KR20140133870A - 밀봉 방식으로 캡슐화된 부품 및 상기 부품의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이스 부분(2), 밀봉 부재(3), 인서트 부재(4), 및 적어도 부분적으로 상기 인서트 부재(4) 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 상기 베이스 부분(2) 둘레로 연장되는 캡슐화부(6)를 포함하는 부품에 관한 것이다. 상기 인서트 부재(4)는 상기 캡슐화부(6)와 상기 밀봉 부재(3) 사이에 배치된다.
Description
본 발명은 추가 재료로 캡슐화된 부품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 캡슐화된 부품의 제조 방법 및 본 발명에 따른 캡슐화된 부품을 포함하는 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것이다.
선행 기술에는 특히 플라스틱으로 캡슐화된 금속 베이스 부분이 개시되어 있다. 베이스 부분과 캡슐화부의 상이한 팽창 계수에 의해, 종종 베이스 부분에 대한 캡슐화부의 불충분한 고정이 나타난다. 따라서, 마이크로 갭이 생기고, 상기 마이크로 갭 내로, 모세관 효과에 의해 촉진되어, 유체 또는 기체가 침투할 수 있다. 이러한 누설은 바람직하지 않은 부식 현상을 초래할 수 있다. 또한, 선행 기술에서는 베이스 부분과 캡슐화부 사이의 밀봉성을 개선하고자 하는 노력이 있었다. 이를 위해, 예를 들면 래비린스 시일이 사용될 수 있고, 상기 래비린스 시일에서 베이스 부분에 하나 또는 다수의 리세스가 형성되며, 상기 리세스는 캡슐화 동안 캡슐화된 플라스틱에 의해 채워진다. 그러나, 이 기술도 충분한 밀봉을 제공하지 못하는 것으로 나타났다.
종종 큰 온도 변동에 노출되는 부품들에서는 캡슐화부가 베이스 부분에 밀봉 방식으로 접촉하는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는 캡슐화부와 베이스 부분 사이의 밀봉성이 향상된, 부품 및 상기 부품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 부품 및 청구항 제 8 항에 따른 제조 방법에 의해 달성된다.
청구항 제 1 항에 따른 본 발명의 부품은 인서트 부재가 장착되는 베이스 부분을 포함한다. 상기 베이스 부분과 인서트 부재 사이에 밀봉 부재가 삽입된다. 부품은 또한 적어도 부분적으로 인서트 부재 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 베이스 부분 둘레로 연장되는 캡슐화부를 포함한다. 밀봉 부재는 바람직하게, 온도 변동시 베이스 부분과 캡슐화부의 상이한 팽창 계수에도 불구하고 항상 베이스 부분 및 인서트 부재와 접촉된 상태로 유지되도록 설계된다. 이로 인해, 선행 기술에 비해 향상된, 캡슐화부와 베이스 부분 사이의 밀봉성이 가능해진다. 본 발명에 따른 부품은 환경 영향이 변할 때도 밀봉성이 유지되는 캡슐화부를 허용한다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예를 제시한다.
바람직하게는 밀봉 부재가 챔버 내부에 장착되고, 상기 챔버는 특히 캡슐화부에 대해 캡슐화된 링 챔버이다. 따라서, 캡슐화부가 밀봉 부재에 도달하여 상기 밀봉 부재를 손상시키지 않는다. 또한, 환경 영향이 변할 때 밀봉 부재가 자유로이 탄성 변형될 수 있는 것이 보장된다. 이는 충분한 밀봉을 보장할 수 있게 한다. 챔버는 바람직하게 링 챔버이다.
밀봉 부재용 챔버가 인서트 부재 및 베이스 부분에 의해 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이는 예를 들면 포트형 또는 실질적인 원통형 인서트 부재에 의해 구현될 수 있고, 상기 인서트 부재는 인서트 부재의 표면이 베이스 부분을 커버하도록 베이스 부분에 장착된다. 또한, 챔버가 베이스 부분의 2개의 각진 표면 및 인서트 부재의 2개의 각진 표면에 의해 형성될 수 있다. 이러한 모든 가능성들은 베이스 부분 및 인서트 부재가 매우 가볍고 저렴하게 제조될 수 있다는 장점을 갖는다.
