KR20150118918A - 밸브 바디 및 밸브 볼을 포함하는 배출 밸브를 구비한 고압 연료 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브 바디(58); 밸브 볼(38); 상기 밸브 볼(38)의 개방 행정을 제한하며 조립 위치에서 상기 밸브 바디(58)에 접촉하는 스토퍼 섹션(66)을 가진 상기 밸브 볼(38)용 스토퍼 바디(60); 및 상기 스토퍼 바디(60)와 일체로 형성되거나 또는 상기 스토퍼 바디에 고정된 별도의 스프링 스토퍼(61)에 지지되는 밸브 스프링(40)을 포함하는 배출 밸브(32)를 구비한 고압 연료 펌프(10)로서, 상기 밸브 바디(58)는 상기 밸브 볼(38)과 상호 작용하는 밀봉 시트가 형성된 밀봉 섹션(65), 및 상기 밸브 바디(48)가 펌프 하우징(12) 내에 고정되는 고정 섹션(67)을 포함하는, 고압 연료 펌프(10)에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 배출 밸브(32)가 예비 조립된 유닛(87)을 형성하고, 상기 유닛은 전체로서 상기 고정 섹션(67)에 의해 상기 고압 연료 펌프(10) 내에 조립된다.

Description

밸브 바디 및 밸브 볼을 포함하는 배출 밸브를 구비한 고압 연료 펌프{HIGH PRESSURE FUEL PUMP HAVING A EXHAUST VALVE WITH A VALVE BODY AND A VALVE BALL}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 고압 연료 펌프, 및 독립 청구항들에 따른 배출 밸브와 2개의 방법에 관한 것이다.
고압 연료 펌프, 특히 내연기관용 연료 시스템의 피스톤 펌프는 시장에 공지되어 있다. 이런 고압 연료 펌프는 종종 유입 밸브 및 배출 밸브를 포함하고, 상기 배출 밸브는 제어에 따라 및/또는 연료압에 따라 개방 및 폐쇄될 수 있다. 배출 밸브는 압력 하에 놓인 연료 어큐뮬레이터("레일")를 흡입 행정 동안 고압 연료 펌프의 송출 챔버에 대해 폐쇄할 수 있다. 이와 반대로, 송출 챔버 내의 연료압이 연료 어큐뮬레이터 내의 압력으로 인한 대항력과 폐쇄 스프링력을 합한 값을 초과하면, 배출 밸브가 개방될 수 있다.
본 발명의 과제는 제조 유연성을 개선하고 고압 연료 펌프의 전체 비용을 낮추는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 고압 연료 펌프, 및 독립 청구항들에 따른 배출 밸브 및 2개의 방법에 의해 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다. 본 발명에 중요한 특징들은 하기 설명 및 도면에 제시되며, 상기 특징들은 단독으로, 그리고 명확한 지시가 없더라도 다양한 조합으로 본 발명에 중요할 수 있다.
본 발명은 밸브 바디; 밸브 볼; 상기 밸브 볼의 개방 행정을 제한하며 조립 위치에서 밸브 바디에 접촉하는 스토퍼 섹션을 가진 밸브 볼용 스토퍼 바디; 및 상기 스토퍼 바디와 일체로 형성되거나 또는 상기 스토퍼 바디에 고정된 별도의 스프링 스토퍼에 지지되는 밸브 스프링을 포함하는 배출 밸브를 구비한 고압 연료 펌프로서, 상기 밸브 바디는 상기 밸브 볼과 상호 작용하는 밀봉 시트가 형성된 밀봉 섹션, 및 밸브 바디가 펌프 하우징 내에 고정되는 고정 섹션을 포함하는, 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따라 배출 밸브가 예비 조립된 유닛을 형성하고, 상기 유닛은 전체로서 고정 섹션에 의해 고압 연료 펌프 내에 조립된다.
배출 밸브는 예비 조립된 유닛으로서 형성된다. 이로 인해, 배출 밸브가 완전히 예비 제조되고, 개별 제조 단계에서 펌프 하우징 내로 조립될 수 있다. 따라서, 조립 에러의 위험이 줄어들고, 경우에 따른 손상이 최소화될 수 있다. 배출 밸브의 제조시 배출 밸브의 손상이 나타나면, 이 손상은 배출 밸브로 제한되며, (여전히 고압 연료 펌프 내에 조립되지 않은) 배출 밸브만을 대체하는 것으로 충분하다. 또한, 배출 밸브의 조립은 고압 연료 펌프의 조립과 공간적으로 분리되어 이루어질 수 있다. 이로 인해, 제조 유연성이 개선되고 고압 연료 펌프의 전체 비용이 낮아질 수 있다.
