 반경 방향으로 변위된다.

연통부의 폭은 환형 홈의 지름보다 작으므로, 피스톤이 삽입 시트로부터 결합 시트 내로 변위될 때 환형 홈은 연통부와 간섭한다. 결과적으로, 상술한 유형의 공지된 펌프 유닛은 기본적으로 피스톤 위의 지지 플레이트 조립체가 환형 홈에 손상을 야기히고 금속 입자가 피스톤으로부터 박리될 수 있으며 따라서 피스톤의 피로 강도의 감소와 실린더 내의 피스톤의 시징(seizing)을 야기할 수 있다는 사실로 인하여 수많은 단점을 가진다.

본 발명의 목적은 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛, 상기에 설명된 단점을 가지지 않고 생산하기에 간단하고 저렴한 펌프 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 청구항 제1항 내지 제12항에 청구된 바와 같은 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛이 제공된다.

본 발명은 또한 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛을 조립하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 청구항 제13항 내지 제17항에 청구된 바와 같은 내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛을 조립하는 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예의 비제한적 예시를 예시하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 명확성을 위하여 일부가 제거되어 있는, 본 발명에 따른 펌프 유닛의 바람직한 실시예의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 제1 상세 측면도이다.
도 3은 도 1의 제2 상세 평면도이다.

도 1을 참조하면, 전문에서, 1은 내연 기관(미도시)에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하는 펌프 유닛을 나타낸다.

펌프 유닛(1)은 주어진 길이 방향 축(3)을 가지는 중앙 홀(미도시)이 제공된 펌프 본체(2)와 상기 내연 기관(미도시)에 연료를 공급하도록 설계된 피스톤 펌프(4) 와 펌프(4)에 연료를 공급하도록 설계된, 공지되고 미도시된 기어 펌프를 포함한다.

펌프(4)는 복수의 실린더(5)(그 중 하나만이 도1에 도시됨)을 포함하며, 이는 펌프 본체(2) 내에서 형성되고, 축(3) 주위에 균등하게 분포되며 축(3)에 실질적으로 수직인 각각의 길이 방향 축(6)을 가진다.

각각의 실린더(5)에는 연관된 피스톤(7)이 활주 되도록 결합되고, 피스톤은 실린더(5) 내에 축(6)에 동축으로 장착되고 지름 D1을 가지고 환형 홈(8)(도 2)을 구비하며, 환형 홈(8)은 피스톤(7) 자체의 중간 지점에서 피스톤(7)의 외부 표면에 형성되고 지름 D1보다 작은 지름 D2를 가진다.

피스톤(7)은 구동 장치(9)에 의하여 연관된 실린더(5)를 따라 교번 직선 운동으로 변위되며, 실시예에 따른 구동 장치는 구동 샤프트(미도시)를 포함하며, 구동 샤프트는 펌프 본체(2)를 통해 축(3)과 동축으로 연장되고, 펌프 본체(2)에 관하여 축(3)을 중심으로 회전도록 장착되며, 구름 베어링(rolling bearing)(미도시)를 거쳐서 슬리브(sleeve)(미도시)를 통해 회전가능하게 결합된 편심 부분을 가진다.

슬리브(미도시)는 축(3)에 평행한 길이 방향 축을 가지고 실린더(5)의 수량과 같은 수량의 복수의 평면이 제공된 원통형 표면에 의해 외부 경계가 형성되며, 복수의 평면은 연관된 피스톤(7)과 평면 자체의 사이에 배치된 각각의 디스크 요소(미도시)에 각각 대면한다.

구동 장치(9)는 또한 각각의 피스톤(7)을 위해, 연관된 축에(6) 동축으로 장착된 각각의 스프링(10)을 포함하고, 스프링(10)은 피스톤(7)에 장착된 실질적으로 평평한 지지 플레이트(11)와 펌프 본체(2) 사이에서 연관된 축(6)에 관하여 직각으로 배치되며, 피스톤(7) 자체를 연관된 디스크 요소(미도시)와 접촉하는 상태로 변위시키도록 - 그리고 평상시에는 이 상태를 유지하도록 - 설계된다.

