KR20150016956A - 연료 계량 장치 - Google Patents

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 내연기관 내로 연료를 계량하는 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 유동 채널(13) 및 상기 유동 채널(13)과 연결된 적어도 하나의 배출구(14)를 구비한 연료 분배기(11); 상기 연료 분배기(11)에 연결되며, 연료를 계량하기 위해 사용되고 상기 배출구(14)에 장착될 수 있는 연결부(15)를 구비한 밸브(12); 및 상기 연결부(15)가 상기 배출구(14)에 장착되는 영역에서 상기 연료 분배기(11)와 상기 밸브(12)를 서로 압력 밀봉 방식으로 연결하는 연결 수단;을 포함한다. 높은 압력을 확실하게 견디고 연료 분배기 및 밸브(12)의 간단한, 자동화된 조립을 허용하는, 연료 분배기(11)와 밸브(12) 사이의 밀봉을 형성하기 위해, 상기 연결 수단은 배출구(14)를 둘러싸는 시트면(22); 상기 시트면(22)에 놓인 헤드면(231) 및 언더컷(232)을 구비하며 상기 연결부(15)에 형성된 연결 헤드(23); 상기 연료 분배기(11)에 고정된 고정 나사(27)용의 적어도 하나의 나사 홀(26)을 구비하며 상기 언더컷(232)에 맞물리는 플랜지 부재(24); 및 상기 밸브(12)에 고정된 수용 부재(25);를 포함하고, 상기 수용 부재 내에 플랜지 부재(24)가 고정 나사(27)와 관련해서 정확히 위치 설정된 나사 홀(26)과 형상 끼워맞춤 방식으로 놓인다.

Description

연료 계량 장치{DEVICE FOR METERING FUEL}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관 내로 연료를 계량하는 장치에 관한 것이다. 이와 관련해서, 연료는 유체의, 즉 액체 또는 기체 연료를 의미하고, 연료의 화학적 에너지는 내연기관, 예컨대 오토(Otto) 엔진, 디젤 엔진 또는 가스 엔진에서의 연소에 의해 구동력으로 변환된다.
내연기관 내로 연료를 분사하는 공지된 장치(DE 197 58 817 B4)에서, 연결 개구를 둘러싸는 연결 컵이 연료 분배기에 성형되고, 상기 연결 컵 내로 공급 섹션을 구비한 중간 슬리브가 삽입되며 O-링에 의해 컵 벽에 대해 밀봉된다. 중간 슬리브는 중간 슬리브 및 연결 컵에 형상 끼워맞춤 방식으로 맞물리는 고정 부재에 의해 연료 분배기에 고정된다. 연료 계량 밸브의 연결부는 중간 슬리브의 확대된 섹션 내로 삽입되고, O-링에 의해 슬리브 벽에 대해 밀봉된다. 연료 분배기 및 밸브에는 각각 하나의 스프링 수용부가 형성되고, 스프링 수용부들 사이에 압축 스프링이 지지된다. 내연기관의 실린더 헤드 내의 실린더 헤드 보어 내로 밸브를 삽입하고 실린더 헤드에 연료 분배기를 고정한 후에, 조립시 압축된 압축 스프링이 밸브를 실린더 보어 내에 비-형상 끼워맞춤 방식으로 고정한다.
본 발명의 과제는 연결부가 배출구에 장착되는 영역에서 연료 분배기와 밸브 사이에, 극도로 높은 압력에서도 확실하게 밀봉하며 긴 수명을 갖는 시일이 형성되는, 연료 계량 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 연료 계량 장치에 의해 달성된다.
청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 장치는 연결부가 배출구에 장착되는 영역에서 연료 분배기와 밸브 사이에, 극도로 높은 압력에서도 확실하게 밀봉하며 긴 수명을 갖는 시일이 형성된다는 장점을 갖는다. 연결 헤드와 배출구 상의 시트면 사이에 압착력을 형성하는 플랜지 부재를 밸브에 고정된 수용 부재 내에 위치 설정함으로써, 조립시 나사 홀이 연료 분배기에 고정된 적어도 하나의 고정 나사에 의해 "블라인드" 상태로 찾아져서, 조립이 간단해지고 자동화된다. 선택적으로, 밸브 및 연료 분배기의 예비 조립 또는 내연기관의 실린더 헤드 내에 이미 삽입된 밸브에 연료 분배기의 조립이 이루어질 수 있다. 연료 분배기 및 밸브의 조립 후에, 적어도 하나의 고정 나사에 의해 연료 분배기에 고정된 플랜지 부재가 연결 헤드를 연료 분배기 상의 시트면에 고정함으로써, 수용 부재가 부하를 받지 않는다. 따라서, 수용 부재에 대한 별도의 강도 조건이 주어질 필요가 없다.