고압 연료 펌프의 일 실시예에서, 고정 섹션은 압입 섹션을 포함하고, 상기 압입 섹션에 의해 배출 밸브가 펌프 하우징 내로 압입된다. 압입 섹션에 의해, 예비 조립된 배출 밸브가 간단히 그리고 규정대로 펌프 하우징 내로 조립될 수 있어서, 치수 정확도가 개선되고 비용이 낮아질 수 있다. 바람직하게, 압입 섹션은 그것에 작용하는 압입력이 밸브 바디 또는 배출 밸브의 나머지 섹션의 변형을 일으킬 수 없도록 형성된다.
바람직하게는 밀봉 섹션이 압입 섹션으로부터 축 방향으로 이격되기 때문에, 압입의 결과로서 나타나는 밀봉 시트에서의 가능한 변형이 줄어들거나 또는 방지될 수 있다. 이로 인해, 배출 밸브의 밀봉성의 저하가 실질적으로 방지될 수 있다. 일반적으로 본 발명에 의해 배출 밸브 또는 그 부품의 제조 가능성, 기능 및 조립이 개선될 수 있다. 이는 특히 대량 생산에 관련된다.
배출 밸브는 밸브 바디가 밀봉 섹션의 영역에서 압입 섹션의 영역에서보다 더 작은 외부 치수를 가지면 더욱 개선될 수 있다. 이로 인해, 밀봉 섹션이 특히 간단하고 효과적인 방식으로 압입 섹션에 작용하는 힘으로부터 분리될 수 있어서, 배출 밸브의 기능이 개선될 수 있다.
다른 실시예에서, 밸브 바디는 가이드 섹션을 포함하고, 상기 가이드 섹션은 밸브 볼을 방사 방향으로 안내하며, 압입 섹션과는 반대 방향에 놓인 밀봉 섹션의 면에서 밀봉 섹션에 일체로 형성된다. 밸브 바디는 가이드 섹션의 영역에서 압입 섹션의 영역에서보다 더 작은 외부 치수를 갖고, 바람직하게는 밀봉 섹션과 동일한 외부 치수를 갖는다. 이로 인해, 추가로 가이드 섹션이 압입 섹션으로부터 "분리"됨으로써, 조립된 배출 밸브의 치수 정확도 및 그 작동이 개선될 수 있다.
보완적으로, 스프링 스토퍼가 별도의 부품으로서 형성되면 스프링 스토퍼는 스탬핑 부품 및/또는 딥드로잉 부품으로서 형성될 수 있다. 이로 인해, 스프링 스토퍼 및 배출 밸브가 저렴해질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 밸브 바디 및/또는 스토퍼 바디는 금속-분말 사출 성형, MIM 의 방법에 따라 제조된다. 이로 인해, 상기 부재들은 비교적 저렴하게 제조될 수 있다. 특히, 밸브 바디는 밀봉 섹션 및 가이드 섹션의 영역에서 압입 섹션의 영역에서보다 더 작은 외부 치수를 갖기 때문에, 추가로 금속 분말 사출 성형시 이형 가능성이 개선될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 밸브 바디 및 스토퍼 바디는 압력 끼워맞춤 결합 방식으로, 형상 끼워맞춤 결합 방식으로 또는 재료 결합 방식으로 서로 결합된다. 이로 인해, 배출 밸브가 고압 연료 펌프와는 별도로 예비 조립되고, 개별 제조 단계에서 고압 연료 펌프의 하우징 내로 조립, 예를 들면 압입될 수 있다. 따라서, 경우에 따른 조립 에러의 위험이 줄어들 수 있다. 배출 밸브가 에러를 가지고 예비 조립되었으면, 이는 경우에 따라 고압 연료 펌프 내로 배출 밸브의 조립 전에 검출될 수 있기 때문에, 손상이 배출 밸브로만 제한될 수 있다. 또한, 배출 밸브가 고압 연료 펌프와는 독립적으로, 특히 제조 기술상 분리되어 제조될 수 있다. 따라서, 제조 유연성이 개선되고 총 비용이 상응하게 줄어든다.