구동 샤프트(미도시)의 회전에 따라서, 각각의 피스톤(7)은, 연료를 연관된 실린더(5) 내로 연료를 끌어들이기 위한 바깥 흡입 행정(outward intake stroke) 중 연관된 스프링(10)에 의하여 변위되고, 상기 연관된 실린더(5) 내에 함유된 연료를 압축하기 위한 귀환 압축 행정(return compression stroke) 중, 구동 샤프트(미도시)의 편심 부분, 슬리브(미도시) 및 연관된 와셔(washer)(미도시)에 의하여 변위된다.

도 3에 도시된 바에 따라서, 플레이트(11)는 개구(12)를 가지며, 개구는 지지 플레이트(11)을 관통하여 형성되고, 축(6)에 평행하며, 축(6)과 실질적으로 동일 평면상에 대칭 평면(S)을 가지며, 성형된 측벽(13)에 의해 경계가 형성되며, 피스톤(7)을 플레이트(11)를 통하여 삽입하기 위한 시트(14), 피스톤(7)을 플레이트(11) 내에 결합하기 위한 시트(15) 및 시트(14)와 시트(15) 사이에 통로를 형성하는 연통부(16)를 포함한다.

시트(14)는 실질적으로 원형의 형상, 축(6)과 상이한 곡률 중심(C1) 및 피스톤(7)의 지름(D1)보다 약간 큰 지름(D3)을 가지며, 시트(15)는 실질적으로 원형의 형상, 실질적으로 축(6)을 따라서 배치된 곡률 중심(C2) 및 피스톤(7)의 지름(D1)보다 약간 작고 홈(8)의 지름(D2)보다 약간 큰 지름(D4)을 가진다.

더욱이, 중심(C1)과 중심(C2)사이의 거리는 두 개의 시트(14 및 15)의 곡률 반지름의 합보다 작다는 점을 주목하여야 한다.

연통부(16)는 두 개의 탄성 변형가능한 암(17)에 의하여 측부 경계가 형성되며, 실시예에 따라, 암은 개구(12) 내의 벽(13)으로부터 돌출되어 평면(S)의 반대측으로 연장되고 플레이트(11) 내에 축(6)에 평행하게 형성된 각각의 홀(19)이 제공된 각각의 자유 단부(18)를 가진다.

암(17)은 평상시에 초기의 좁은 구조(도 3)로 배치되며, 여기서 부분(16)이 평면 S에 관하여 수직으로 측정되었을 때 홈(8)의 지름 D2보다 약간 작은 폭(L1)을 가지며, 각각의 암(17)이 실질적으로 V형상의(V-shaped) 형태를 가지고 다른 암(17)과 협력하여 시트(14)의 부분과 시트(15)의 부분을 형성한다.

개구(12)는 또한 두 개의 리세스(recess)(20)을 포함하며, 리세스는 평면(S)의 반대 측에 형성되고 벽(13)과 연관된 암(17)에 의해 각각 경계가 형성된다.

플레이트(11)를 피스톤(7)에 조립하기 위하여:

피스톤(7)은 삽입 시트(14) 내로 삽입되고,

플레이트(11)는 홈(8)이 연통부(16)와 방사상으로 정렬되도록 피스톤(7)을 따라 축 방향으로 변위되며,

부분(16)에 최종 넓혀진 구조(미도시)를 제공하기 위하여 암(17)은 예로서 홀(19) 내에 결합된 벌림 도구(splaying tool)를 통해 연관된 리세스(20) 내에서 벌어지며, 여기서 부분(16)은 평면 S에 관하여 수직으로 측정되었을 때 폭 L1보다 크고 홈(8)의 지름과 적어도 동일한 폭 L2를 가지며,

홈(8)을 부분(16)을 통해 이동시키기 위하여 피스톤(7)이 시트(14)로부터 결합 시트(15) 내로 반경 방향으로 변위되고,

암(17)이 해제되어 피스톤(7)을 시트(15) 내에 방사상으로 구속한다.

실시예에 따른 홈(8)이 플레이트(11)의 두께보다 큰 높이(H)를 가지므로, 플레이트(11)는 최종적으로 피스톤(7)과 접촉 상태가 되도록 축 방향으로 변위된다.