대안으로서, 인서트 부재가 바람직하게 2 부분으로 구성되고, 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함한다. 따라서, 밀봉 부재용 챔버는 바람직하게 베이스 부분의 적어도 하나의 표면 및 인서트 부재의 제 1 부분 및 제 2 부분의 적어도 하나의 표면에 의해 형성된다. 이 경우, 인서트 부재의 제 1 부분 및 제 2 부분은 베이스 부분의 표면과 접촉한다. 인서트 부재의 2부분 형상에 의해, 베이스 부분은 제 1 대안에서보다 더 다양한 형상들을 가질 수 있다.
대안으로서, 베이스 부분은 바람직하게 인서트 부재에 의해 커버되는 리세스를 포함한다. 이로 인해, 밀봉 부재용 챔버가 생긴다. 이 변형예는 복잡하지 않은 제조시 주변에 대한 밀봉 부재용 챔버의 확실한 캡슐화를 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 인서트 부재 및/또는 베이스 부재는 완전히 캡슐화된다. 인서트 부재의 완전한 캡슐화는 밀봉 부재용 챔버의 확실한 캡슐화를 위해 바람직하다. 베이스 부분의 완전한 캡슐화는 외부 영향으로부터 베이스 부분의 포괄적인 보호를 가능하게 한다.
바람직하게는 인서트 부재가 용융 영역을 포함하고, 상기 용융 영역은 캡슐화부와 함께 용융된다. 상기 용융 영역은 부분 영역 또는 전체 인서트 부재를 포함할 수 있다. 용융에 의해, 캡슐화부와 인서트 부재가 서로 견고하고 확실하게 결합되고 서로 분리될 수 없는 것이 보장된다. 이로 인해, 밀봉 부재용 챔버의 캡슐화가 보장될 수 있다.
또한, 베이스 부분이 금속 재료로 이루어지고 및/또는 인서트 부재가 플라스틱으로 이루어지며 및/또는 캡슐화부가 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 인서트 부재 및 캡슐화부가 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 캡슐화부와 인서트 부재의 상이한 팽창 특성이 배제된다.
또한, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 청구항 제 9 항에 따른 방법에 관한 것이다: 먼저 베이스 부분, 밀봉 부재 및 인서트 부재가 제공되어야 한다. 그리고 나서, 밀봉 부재와 인서트 부재는 밀봉 부재가 베이스 부분과 인서트 부재 사이의챔버 내부에 장착되도록 베이스 부분의 표면 상에 배치된다. 바람직하게는 밀봉 부재가 베이스 부분과 인서트 부재 사이의 챔버 내부에 배치되고, 상기 챔버는 주변에 대해 캡슐화된다. 따라서, 인서트 부재와 베이스 부재의 최종의 적어도 부분적인 캡슐화 동안 용융물이 밀봉 부재의 챔버 내로 침투할 수 없는 것이 보장된다. 이로 인해, 밀봉 부재는 온도 영향의 변화시에도 그 밀봉 효과를 유지할 수 있도록 충분히 탄성 변형될 수 있다.
바람직하게 본 방법은 베이스 부분과 인서트 부재의 캡슐화 단계 동안 인서트 부재의 용융 영역이 캡슐화부와 함께 용융됨으로써 실시된다. 대안으로서 또는 추가로, 인서트 부재와 캡슐화부는 캡슐화 단계 후에, 캡슐화부가 경화되면, 용융될 수 있다. 이를 위해, 특히 플라스틱 용접의 방법이 사용될 수 있다. 이 단계는 캡슐화부 및 인서트 부재가 하나의 유닛을 형성함으로써 이들이 더 이상 분리될 수 없다는 장점을 갖는다. 따라서, 인서트 부재와 캡슐화부 사이의 밀봉성이 보장된다.
또한, 본 발명은 청구항 제 11항에 따라 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것이다. 연료 분사 시스템은 전술한 바와 같은, 본 발명에 따른 부품을 포함한다. 본 발명에 따른 부품은 바람직하게 연료 분사 시스템 내의 연료 안내 영역에 사용되는데, 그 이유는 여기에 캡슐화부를 포함하는 부품이 필요하기 때문이다. 상기 캡슐화부는 베이스 부분에 항상 밀봉 방식으로 접촉해야 한다. 여기서, 부품은 큰 온도 변동에 노출되지만, 이 온도 변동이 베이스 부분과 캡슐화부 사이의 밀봉성을 떨어뜨리지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 부품을 포함하는 분사 밸브의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 부품을 포함하는 분사 밸브의 개략도.