또한, 본 발명은 전술한 본 발명에 따른 실시예에서 예비 조립된 유닛으로서 구현된 고압 연료 펌프용 배출 밸브에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
- 밸브 바디 내로 밸브 볼의 삽입 단계;
- 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 밸브 바디와 스토퍼 바디의 결합단계로서, 상기 스토퍼 바디는 밸브 스프링의 삽입을 위한 축 방향 개구를 갖는, 결합 단계;
- 스토퍼 바디의 방사 방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링의 삽입 단계;
- 스토퍼 바디의 방사 방향 외부 섹션 상에 별도의 스프링 스토퍼의 가압 단계; 및
- 펌프 하우징 내로 밸브 바디의 압입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 밸브의 제조 및 고압 연료 펌프 내로 조립을 위한 방법을 포함한다.
이로 인해, 배출 밸브의 예비 조립 또는 조립이 특히 최적화되어 이루어질 수 있다. 배출 밸브는 예를 들면 단일 위치에 예비 조립됨으로써, 벽 섹션이 필요 없을 수 있다. 마찬가지로 예비 조립 또는 조립 동안 밸브 스프링 또는 밸브 볼의 고정이 필요 없다. 특히, 배출 밸브의 예비 조립은 고압 연료 펌프와는 별도로 이루어질 수 있다. 그 후에, 예비 조립된 배출 밸브가 개별 제조 단계에서 고압 연료 펌프의 하우징 내로 조립, 예를 들면 압입, 용접 또는 납땜될 수 있다.
대안적 실시예에서, 방법은
- 밸브 바디 내로 밸브 볼의 삽입 단계;
- 스토퍼 바디의 방사방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링의 삽입 단계로서, 상기 스토퍼 바디는 스프링 스토퍼와 일체로 형성되는, 삽입 단계;
- 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 및 재료 결합에 의해 밸브 바디와 스토퍼 바디의 결합 단계; 및
- 펌프 하우징 내로 밸브 바디의 압입 단계.
여기서, 스토퍼 바디는 실질적으로 포트형으로 형성되고, 포트의 "바닥"은 중앙 개구를 포함하며, 전술한 스프링 스토퍼의 기능을 수행한다. 따라서, 밸브 바디와 스토퍼 바디의 결합 전에 스토퍼 바디의 방사방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링의 삽입이 이루어진다. 이는 밸브 스프링의 외경이 스토퍼 바디의 바닥 내의 중앙 개구의 직경보다 더 크기 때문에 필요하다. 이로 인해, 배출 밸브가 더 간단히 제조되므로 저렴해질 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 내연기관용 고압 연료 펌프의 개략적인 단면도.
도 2는 제 5 제조 상태에서 도 1의 고압 연료 펌프의 배출 밸브의 개략도.
도 3은 제 1 제조 상태에서 도 2 배출 밸브의 개략도.
도 4는 제 2 제조 상태에서 도 2의 배출 밸브의 개략도.
도 5는 제 3 제조 상태에서 도 2의 배출 밸브의 개략도.
도 6은 제 4 제조 상태에서 도 2의 배출 밸브의 개략도.
도 7은 배출 밸브의 제 1 다른 실시예.
도 8은 배출 밸브의 제 2 다른 실시예.
도 9는 고압 연료 펌프의 제조 방법에 대한 흐름도.
모든 도면에서 기능상 동등한 부재들 및 크기들은 상이한 실시예에서도 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 고압 연료 펌프(10)를 축 방향 단면도로 개략적으로 도시한다. 고압 연료 펌프(10)는 자동차의 도시되지 않은 내연기관의 도시되지 않은 연료 시스템의 하나의 부재이다. 고압 연료 펌프(10)는 하우징(12)("펌프 하우징")을 포함하고, 상기 하우징의, 도면에서 볼 때 좌측 부분에는 자기 코일(16), 아마추어(18) 및 아마추어 스프링(20)을 포함하는 전자석(14)이 배치된다.
또한, 고압 연료 펌프(10)는 저압 라인(22)과 연결되며 유입 밸브(26)를 구비한 유입부(24), 및 고압 라인(28)과 연결되며 배출 밸브(32)를 구비한 배출부(30)를 포함한다. 고압 라인(28)에 접속된 고압 어큐뮬레이터("레일")는 도시되어 있지 않다. 개방된 상태에서, 배출 밸브(32)는 개구(34)를 통해 송출 챔버(36)와 유압식으로 연결된다. 배출 밸브(32)는 밸브 볼(38) 및 밸브 스프링(40)을 포함하고, 도 1에는 매우 개략적으로만 도시되어 있다. 도 2 내지 도 8에는 배출 밸브(32)가 상세히 도시되며, 이하에서 설명된다.