암(17)의 최종 넓혀진 구조는 피스톤(7)이 부분(16)과 간섭하지 않고 시트(14)로부터 시트(15) 내로 반경 방향으로 변위되도록 하며, 따라서 홈(8)의 손상, 피스톤(7)으로부터의 금속 입자의 박리, 피스톤(7)의 피로 강도의 감소 및 실린더(5) 내의 피스톤(7) 시징을 방지한다.

Claims

내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프이며,
펌프 본체(2)와
펌프 본체(2) 내에서 형성된 적어도 하나의 실린더(5)와,
실린더(5) 내에 활주 가능하게 결합되고 적어도 하나의 제1 지름 (D2)를 가지는 피스톤(7)과,
피스톤(7) 상에 장착된 지지 플레이트(11)와,
실린더(5) 내로 연료를 끌어들이는 흡입 행정시 피스톤(7)을 변위시키기 위한, 펌프 본체(2)와 지지 플레이트(11) 사이에 배열된 스프링(10)과,
그리고 상기 실린더(5) 내에 수용된 연료를 압축하기 위한 압축 행정시 피스톤(7)을 변위시키기 위한 구동 장치를 포함하며,
지지 플레이트(11)는 지지 플레이트(11)를 관통하여 형성된, 피스톤(7)의 길이 방향 축(6)에 평행한 개구(12)를 가지며, 개구(12)는 지지 플레이트(11)를 관통하여 피스톤(7)을 삽입하기 위한 시트(14), 피스톤(7)을 지지 플레이트(11) 내에 결합하기 위한 시트(15) 및 피스톤(7)이 삽입 시트(14)와 결합 시트(15) 사이를 통과할 수 있게 하는 연통부(16)를 포함하며,
연통부(16)는 이의 초기 좁은 구조에서 상기 제1 지름(D2)보다 약간 작은 제1 폭(L1)을 가지며,
연통부(16)는 각각의 자유 단부(18)를 각각 가지는 두 개의 탄성 변형가능한 암(17)에 의하여 측부 경계가 형성되는 특징을 갖는 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 연통부(16)는 두 개의 암(17)이 넓혀진 이후의 그 최종 넓혀진 구조에서 적어도 상기 제1 지름(D2)과 동일한 제2 폭(L2)을 갖는 펌프 유닛.
제2항에 있어서, 암(17)이 상기 암(17)을 최종 넓혀진 구조로 변위시킬 수 있도록 설계된 각각의 그립 수단(gripping means)(19)을 가지는 펌프 유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서, 암(17)은 암(17)을 최종 넓혀진 구조로 변위시키기 위해 적어도 하나의 벌림 도구(splaying tool)가 결합되도록 설계된 각각의 그립 시트(gripping seat)(19)를 가지는 펌프 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입 시트(14)와 결합 시트(15)가 실질적으로 원형인 펌프 유닛.
제5항에 있어서, 삽입 및 결합 시트(14, 15)의 곡률의 중심(C1, C2)이 서로로부터 상기 삽입 및 결합 시트(14, 15)의 반지름의 합보다 작은 거리에 배치된 펌프 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구(12)는 상기 암(17)의 탄성 변형 이후 암(17)을 수용하기 위해 연통부(16)의 대향 측부에 배치된 두 개의 리세스(recess)(20)를 더 포함하는 펌프 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤(7)은 제2 지름(D1)을 가지며, 피스톤(7)의 외부 표면 상에 형성되고 상기 제1 지름(D2)을 가지는 적어도 하나의 환형 홈(8)을 포함하는 펌프 유닛.
제8항에 있어서, 삽입 시트(14)는 제2 지름(D1)보다 약간 큰 제3 지름(D3)을 가지며, 결합 시트(15)는 제1 지름(D2)보다 약간 크고 제2 지름(D1)보다 약간 작은 제4 지름(D4)을 가지는 펌프 유닛.