종속 청구항들에 제시된 조치들에 의해 청구항 제 1 항에 제시된 장치의 바람직한 개선이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 플랜지 부재는 플랫 부품이고, 수용 부재는 플랫 플랜지 부재용의 적어도 하나의 지지면, 및 상기 플랜지 부재와 맞물리는 다수의 록킹 후크를 포함한다. 각각의 록킹 후크는 적어도 하나의 지지면으로부터 축 방향으로 돌출한, 일체형으로 성형된 후크 베이스, 및 상기 후크 베이스로부터 내부로 돌출한 록킹 노우즈를 포함하고, 상기 록킹 노우즈는 상기 지지면으로부터 떨어진 측에서 플랜지 부재와 맞물린다. 록킹 후크는 한편으로는 플랜지 부재를 밸브에 고정하고, 다른 한편으로는 연료 분배기 및 밸브의 조립시 플랜지 부재와 연결 헤드 상의 언더컷 사이의 축 방향 공차 보상을 허용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 후크 베이스와 플랜지 부재 사이에, 플랜지 부재를 위치 설정하는 형상 끼워맞춤 결합이 이루어진다. 상기 형상 끼워맞춤 결합은 연료 분배기 상의 적어도 하나의 고정 나사에 대해 플랜지 부재 내의 적어도 하나의 나사 홀을 정확한 위치로 정렬한다.
연료 계량 밸브들은 통상 밸브 하우징을 포함하고, 상기 밸브 하우징은 단부 측에서 밸브 하우징 내로 삽입되며 상기 밸브 하우징과 재료 결합 방식으로 결합된 연결 부재에 의해 폐쇄된다. 연결 부재는 공급 홀을 포함하며, 상기 공급 홀은 연결부를 밸브 하우징 내에 있는 유체 채널과 연결하고, 상기 유체 채널은 밸브의 계량 개구의 전방에 배치된 밸브 챔버와 통한다. 연결부는 밸브의 제 1 구성 방식에서 별도의 부품으로서 연결 부재 내의 블라인드 홀 내로 삽입되고 플라스틱 성형부에 의해 연결 부재 및 밸브 하우징에 고정된다. 밸브의 제 2 구성 방식에서, 연결부는 연결 부재와 일체형으로 형성된다.
밸브의 제 1 구성 방식에 맞춰진 본 발명의 실시예에서, 플랜지 부재는 밸브 축에 대해 거울 대칭으로 형성되고, 연결부용의 중앙 통과 홀 및 직경에 배치된 2개의 나사 홀을 포함하고, 연결 헤드의 언더컷에 맞물리는 압착면은 관통 홀 내에 성형된다. 플랜지 부재는 밸브의 조립시에 이미 포함되어 연결부 상으로 슬라이딩된 후에, 연결부가 연결 부재 내로 삽입되고, 플라스틱 성형부에 의해 연결 부재와 밸브 하우징에 고정된다. 플라스틱 성형부의 성형시, 수용 부재가 동일하게 함께 사출된다.
밸브의 제 2 구성 방식에 맞춰진 본 발명의 실시예에서, 플랜지 부재는 포그형으로 형성되며, 연결부와 맞물리는 2개의 포크 암과 상기 포크 암을 서로 연결하는 포크 백을 포함하고, 상기 포크 암들은 각각 연결 헤드의 언더컷과 맞물리는 압착면을 포함하며, 상기 포크 백에는 나사 홀이 형성된다. 수용 부재는 포크 백용의 3개의 지지면, 2개의 포크 암의 각각 하나의 단부 및 3개의 록킹 후크를 포함하고, 상기 록킹 후크들 중 각각 하나의 록킹 후크는 포크 백 및 2개의 포크 암의 하나의 단부와 맞물린다. 이러한 구조적 실시예에서, 플랜지 부재는 추후에 밸브가 최종 조립될 때 연결부 상에 놓인 후에, 플라스틱 성형부에 의해 수용 부재가 형성된다. 플랜지 부재가 사출 성형부에 의해 최종 조립된 밸브에 형성된 수용 부재 내로 록킹 또는 클리핑될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 개구 상의 시트면 및 연결 헤드 상의 헤드면은 금속으로 이루어진다. 연결 헤드와 시트면의 높은 압착력을 필요로 하는 금속-금속 결합은 배기 가스 내에 탄화수소 방출을 감소시킬 수 있다. 높은 압착력은 적어도 하나의 고정 나사에 의해 형성된다.