유입 밸브(26)는 밸브 스프링(42) 및 밸브 바디(44)를 포함한다. 밸브 바디(44)는 도면에서 수평으로 이동 가능한 그리고 아마추어(18)와 결합된 밸브 니들(46)에 의해 이동될 수 있다. 전자석(14)에 전류가 공급되면, 밸브 니들(46)은 도 1에서 좌측으로 이동되고, 유입 밸브(26)는 밸브 스프링(42)의 힘에 의해 폐쇄될 수 있다.
전자석(14)에 전류가 공급되지 않으면, 유입 밸브(26)는 아마추어 스프링(20)의 힘에 의해 강제로 개방될 수 있다. 송출 챔버(36) 내에는 피스톤(48)이 도면에서 수직으로 이동 가능하게 배치된다. 피스톤(48)은 여기서 타원형인 캠(52)의 롤러(50)에 의해 실린더(54) 내에서 이동될 수 있다. 실린더(54)는 하우징(12)의 한 부분 내에 형성된다. 유입 밸브(26)는 개구(56)를 통해 송출 챔버(36)와 유압식으로 연결된다.
작동시, 고압 연료 펌프(10)는 연료를 유입부(24)로부터 배출부(30)로 송출하고, 배출 밸브(32)는 송출 챔버(36)와 배출부(30) 또는 고압 라인(28) 사이의 각각의 압력차에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 유입 밸브(26)는 전체 송출시 유입부(24)와 송출 챔버(36) 사이의 각각의 압력 차이에 의해 작동되지만, 부분 송출시에는 밸브 니들(46) 또는 전자석(14)에 의해 작동된다.
본 발명은 특히 배출 밸브(32)가 예비 조립된 유닛을 형성하고, 상기 유닛은 전체로서 고정 섹션에 의해 고압 연료 펌프(10) 내에 조립되는 것을 청구한다. 이와는 달리, 도 2 내지 도 6 및 하기에 설명되는 "제 1" 방법은 배출 밸브(32)가 고압 연료 펌프(10)로부터 분리되어 예비 조립되는 것이 아니라, 그 부재들이 개별적으로 차례로 하우징(12) 내로 조립되는 실시예를 나타낸다. 도 7 내지 도 9의 설명에서는 도 2 내지 도 6의 실시예와의 차이점이 설명된다. 물론, 적용될 수 있고 바람직하다면, 도 2 내지 도 6에 설명된 고압 연료 펌프(10)와 배출 밸브(32)의 특징들이 도 7 내지 도 9의 본 발명에 따른 실시예에 적용될 수 있다.
도 2는 제 5 제조 상태에서 고압 연료 펌프(10)의 배출 밸브(32)의 축 방향 단면도를 도시한다. 즉, 배출 밸브(32)는 여기서 실질적으로 사용 준비 상태로 조립된다. 선행 제조 상태들은 하기에서 도 3 내지 도 6을 참고로 설명된다.
배출 밸브(32)는 고압 연료 펌프(10)의 하우징(12) 내에 배치되고, 하우징(12)의 방사방향 내부 벽면과 같이 실질적으로 회전 대칭으로 또는 방사 대칭으로 구현된다. 하우징은 별도의 부재로서 구현되거나 또는 고압 연료 펌프(10)의 하나의 하우징 섹션 내에 형성될 수 있다.
배출 밸브(32)는 여기서 5개의 부재: 밸브 바디(58; 도면에서 우측), 스토퍼 바디(60; 도면에서 좌측), 상기 밸브 바디(58)와 상기 스토퍼 바디(60) 사이에 축 방향으로 중심에 배치된 밸브 볼(38), 나선형 스프링으로서 형성된 밸브 스프링(40), 및 대략 포트형으로 형성되어 밸브 스프링(40)용 카운터 베어링으로서 사용되는 스프링 스토퍼(61)(도 2의 완전 좌측)를 포함한다. 여기서, 스프링 스토퍼(61)는 스토퍼 바디(60)의 방사방향 외부 섹션에 가압된다. 배출 밸브(32)의 실시예에서, 스프링 스토퍼(61)는 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 스토퍼 바디(60)와 결합된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브 바디(58)는 좌측으로부터 우측으로 실질적으로 4개의 축 방향 섹션을 포함한다: 축 방향으로 연장되는 링 세그먼트 또는 웨브에 의해 하기에 설명되는 바와 같이 형성된 가이드 섹션(63), 밀봉 섹션(65), 여기서 고정 섹션을 나타내는 압입 섹션(67), 및 밸브 바디(58)가 하우징(12)의 내부 단부면에 부딪히는 단부 섹션(69)을 포함한다. 압입 섹션(67)에 의해, 밸브 바디(58)는 하우징(12)의 상기 방사방향 내부 벽면에 압입된다. 특히, 밸브 바디(58)는 가이드 섹션(63) 및 밀봉 섹션(65)의 영역에서 압입 섹션(67)의 영역에서보다 작은 외부 치수를 갖는다.