제8항 또는 제9항에 있어서, 환형 홈(8)이, 상기 축(6)에 평행하게 측정되었을 때 지지 플레이트(11)의 두께보다 큰 높이(H)를 가지는 펌프 유닛.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개의 암(17)은 개구(12) 내에서 개구(12)의 측벽(13)으로부터 돌출되는 펌프 유닛.
제11항에 있어서, 적어도 암(17)이 그 초기 좁은 구조로 배치되었을 때, 각각의 암(17)이 실질적으로 V형상 형태이고, 다른 암(17)과 협력하여 삽입 시트(14)의 부분과 결합 시트(15)의 부분을 형성하는 펌프 유닛.
내연 기관에 연료, 특히 디젤 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛을 조립하는 방법이며,
펌프 유닛은
펌프 본체(2)와,
펌프 본체(2) 내에서 형성된 적어도 하나의 실린더(5)와,
실린더(5) 내에 활주 가능하게 결합되고 지지 플레이트(11)를 통하여 연장되며 적어도 하나의 제1 지름 (D2)를 가지는 피스톤(7)과,
실린더(5) 내로 연료를 끌어들이는 흡입 행정시 피스톤(7)을 변위시키기 위한, 펌프 본체(2)와 지지 플레이트(11) 사이에 장착된 스프링(10) 및
상기 실린더(5) 내에 수용된 연료를 압축하기 위한 압축 행정시 피스톤(7)을 변위시키기 위한 구동 장치를 포함하며,
지지 플레이트(11)는 지지 플레이트(11)를 통해 형성된, 피스톤(7)의 길이 방향 축(6)에 평행한 개구(12)를 가지며, 개구(12)는 지지 플레이트(11)를 관통하여 피스톤(7)을 삽입하기 위한 시트(14), 피스톤(7)을 지지 플레이트(11) 내에 결합하기 위한 시트(15) 및 피스톤(7)이 삽입 시트(14)와 결합 시트(15) 사이를 통과할 수 있게 하는 연통부(16)를 포함하며, 연통부(16)는 각각의 자유 단부(18)를 각각 가지는 두 개의 탄성 변형가능한 암(17)에 의하여 측부로 경계가 형성되며, 그 초기 좁은 구조에서 상기 제1 지름(D2)보다 약간 작은 제1 폭(L1)을 가지며,
상기 방법은
피스톤(7)을 삽입 시트(14) 내로 안내하는 단계와,
연통부(16)가 적어도 상기 제1 지름(D2)와 동일한 제2 지름(L2)을 갖는 최종 넓혀진 구조가 되도록 두 개의 암(17)을 넓히는 단계, 및
피스톤(7)을 연통부(16)를 통하여 삽입 시트(14)로부터 결합 시트(15) 내로 변위시키기 위하여 피스톤(7)과 지지 플레이트(11)를 상기 축(6)에 대해 횡방향으로 서로에 대하여 변위시키는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 피스톤(7)은 연통부(16)와 간섭하지 않고 삽입 시트(14)로부터 결합 시트(15) 내로 변위되는 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서, 두 개의 암(17)을 해제하여 피스톤(7)을 결합 시트(15) 내에 방사상으로 구속하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤(7)이 제2 지름(D1)을 가지고, 환형 홈(8)을 포함하며, 환형 홈(8)은 피스톤(7)의 외부 표면상에서 형성되고 상기 제1 지름(D2)을 가지며,
상기 방법은
환형 홈(8)을 연통부(16)와 정렬하기 위하여 피스톤(7)과 지지 플레이트(11)를 축 방향으로 삽입 시트(14)를 통해 서로에 관하여 변위시키는 단계, 및
환형 홈(8)을 연통부(16)를 통해 이동시키도록 피스톤(7)과 지지 플레이트(11)를 반경 방향으로 서로에 관하여 변위시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 환형 홈(8)은 피스톤(7)의 중간 지점에서 형성되며, 상기 축(6)에 평행하게 측정되었을 때 지지 플레이트(11)의 두께보다 큰 높이(H)를 가지고,
상기 방법은
지지 플레이트(11)를 상기 피스톤(7)에 접한 상태로 축 방향으로 고정시키도록 피스톤(7)과 지지 플레이트(11)를 결합 시트(15)를 통하여 축 방향으로 서로에 관하여 변위시키는 단계를 더 포함하는 방법.