이하, 본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 유체 계량 장치의 부분도.
도 2는 도 1에 따른 장치에서 수용 부재 내에 수용된 플랜지 부재의 평면도.
도 3은 제 2 실시예에 따른 장치의 종단면도.
도 4는 도 3에 따른 장치에서 수용 부재 내에 수용된 플랜지 부재의 평면도.
도 1에는 종단면도로 도시된 연료 계량 장치는 예를 들면 내연기관의 연소실 내로 연료를 분사하기 위해 사용된다. 이 경우, 연료는 매우 높은 시스템 압력 하에 있다. 장치는 연료 분배기(11), 및 상기 연료 분배기(11)에 접속된 연료 계량 밸브(12)를 포함한다. 연료 분배기(11)는 유동 채널(13) 및 상기 유동 채널(13)과 연결된 적어도 하나의 배출구(14)를 포함한다. 통상적으로 다수의 밸브(12)용의 다수의 배출구(14)가 제공된다. 도 1에는 편의상 단 하나의 배출구(14)가 도시된다.
밸브(12)는 밸브(12)를 배출구(14)에 연결하기 위한 연결부(15)를 포함한다. 연결부(15)는 연결 부재(16) 내에 형성된 블라인드 홀(17) 내로 형상 끼워맞춤 방식으로 삽입된다. 연결 부재(16)는 밸브 하우징(18)을 단부 측에서 유체 밀봉 방식으로 밀봉하고, 밸브 하우징(18)과 재료 결합 방식으로, 여기서는 용접 시임(19)에 의해 결합된다. 연결 부재(16)는 공급 홀(20)을 포함하고, 상기 공급 홀(20)은 블라인드 홀(17)을 밸브 하우징(18) 내에 연장하는, 여기에 도시되지 않은 연료 채널과 연결한다. 연료 채널은 밸브(12)의 계량 개구의 전방에 배치된 밸브 챔버 내로 통한다. 연결부(15)는 플라스틱 성형부(21)에 의해 연결 부재(16) 및 밸브 하우징(18)에 고정된다.
밸브(들)(12)를 연료 분배기(11)에 연결하기 위해, 각각의 밸브(12)에 연결 수단이 할당되고, 상기 연결 수단은 연결부(15)가 배출구(14)에 장착되는 영역에서 연료 분배기(11)와 밸브(12)를 서로 압력 밀봉 방식으로 연결한다. 연결 수단들은 배출구(14)를 둘러싸는 시트면(22), 연결부(15)에 일체형으로 형성된 연결 헤드(23), 플랜지 부재(24), 및 상기 플랜지 부재(24)용의 수용 부재(25)를 포함한다. 연결 헤드(23)는 시트면(22)을 향한 헤드면(231), 및 상기 헤드면(231)으로부터 떨어진 언더컷(232)을 포함한다. 플랜지 부재(24)는 상기 언더컷(232)과 맞물리고, 연료 분배기(11)에 고정된 고정 나사(27)용의 적어도 하나의 나사 홀(26)을 포함한다. 플랫 부품으로서 형성된 플랜지 부재(24)는 수용 부재(25) 내에 수용되고, 상기 수용 부재(25) 내에 고정 나사(27)와 관련해서 정확히 위치 설정된 나사 홀(26)과 형상 끼워맞춤 방식으로 삽입된다. 이를 위해, 수용 부재(25)는 플랜지 부재(24)용의 적어도 하나의 지지면(28), 및 상기 플랜지 부재(24)와 맞물리는 다수의 록킹 후크(29)를 포함한다. 각각의 록킹 후크(29)는 상기 지지면(28)으로부터 축 방향으로 돌출한 후크 베이스(291), 및 상기 후크 베이스(291)로부터 방사방향 내부로 돌출한 록킹 노우즈(292)를 포함하고, 상기 록킹 노우즈(292)는 지지면(28)으로부터 떨어진 측에서 가장자리 측으로 플랜지 부재(24)와 맞물린다. 수용 부재(25)의 지지면(28) 및 록킹 후크(29)는 플라스틱으로 사출 성형되고, 연결부(15)에 플라스틱 성형부(21)를 제조할 때 동일하게 함께 사출 성형된다.