밸브 스프링(40)은 밸브 볼(38)에 폐쇄 방향으로 작용하고, 스토퍼 바디(60)의 리세스(62) 내에 수용된다. 리세스(62)의 방사방향 내부의 경계면은 밸브 스프링(40)용 가이드를 형성한다. 리세스(62)는 실질적인 원통형 형상을 갖는다. 스프링 스토퍼(61)는 그 바닥에 축 방향 중심 개구(64)를 포함하고, 상기 개구는 밸브 스프링(40)보다 작은 직경을 갖는다.
스토퍼 바디(60) 내에서 밸브 볼(38)을 향한 리세스(62)의 가장자리는 밸브 볼(38)용 링형 스토퍼 섹션(66)을 형성한다. 따라서, 스토퍼 바디(60)는 스토퍼 섹션(66)에 의해 밸브 볼(38)의 개방 행정을 제한한다.
밸브 바디(58)에는 밀봉 섹션(65)의 영역 내에 링형 밀봉 시트(68)가 형성되고, 상기 밀봉 시트는 밸브 볼(38)과 상호 작용한다. 가이드 섹션(63)에 의해 밸브 볼(38)이 방사 방향으로 안내된다. 이 경우, 가이드 섹션(63)은 축 방향으로 압입 섹션(67)과 반대 방향에 놓인 밀봉 섹션(65)의 면에서 상기 밀봉 섹션(65)에 일체로 형성된다. 가이드 섹션(63)은 제 1의, 축 방향으로 돌출한 다수의 웨브(72)를 포함하며, 상기 웨브들은 원주 방향으로 균일하게 분포 배치된다. 여기서, 밸브 바디(58)는 3개의 웨브(72)를 포함한다. 이들 중 제 1 웨브(72)(상부) 및 제 2 웨브(하부, 후방)가 도 2에 나타난다. 단면도이기 때문에, 제 3 웨브(72)(하부, 전방)는 가시되지 않는다. 특히, 웨브(72)가 밀봉 시트(68)를 포함하는 밀봉 섹션(65)으로부터 축 방향으로 자유로이 돌출하는 것이 나타난다.
상응하게, 방사 방향으로 웨브들(72) 사이에 제 1의 다수의 리세스가 존재하고, 상기 리세스들은 제 1 유동 경로(74)를 형성한다. 웨브들(72) 중 각각 2개의 인접한 웨브들 사이에는 각각 하나의 개구가 방사방향 외부로 존재한다. 즉, 웨브들(72)이 공통의 방사 방향으로 연장하는 칼라 등에 의해 둘러싸이지 않는다. 알 수 있는 바와 같이, 밸브 바디(58)는 가이드 섹션(63)의 영역에서 압입 섹션(67)의 영역에서보다 더 작은 외부 치수를 갖는다. 여기서 가이드 섹션(63) 및 밀봉 섹션(65)은 동일한 방사 방향 외부 치수를 갖는다.
스토퍼 바디(60)는 방사 방향으로 그 외부면에, 즉 리세스(62)의 외부에 제 2의 다수의 리세스(76)를 포함하고, 상기 리세스들은 원주 방향으로 균일하게 분포 배치되며 제 2 유동 경로(78)를 형성한다. 제 2 유동 경로(78)의 축 방향 영역에서 스토퍼 바디(60)는 제 2의 다수의 리세스(76)에 상응하게 방사 대칭으로 구현된다. 여기서, 제 1 다수와 제 2 다수는 상이하고 3개 또는 5개이다. 이로 인해, 제 1 및 제 2 유동 경로(74 및 78) 사이의 방사 방향 "간섭"이 나타나므로, 결과하는 유압 개구 횡단면이 가이드 섹션(63)과 스토퍼 바디(60) 사이의 방사 방향 각과는 실질적으로 무관하다.