도 1은 제 1 실시예에 따른 본 발명의 부품(1)을 단면도로 도시한다. 부품(1)은 바람직하게 도 4에 도시된 바와 같은 분사 밸브에 사용된다. 부품은 베이스 부분(2)을 포함하고, 베이스 부분(2)에는 캡슐화부(6)가 제공된다. 베이스 부분은 2개의 부분으로, 즉 제 1 부분 영역(21) 및 제 2 부분 영역(22)으로 이루어진다. 캡슐화부(6)와 베이스 부분(2) 사이의 밀봉성을 보장하기 위해, 밀봉 부재(3)가 사용된다. 밀봉 부재(3)는 챔버(5)의 내부에 배치되고, 상기 챔버(5)는 베이스 부분(2)의 표면 및 인서트 부재(4)의 표면에 의해 형성된다.
이 실시예에서, 베이스 부분(2)은 2개의 서로 수직으로 놓인 표면들(23, 24)을 포함하고, 상기 표면들은 한편으로는 챔버(5)에 대한 경계를 형성하며, 다른 한편으로는 인서트 부재(4)와 접촉한다. 이로 인해, 챔버(5)는 주변으로부터 완전히 캡슐화된다. 따라서, 밀봉 부재(3)는 주변 조건에 따라 챔버(5) 내에서 자유로이 탄성 변형될 수 있다. 이 실시예에서, 밀봉 부재(3)는 O-링이고, 원형 횡단면을 갖는다. 챔버(4)는 사각형 횡단면을 가진 링 챔버이다. 특히, 밀봉 부재(3)는 챔버(4)를 완전히 채우지 않기 때문에, 밀봉 부재(3)가 챔버(4) 내에서 더 탄성 변형될 수 있다.
인서트 부재(4)는 베이스 부분(2)을 부분적으로 커버하는 캡슐화부(6)에 의해 완전히 둘러싸인다. 밀봉 부재(3)는 인서트 부재(4)와 함께 베이스 부분(2)의 제 1 부분 영역(21)과 제 2 부분 영역(22) 사이의 접합부(25)를 주변에 대해 밀봉한다.
인서트 부재(4)에 대한 캡슐화부(6)의 충분한 접착을 보장하기 위해, 그리고 캡슐화부(6)와 인서트 부재(4) 사이의 밀봉성을 보장하기 위해, 인서트 부재(4)는 래비린스 형태의 용융 영역(7)을 포함한다. 상기 용융 영역(7)은 캡슐화부(6)와 함께 용융됨으로써, 캡슐화부(6) 및 인서트 부재(4)가 적어도 부분적으로 하나의 유닛을 형성한다. 전체적으로 이 실시예에 의해, 환경 영향이 변할 때도 캡슐화부(6)와 베이스 부분(2) 사이의 높은 밀봉성이 보장된다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품(1)을 단면도로 도시한다. 제 1 실시예와 유사하게, 제 2 실시예의 부품(1)은 분사 밸브(100) 내에 사용된다(도 4 참고). 상기 실시예에서와 동일한 또는 기능상 동일한 부재들은 동일한 도면 부호로 표시된다. 제 1 실시예와는 달리, 제 2 실시예에서는 인서트 부재(4)가 2개로 분할되고, 제 1 부분(41)과 제 2 부분(42)을 포함한다. 따라서, 밀봉 부재(3)가 배치된 챔버(5)는 제 1 실시예에서와는 다른 표면에 의해 형성된다. 챔버(5)는 베이스 부분(2)의 하나의 표면, 제 1 인서트 부재(41)의 하나의 표면 및 인서트 부재(42)의 제 2 부분의 2개의 표면에 의해 한정된다. 추가로, 제 1 부분(41) 및 제 2 부분(42)은 챔버(5)를 한정하는 베이스 부분(2)의 표면에 놓인다. 또한, 제 2 부분(42)은 제 1 부분(41)의 리세스(43) 내로 삽입된다. 캡슐화부(6)는 인서트 부재(4)의 제 2 부분(42)을 완전히, 그리고 인서트 부재(4)의 제 1 부분(41)을 부분적으로만 커버한다.
