KR20150123260A - 내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프, 특히 플러그-인 펌프 - Google Patents

내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프, 특히 플러그-인 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프(10), 특히 플러그-인 펌프에 관한 것이며, 상기 고압 펌프(10)는 하우징(14), 및 상기 하우징(14) 상에 고정 배치된 플랜지(16)를 포함한다. 본 발명에 따라, 플랜지(16)는 적어도 2 부분으로 구현된다. 고압 펌프(10)는 홈 형태의 수용 영역(18)을 포함하고, 상기 수용 영역(18) 내에 플랜지 부분들(16a, 16b)의 방사방향 내부 영역이 수용된다. 플랜지 부분들(16a, 16b)은 코킹 조인트 및/또는 가압 연결에 의해 하우징(14)에 지지된다.

Description

내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프, 특히 플러그-인 펌프{HIGH-PRESSURE PUMP, IN PARTICULAR PLUG-IN PUMP, FOR A FUEL SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 고압 펌프, 및 독립 청구항에 따른 플랜지 부분에 관한 것이다.
시장에는 예컨대 가솔린 직접 분사(BEE)용 특히 고압 연료 펌프를 포함하는 내연기관용 연료 시스템이 공지되어 있다. 따라서, 각각 필요한 연료량이 소정의 압력으로 연료 어큐뮬레이터 또는 연료 분배기 내로 송출될 수 있다. 예컨대, 이러한 고압 연료 펌프는 플러그-인 펌프로서 구현된다. 이 경우, 고압 연료 펌프의 하우징은 플랜지("펌프 플랜지")를 통해 내연기관의 실린더 헤드에 나사 결합된다. 구조상, 플랜지와 하우징 사이의 결합부는 압력, 진동 및 나사 고정력으로 인해 심한 기계적 부하에 노출된다.
본 발명의 과제는 고압 연료 펌프의 하우징 상에 플랜지의 배치를 개선하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 고압 펌프, 및 독립 청구항에 따른 플랜지 부분에 의해 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항들에 제시된다. 본 발명에 중요한 특징들은 또한 하기 설명 및 도면들에 나타나고, 상기 특징들은 단독으로 그리고 상이한 조합으로 본 발명에 중요할 수 있다.
본 발명은 플랜지가 재료 결합 방식 대신, 코킹에 의해 형상 끼워맞춤 방식으로 또는 압입에 의해 압력 끼워맞춤 방식으로 고압 연료 펌프("고압 펌프")의 하우징에 배치될 수 있다는 장점을 갖는다. 플랜지와 하우징 사이의 용접 결합은 필요 없다. 용접의 생략에 의해, 열 에너지의 도입 및 그로 인한 용접 파트너의 재료 내의 구조 변화가 나타나지 않는다. 이로 인해, 구조 변화로 인한 플랜지 또는 하우징의 의도치 않은 변형이 줄어든다. 또한, 고압 펌프의 제조시 조립 단계들의 순서가 유연하게 형성될 수 있어서, 제조의 간소화 및 비용 절감이 주어질 수 있다. 또한, 고압 펌프의 하우징에 플랜지 부분들의 본 발명에 따른 코킹 또는 압입에 의해, 예컨대 용접 과정에서 용접 스패터 및 연기로 인해 가능한 오염물 도입이 방지된다. 또한, 용접 결합의 생략으로 인해 플랜지가 경제적으로 그리고 비교적 작은 질량으로 스테인리스 강 대신 다른 재료로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 적어도 2 부분의 플랜지는 일체형 실시예와 관련해서, 스탬핑에 의한 플랜지 부분들의 제조시 비교적 적은 재료 커팅 스크랩이 달성될 수 있다는 장점을 갖는다. 이는 본 발명에 따른 적어도 2 부분의 플랜지에서 플랜지 부분들의 각각이 예컨대 반원형 리세스만을 갖기 때문에 가능하다. 이로 인해, 스탬핑시 재료 스트립 상에 플랜지 윤곽의 최적의 배치가 가능하다. 또한, 고압 펌프의 하우징에 플랜지 부분을 배치하기 위한 추가의 결합 부재들이 필요 없다. 이러한 결합 부재들은 예컨대 핀들일 수 있다. 따라서, 상기 핀들을 압입하기 위한 홀들이 서로 정렬될 필요가 없기 때문에, 고압 펌프의 플랜지 부분들과 하우징 사이에 필요한 위치 설정 정확도가 비교적 작다. 핀의 압입을 위한 하우징 상의 추가 홀들도 생략될 수 있다. 다른 장점은 플랜지 부분들이 하우징과의 코킹 전에 유격을 가지고 놓임으로써, 경우에 따라 부품 공차가 보상될 수 있다는 것이다.
본 발명은 내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프, 특히 플러그-인 펌프에 관한 것이며, 상기 고압 펌프는 하우징, 및 상기 하우징에 고정 배치된 플랜지를 포함한다. 본 발명에 따라 플랜지는 적어도 2 부분으로 구현되고, 고압 펌프는 홈 형태의 수용 영역("홈)을 포함하고, 상기 수용 영역 내에 플랜지 부분들의 방사방향 내부 영역이 수용된다. 플랜지 부분들은 코킹 조인트 및/또는 가압 연결에 의해 하우징에 지지된다. 특히, 하우징에 플랜지 부분들을 배치하기 위한 용접 결합이 필요 없기 때문에, 이에 대한 특정 단점이 나타나지 않는다.