도 2의 실시예에서, 밸브 바디(58)와 스토퍼 바디(60)는 축 방향으로 서로 인접하게 배치된다. 배출 밸브(32)의 도시되지 않은 실시예에서, 밸브 바디(58) 및 스토퍼 바디(60)는 축 방향의 작은 크기만큼 서로 이격되어 배치된다. 여기서, 스토퍼 바디(60) 또는 밸브 바디(58)의 방사 방향 외부면이 각각 하우징(12)의 방사 방향 내부 벽 부분에 압입됨으로써(압입 섹션(67) 참고), 스토퍼 바디(60)와 밸브 바디(58)는 압력 끼워맞춤 결합 방식으로 하우징(12) 내에 배치된다. 하우징(12) 내에 스토퍼 바디(60) 및/또는 밸브 바디(58)의 배치를 위해 압입 외의 다른 기술들이 가능하므로, 예를 들면 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합이 가능해진다.
도 2에 따른 실시예에서, 밸브 볼(38)은 강 재료로 제조된다. 스토퍼 바디(60) 및 밸브 바디(58)는 여기서 금속-분말 사출 성형, MIM 의 방법에 따라 제조된다. 대안으로서, 스토퍼 바디(60) 및/또는 스프링 스토퍼(61)는 스탬핑 및 딥 드로잉에 의해 제조될 수 있다. 전체적으로, 배출 밸브(32)는 배출 밸브(32)의 개방 상태에서 주어지는 유압 횡단면이 비교적 적은 유압 유동 저항에서 필요한 연료량을 송출하기에 충분한 크기이도록 치수 설계되거나 구현된다.
고압 연료 펌프(10)의 작동 중에 송출 챔버(36) 또는 개구(34)의 영역 내의 연료압이 리세스(62)의 영역 내의 연료압과 밸브 스프링(40)의 힘을 더한 값보다 작으면, 밸브 볼(38)이 도면에서 우측으로 밀봉 시트(68)에 대해 가압된다. 즉, 배출 밸브(32)가 폐쇄된다.
이와 반대로, 개구(34)의 영역 내의 연료압이 리세스(62)의 영역 내의 연료압과 밸브 스프링(40)의 힘을 더한 값보다 크면, 밸브 볼(38)은 밀봉 시트(68)로부터 도면에서 좌측으로 분리된다. 즉, 배출 밸브(32)가 개방된다.
개구(34)의 영역 내의 연료압이 충분히 크면, 밸브 볼(38)은 도면에서 좌측으로 최대로 스토퍼 섹션(66)까지 가압될 수 있다. 따라서, 밸브 볼(38)용 "경로 제한"이 주어진다. 알 수 있는 바와 같이, 밸브 바디(58) 및 스토퍼 바디(60)는 밸브 볼(38)의 방사 방향 가이드를 가능하게 한다.
배출 밸브(32)의 개방 상태에서, 연료의 유동은 대략 도면 부호 74 및 78로 표시된 화살표를 따라 주어진다. 유동은 도면에서 우측으로부터 좌측으로 개구(34)를 통해, 그 다음 밸브 볼(38)을 스치고, 그 다음 밸브 바디(58) 상의 제 1 유동 경로(74)를 통해, 그 다음 스토퍼 바디(60) 상의 제 2 유동 경로(78)를 통해, 그 다음 고압 라인(28) 내의 배출부(30)를 통해, 그리고 도시되지 않은 고압 어큐뮬레이터로 이루어진다. 특히, 밸브 바디(58) 상에 형성된 자유로이 돌출한 웨브(72)에 의해, 개방된 배출 밸브(32)에서 특히 큰 유압 횡단면이 가능해진다.
도 3 내지 도 6은 고압 연료 펌프(10) 또는 배출 밸브(32)의 제 1 제조 방법을 나타내며, 여기서는 5개의 제조 단계들 중 4개를 도시한다:
- 하우징(12) 내로 밸브 바디(58)의 압입(80) 단계 (도 3);
- 밸브 바디(58) 내로 밸브 볼(38)의 삽입(82) 단계 (도 4):
- 스토퍼 바디(60)가 밸브 바디(58)에 접촉할 때까지 하우징(12) 내로 스토퍼 바디(60)의 압입(84) 단계 (도 5);
- 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 내부 섹션 내로, 즉 여기서는 리세스(62) 내로 밸브 스프링(40)의 삽입(86) 단계 (도 6);
- 전술한 바와 같이, 도 2에 따른 조립된 배출 밸브(32)가 주어지도록, 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 외부 섹션 상으로 스프링 스토퍼(61)의 가압 단계.