2개로 분할된 인서트 부재(4)의 사용에 의해, 베이스 부분(2)의 디자인에 대한 요구 조건이 줄어드는데, 그 이유는 베이스 부분(2)에서 챔버(5)를 한정하는 제 2 표면이 생략될 수 있기 때문이다. 여기서도, 인서트 부재(4)는 용융 영역(7)을 포함하고, 상기 용융 영역은 캡슐화부(6)와 함께 용융된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서도 캡슐화부(6) 및 인서트 부재(4)가 적어도 부분적으로 하나의 유닛을 형성한다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 도 4에 도시된 바와 같이 분사 밸브(100)에 사용될 수 있는 부품(1)을 단면도로 도시한다. 상기 실시예에서와 동일한 또는 기능상 동일한 부재들은 동일한 도면 부호로 표시된다. 이 실시예에서, 밀봉 부재(3)용 챔버(5)는 주로 베이스 부분(2)의 리세스에 의해 형성된다. 바람직하게는 리세스가 밀봉 부재(3)를 완전히 수용하기에 충분한 크기이다. 또한, 챔버(5)는 베이스 부분(2)의 리세스를 커버하는 인서트 부재(4)에 의해 형성된다. 이 실시예에서는 챔버(5)의 충분한 캡슐화를 보장하기 위해 인서트 부재(4)의 부분적인 캡슐화만이 필요하다. 따라서, 캡슐화부(6)는 인서트 부재(4)의 일부만을 포함한다. 전술한 실시예와 유사하게, 인서트 부재(4)는 용융 영역을 포함하고, 상기 용융 영역은 캡슐화부(6)와 함께 용융된다. 이 실시예의 장점은 구조로 인해 용융물이 챔버(5) 내로 침투할 수 없다는 것이다. 따라서, 복잡하지 않은 제조에서 챔버(5)의 캡슐화가 달성된다.
2 베이스 부분
3 밀봉 부재
4 인서트 부재
5 챔버
6 캡슐화부
7 용융 영역
3 밀봉 부재
4 인서트 부재
5 챔버
6 캡슐화부
7 용융 영역
Claims (11)
- 부품으로서,
- 베이스 부분(2),
- 밀봉 부재(3),
- 인서트 부재(4), 및
- 적어도 부분적으로 상기 인서트 부재(4) 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 상기 베이스 부분(2) 둘레로 연장되는 캡슐화부(6)를 포함하고, 상기 인서트 부재(4)는 상기 캡슐화부(6)와 상기 밀봉 부재(3) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 부품. - 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)는 상기 캡슐화부(6)에 대해 캡슐화된 챔버(5) 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)용 상기 챔버(5)는 상기 인서트 부재(4) 및 상기 베이스 부분(2)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 2 항에 있어서, 상기 인서트 부재(4)는 제 1 부분(41) 및 제 2 부분(42)을 포함하고, 상기 밀봉 부재(3)용 상기 챔버(5)는 상기 인서트 부재(4)의 상기 제 1 부분(41) 및 상기 제 2 부분(42)과 상기 베이스 부분(2)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)용 상기 챔버(5)는 상기 베이스 부분(2)의 리세스에 의해 형성되고, 상기 리세스는 상기 인서트 부재(4)에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트 부재(4) 및/또는 상기 베이스 부분(2)은 완전히 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트 부재(4)는 용융 영역(7)을 포함하고, 상기 용융 영역(7)은 상기 캡슐화부(6)와 함께 용융되는 것을 특징으로 하는 부품.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분은 금속 재료로 이루어지고 및/또는 상기 인서트 부재는 플라스틱으로 이루어지며 및/또는 상기 캡슐화부는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품.
- 베이스 부분(2)의 캡슐화 방법에 있어서,
- 베이스 부분(2), 밀봉 부재(3) 및 인서트 부재(4)를 제공하는 단계,
- 상기 베이스 부분(2)과 상기 인서트 부재(4) 사이의 챔버(5) 내부에 상기 밀봉 부재(3)를 배치하는 단계,
- 상기 인서트 부재(4)와 상기 베이스 부재(2)의 적어도 부분적인 캡슐화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐화 방법. - 제 9 항에 있어서, 캡슐화 동안 상기 인서트 부재(4)의 용융 영역이 캡슐화부와 함께 용융되고 및/또는 상기 인서트 부재(4) 및 상기 캡슐화부(6)가 캡슐화 단계 후, 특히 플라스틱 용접에 의해 용융되는 것을 특징으로 하는 캡슐화 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 부품(1)을 포함하는 내연기관용 연료 분사 시스템.
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