도 1 및 도 2의 실시예에서, 플랜지 부재(24)는 밸브 축에 대해 거울 대칭으로 형성되고, 연결부(15)용의 중앙 통과 홀(30) 및 직경에 배치된 2개의 나사 홀(26)을 포함한다. 통과 홀(30) 내에 성형된 압착 면(32)은 연결 헤드(23)의 언더컷(232)에 플랜지 부재(24)를 지지하기 위해 사용된다. 각각 하나의 고정 나사(27)는 연료 분배기(11) 내의 관통 홀(31)을 통해 삽입되고 나사 홀들(26) 중 각각 하나에 나사 결합된다. 상기 나사 결합에 의해, 플랜지 부재(24)는 압착 면(32) 및 언더컷(232)을 통해 연결 헤드(23)의 헤드면(231)을 배출구(14) 상의 시트면(22) 상으로 가압하고, 고정 나사(27)에 의해 제공된 높은 고정력에 의해 금속-금속 시일을 형성하고, 상기 시일은 연료의 높은 시스템 압력에서 높은 밀봉성의 요구를 충족시킨다. 시트면(22)은 원추형이고, 연결 헤드(23)의 헤드 면(231)은 구형이다. 플랜지 부재(24)가 수용 부재(25) 내에 형상 끼워맞춤 방식으로 위치 설정됨으로써, 조립시 고정나사(27)는 "블라인드" 상태로 나사 홀(26)을 찾고, 그로 인해 조립 과정이 간단해지며 자동화될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 장치의 실시예에서는 전술한 실시예에 비해 플랜지 부재(24)가 변형된다. 나머지 부품들은 도 1의 부품들과 일치하므로, 동일한 부품들은 동일한 도면 부호로 표시된다. 플랫 부품으로서 형성된 플랜지 부재(24)는 포크형으로 형성되고, 연결부(15)를 둘러싸는 2개의 포크 암들(241, 242), 및 상기 포크 암들(241, 242)을 서로 연결하는 포크 백(243)을 포함한다. 각각의 포크 암(241, 242) 내에는 연결 헤드(23) 상의 언더컷(232)에 대응하는 압착면(321 또는 322)이 성형되고, 포크 백(243) 내에는 고정 나사(27)용의 나사 홀(26)이 형성된다. 수용 부재(23)는 도 1 및 도 3에서와 동일한 방식으로 형성되는 포크 백(243)용의 3개의 지지면(28), 포크 암(241)의 하나의 단부, 포크 암(242)의 다른 단부 및 3개의 록킹 후크(29)를 포함한다. 3개의 록킹 후크(29)의 후크 베이스(291)는 각각 하나의 지지면(28)으로부터 축 방향으로 돌출하고, 후크 베이스(291)로부터 방사방향 내부로 돌출하는 록킹 노우즈(292)는 가장자리 측에서 플랜지 부재(24)와 맞물린다. 이 경우, 각각 하나의 록킹 노우즈(292)는 포크 백(243)과, 록킹 노우즈(292)는 포크 암(242)의 단부와, 그리고 록킹 노우즈(292)는 포크 암(241)의 단부와 맞물린다. 수용 부재(25)의 지지면(28) 및 록킹 후크(29)는 연결부(15)에 플라스틱 성형부(21)를 성형할 때 일체형으로 함께 사출 성형된다. 플랜지 부재(24)는 수용 부재(23) 내로 추후에 록킹되거나 또는 플라스틱 성형부(21)의 제조시 함께 사출 몰드 내로 삽입된다. 연결부(15)는 연결 부재(16)와 일체형으로 구현되므로, 플라스틱 성형부(21)의 제조시, 이미 연결부(15)를 포함한 밸브(12)가 완전히 조립된다.