도 7은 배출 밸브(32)의 본 발명에 따른 실시예를 도시하고, 밸브 바디(58) 및 스토퍼 바디(60)는 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 서로 결합된다. 특히, 스토퍼 바디(60)의 외경은 하우징(12)의 해당 내경보다 작다. 도 2 내지 도 6의 실시예와는 달리, 스토퍼 바디(60)는 밸브 바디(58)와만 결합되고, 하우징(12)과는 결합되지 않기 때문에, 고압 연료 펌프(10)로부터 분리되어 예비 조립될 수 있다. 도 8은 도 7과 유사하게 배출 밸브(32)의 또 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 스토퍼 바디(60)는 실질적으로 포트형으로 구현되고, 스토퍼 바디(60)의 바닥(60a)은 중앙 개구(64)를 포함한다(도 2 참고). 따라서, 스토퍼 바디(60)가 스프링 스토퍼(6)의 기능을 수행하기 때문에, 스프링 스토퍼(61)가 필요 없다.
특히, 도 7 또는 도 8은 밸브 바디(58), 밸브 볼(38), 밸브 스프링(40), 스토퍼 바디(60) 및 경우에 따라 스프링 스토퍼(61)를 포함하는 배출 밸브(32)가 완전히 예비 조립된 유닛(87)으로서 고압 연료 펌프(10) 내로 어떻게 조립될 수 있는지를 나타낸다. 이런 예비 조립을 위해, 배출 밸브(32)는 공구(도시되지 않음) 내에, 예를 들면 클램핑 장치 또는 홀딩 장치 내에 일시적으로 수용된다. 예비 조립은 도 9를 참고로 하기에 설명된다.
도 9는 특히 도 7 및 도 8에 도시된 실시예의 고압 연료 펌프(10) 또는 배출 밸브(32)의 제 2 제조 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 이를 위해, 밸브 바디(58)가 도 7 및 도 8과 유사하게 압입 섹션(67)에서 공구 내에 일시적으로 수용된다. 제 1 단계 90에서, 밸브 바디(58) 내로 밸브 볼(38)의 삽입(82)이 이루어진다. 제 2 단계 92에서, 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 밸브 바디(58)와 스토퍼 바디(60)의 결합이 이루어진다. 예를 들면, 밸브 바디(58)와 스토퍼 바디(60)는 레이저 용접, 저항 용접, 납땜 또는 프레스에 의해 서로 영구 결합된다. 단계 94에서, 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링(40)의 삽입(86)이 이루어진다. 단계 96에서, 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 외부 섹션 상에 스프링 스토퍼(61)의 가압이 이루어진다. 그리고 나서, 단계 98에서, 고압 연료 펌프(10)의 하우징(12) 내로 밸브 바디(58)의 압입 섹션(67) 상에 상기 방식으로 예비 조립된 배출 밸브(32)의 압입이 이루어진다. 대안으로서, 밸브 바디(58)는 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 하우징(12)과 결합될 수 있다.
배출 밸브(32)가 도 8의 실시예에 따라 구현되면, 고압 연료 펌프(10)의 제조를 위한 도 9에 따른 방법은 밸브 바디(58)와 스토퍼 바디(60)의 결합(단계 92) 전에, 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링(40)의 삽입(86)이 이루어지는 방식으로 변형된다. 이는 밸브 스프링(40)의 외경이 스토퍼 바디(60)의 바닥 내에 중앙 개구(64)의 직경보다 크기 때문에 필요하다. 스프링 스토퍼(61)의 가압은 스프링 스토퍼가 도 8의 실시예에서 필요 없기 때문에 생략된다.
도시되지 않은 실시예에서, 배출 밸브(32)의 부재들은 별도의 하우징, 예를 들면 원통형 슬리브 내로 압입됨으로써 예비 조립된다. 그리고 나서, 배출 밸브(32)는 별도의 하우징에 의해 고압 연료 펌프(10) 내에 조립, 예를 들면 압입된다.
10 고압 연료 펌프
12 펌프 하우징
32 배출 밸브
38 밸브 볼
40 밸브 스프링
58 밸브 바디
60 스토퍼 바디
61 스프링 스토퍼
63 가이드 섹션
65 밀봉 섹션
67 고정 섹션
68 밀봉 시트
87 유닛

Claims (10)

  1. 밸브 바디(58); 밸브 볼(38); 상기 밸브 볼(38)의 개방 행정을 제한하며 조립 위치에서 상기 밸브 바디(58)에 접촉하는 스토퍼 섹션(66)을 가진 상기 밸브 볼(38)용 스토퍼 바디(60); 및 상기 스토퍼 바디(60)와 일체로 형성되거나 또는 상기 스토퍼 바디에 고정된 별도의 스프링 스토퍼(61)에 지지되는 밸브 스프링(40)을 포함하는 배출 밸브(32)를 구비한 고압 연료 펌프(10)로서, 상기 밸브 바디(58)는 상기 밸브 볼(38)과 상호 작용하는 밀봉 시트가 형성된 밀봉 섹션(65), 및 상기 밸브 바디(48)가 펌프 하우징(12) 내에 고정되는 고정 섹션(67)을 포함하는, 고압 연료 펌프(10)에 있어서,
    상기 배출 밸브(32)가 예비 조립된 유닛(87)을 형성하고, 상기 유닛은 전체로서 상기 고정 섹션(67)에 의해 상기 고압 연료 펌프(10) 내에 조립되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 섹션(67)은 압입 섹션을 포함하고, 상기 압입 섹션에 의해 상기 배출 밸브(32)가 상기 펌프 하우징(12) 내로 압입되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 바디(58)는 상기 밀봉 섹션(65)의 영역에서 상기 압입 섹션(67)의 영역에서보다 더 작은 외부 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 바디(58)는 가이드 섹션(63)을 포함하고, 상기 가이드 섹션은 상기 밸브 볼(38)을 방사 방향으로 안내하며 상기 압입 섹션(67)과는 반대 방향에 놓인 상기 밀봉 섹션(65)의 면에서 상기 밀봉 섹션에 일체로 형성되고, 상기 밸브 바디(58)는 상기 가이드 섹션(63)의 영역에서 상기 압입 섹션(67)의 영역에서보다 작은 외부 치수를 갖고, 바람직하게는 상기 밀봉 섹션(65)과 동일한 외부 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 스토퍼(61)가 별도의 부품으로서 형성되는 경우, 상기 스프링 스토퍼(61)는 스탬핑 부품 및/또는 딥드로잉 부품으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디(58) 및/또는 상기 스토퍼 바디(60)는 금속 분말 사출 성형, MIM의 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디(58) 및 상기 스토퍼 바디(60)는 압력 끼워맞춤 결합 방식으로, 형상 끼워맞춤 결합 방식으로 또는 재료 결합 방식으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 고압 연료 펌프(10)용 배출 밸브(32)에 있어서, 상기 배출 밸브(32)는 예비 조립된 유닛(87)으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 배출 밸브.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따라 배출 밸브(32)를 제조하고 고압 연료 펌프(10) 내로 조립하기 위한 방법에 있어서,
    - 밸브 바디(58) 내로 밸브 볼(38)의 삽입(82) 단계;
    - 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 또는 재료 결합에 의해 상기 밸브 바디(58)와 스토퍼 바디(60)의 결합단계로서, 상기 스토퍼 바디(60)는 밸브 스프링(40)의 삽입을 위한 축 방향 개구를 갖는, 결합 단계;
    - 상기 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 내부 섹션 내로 상기 밸브 스프링(40)의 삽입(86) 단계;
    - 상기 스토퍼 바디(60)의 방사 방향 외부 섹션 상에 별도의 스프링 스토퍼(61)의 가압 단계로서, 이로 인해 상기 배출 밸브(32)의 예비 조립된 유닛(87)이 완전해지는, 가압 단계; 및
    - 펌프 하우징(12) 내로 상기 밸브 바디(58)의 압입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따라 배출 밸브(32)를 제조하고 고압 연료 펌프(10) 내로 조립하기 위한 방법에 있어서,
    - 밸브 바디(58) 내로 상기 밸브 볼(38)의 삽입(82) 단계;
    - 스토퍼 바디(60)의 방사방향 내부 섹션 내로 밸브 스프링(40)의 삽입(86) 단계로서, 상기 스토퍼 바디(60)는 스프링 스토퍼(61)와 일체로 형성되는, 삽입 단계;
    - 압력 끼워맞춤 결합, 형상 끼워맞춤 결합 및 재료 결합에 의해 상기 밸브 바디(58)와 상기 스토퍼 바디(60)의 결합 단계로서, 이로 인해 상기 배출 밸브(32)의 예비 조립된 유닛(87)이 완전해지는, 결합 단계; 및
    - 펌프 하우징(12) 내로 상기 밸브 바디(58)의 압입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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