11 연료 분배기
12 밸브
13 유동 채널
14 배출구
15 연결부
22 시트면
23 연결 헤드
24 플랜지 부재
25 수용 부재
26 나사 홀
27 고정 나사
28 지지면
29 록킹 후크
32 압착 면
231 헤드 면
232 언더컷
241, 242 포크 암
291 후크 베이스
292 록킹 노우즈

Claims (9)

  1. 내연기관 내로 연료를 계량하는 장치로서, 유동 채널(13) 및 상기 유동 채널(13)과 연결된 적어도 하나의 배출구(14)를 구비한 연료 분배기(11); 상기 연료 분배기(11)에 연결되며, 연료를 계량하기 위해 사용되고, 상기 배출구(14)에 장착되는 연결부(15)를 구비한 밸브(12); 및 상기 연결부(15)가 상기 배출구(14)에 장착되는 영역에서 상기 연료 분배기(11)와 상기 밸브(12)를 서로 압력 밀봉 방식으로 연결하는 연결 수단;을 포함하는 연료 계량 장치에 있어서,
    상기 연결 수단은 배출구(14)를 둘러싸는 시트면(22); 상기 시트면(22)에 놓인 헤드면(231) 및 언더컷(232)을 구비하며 상기 연결부(15)에 형성된 연결 헤드(23); 상기 연료 분배기(11)에 고정된 고정 나사(27)용의 적어도 하나의 나사 홀(26)을 구비하며 상기 언더컷(232)에 맞물리는 플랜지 부재(24); 및 상기 밸브(12)에 고정된 수용 부재(25)를 포함하고, 상기 수용 부재 내에 플랜지 부재(24)가 고정 나사(27)와 관련해서 정확히 위치 설정된 나사 홀(26)과 형상 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 부재(24)는 상기 수용 부재(25) 내로 록킹되는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지 부재(24)는 플랫 부품이고, 상기 수용 부재(25)는 상기 플랜지 부재(24)용의 적어도 하나의 지지면(28), 및 상기 플랜지 부재(24)와 맞물리는 다수의 록킹 후크(29)를 포함하고, 상기 록킹 후크(29)는 상기 적어도 하나의 지지면(28)으로부터 축 방향으로 돌출하는 후크 베이스(291) 및 상기 후크 베이스(291)로부터 방사방향 내부로 돌출하는 록킹 노우즈(292)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 후크 베이스(291)와 상기 플랜지 부재(24) 사이에 상기 플랜지 부재(24)를 위치 설정하는 형상 끼워맞춤이 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 플랜지 부재(24)는 밸브 축에 대해 거울 대칭으로 형성되며, 직경에 배치된 2개의 지지면(28), 상기 연결부(15)용의 중앙 통과 홀(30) 및 직경에 배치된 2개의 나사 홀(26)을 포함하고, 상기 통과 홀(30)은 통과 홀(30) 내에 형성되며 상기 연결 헤드(23) 상의 상기 언더컷(232)에 대응하는 압착면(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 플랜지 부재(24)는 포크형으로 형성되며, 상기 연결부(15)를 둘러싸는 2개의 포크 암들(241, 242), 및 상기 포크 암들(241, 242)을 서로 연결하는 포크 백(243)을 포함하고, 상기 포크 암들(241, 242)은 각각 상기 연결 헤드(23)의 상기 언더컷(232)과 맞물리는 압착면(321 또는 322)을 포함하고, 상기 포크 백(243) 내에는 나사 홀(26)이 형성되고, 상기 수용 부재(25)는 포크 백(243)용의 3개의 지지면(28), 2개의 포크 암(241, 242)의 하나의 단부 및 3개의 록킹 후크(29)를 포함하고, 상기 록킹 후크들 중 각각 하나의 록킹 후크(29)는 상기 포크 백(243) 및 상기 2개의 포크 암(241, 242)의 하나의 단부와 맞물리는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 부재(25)는 상기 밸브(12)에 사출 성형된 플라스틱 성형부(21)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출구(14) 상의 상기 시트면(22)은 원추형이고, 상기 연결 헤드(23) 상의 상기 헤드 면(231)은 구형인 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트면(22) 및 상기 헤드 면(231)은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 계량 장치.
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