고압 펌프의 일 실시예에서, 플랜지 부분들은 리세스들을 포함하고, 상기 리세스들은, 플랜지 부분들의 리세스들이 그 조립 위치에서 부분적으로 홈에 의해 커버되도록, 플랜지 부분들에 배치되고, 상기 하우징의 재료는 리세스 내에 코킹된다. 이로 인해, 간단하고 동시에 경제적인 방식으로, 코킹에 의해 이루어지는 재료 변화에 대한 장소가 형성된다.
리세스들이 원형 홀로서 구현될 수 있다. 원형 홀들은 특히 간단하고 경제적으로 스탬핑 프로세스 중에 제조될 수 있어서, 고압 펌프의 제조가 저렴해질 수 있다.
고압 펌프의 다른 실시예에서, 플랜지 부분들의 방사방향 내부 영역들은 측면 영역보다 더 큰 재료 두께 및/또는 측면 영역과는 다른 형태의 엠보싱을 갖는 섹션들을 포함한다. 상기 섹션들에 의해, 플랜지 부분들은 홈 내로 압입된다. 상기 섹션들에 의해 압입력이 현저히 줄어들 수 있는데, 그 이유는 한편으로는 플랜지 부분들과 다른 한편으로는 하우징 사이의 접촉면이 줄어들거나 또는 심지어 최소화되고 또한 플랜지 부분들이 상기 섹션의 영역에서 실질적으로 탄성이기 때문이다.
따라서, 비용 집약적인 미세 가공, 예컨대 그라인딩이 생략될 수 있다. 상기 섹션의 형태, 위치 및 수는 상황에 따라 선택 가능하다.
고압 펌프의 하우징은 일반적으로 에탄올 함유 연료와의 접촉에 대한 충분한 부식 방지를 위해 스테인리스 강으로 구현된다. 플랜지와 하우징 사이의 결합이 본 발명에 따라 용접 결합 없이 이루어지기 때문에, 플랜지가 바람직하게는 하우징과는 다른 재료로 제조될 수 있다.
예컨대, 하우징과 플랜지는 상이한 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 특히, 플랜지 부분에 저렴한 스테인리스 강이 사용될 수 있어서, 재료 비용이 상응하게 절감될 수 있다. 이 경우, 스테인리스 강은 용접 가능성을 반드시 가질 필요가 없다.
또한, 본 발명은 전술한 본 발명에 따른 특징들 중 적어도 하나를 포함하는 고압 펌프용 플랜지 부분에 관한 것이다. 따라서, 상기 플랜지 부분(들)은 전술한 장점들을 갖는다.
플랜지 부분의 일 실시예에서, 플랜지 부분은 알루미늄 또는 알루미늄 화합물 또는 강으로 제조된다. 이로 인해, 플랜지 부분의 재료에 있어서 스테인리스 강의 대안이 설명되므로, 고압 펌프의 제조가 간단해지며 비용이 절감될 수 있다. 이는 특히 플랜지가 용접 결합에 의해 하우징에 결합되지 않기 때문에 가능하다.
또한, 플랜지 부분이 스탬핑 및/또는 엠보싱에 의해 제조될 수 있다. 플랜지의 공지된 실시예들은 일반적으로 일체형으로 구현되므로 그 중심에, 고압 펌프의 하우징과 플랜지의 결합을 위해 사용되는 원형 홀을 포함한다. 플랜지를 본 발명에 따라 적어도 2 부분으로 구현하는 경우, 각각의 플랜지 부분은 단 하나의, 예컨대 반원형 리세스를 포함한다. 이로 인해, 플랜지 부분들은 재료 스트립 상에 스탬핑 프로세스를 위해 특히 바람직하게 배치될 수 있기 때문에, 더 적은 재료 커팅 스크랩이 생긴다. 이는 상응하는 비용 절감을 가능하게 한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 참고로 설명된다.
도 1a는 고압 펌프의 제 1 실시예의 저면도.
도 1b는 도 1a의 고압 펌프의 제 1 실시예의 측면도.
도 2a는 고압 펌프의 제 2 실시예의 플랜지 부분의 사시도.
도 2b는 도 2a에 따른 플랜지 부분을 구비한 고압 펌프의 제 2 실시예의 측면도.
도 3은 플랜지 부분들을 제조하기 위한 재료 스트립과 그 안에 배치된 완성된 플랜지 부분들의 개략적인 평면도.
모든 도면에서 기능상 동등한 부재들 및 크기들은 상이한 실시예에서도 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1a 및 도 1b는 (도시되지 않은) 내연기관의 연료 시스템용 플러그-인 펌프로서 구현된 고압 펌프(10)를 제 1 및 제 2 뷰로 도시한다. 도 1a에는, 고압 펌프(10)의 조립 상태에서 내연기관의 장착 구조(도 1b 참고)를 향한 고압 펌프(10)의 "하부" 면이 도시된다. 고압 펌프(10)는 하우징(14), 및 여기서는 2개의 동일한 형태의 플랜지 부분들(16a 및 16b)을 포함한다.
2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 함께 하우징(14)에 고정 배치된, 고압 펌프(10)의 플랜지(16)를 형성한다. 이를 위해 고압 펌프(10)는 홈 형태의 수용 영역(18)("홈")을 포함한다(도 1b 참고). 홈 형태의 수용 영역(18) 내에 플랜지 부분들(16a 또는 16b)의 방사방향 내부 영역이 수용된다. 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 각각 2개의 리세스(20)를 포함하고, 상기 리세스들은 여기서 원형 홀로서 구현된다. 리세스들(20)은, 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 리세스들(20)이 그 조립 위치에서 부분적으로 홈에 의해 커버되도록, 플랜지 부분들(16a 및 16b)에 배치된다. 이 경우, 하우징(14)의 재료가 리세스들(20) 내에 코킹된다("코킹 조인트").
도 1a 및 도 1b의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 서로 동일한 형태로 구현되고, 특히 도 1a 및 도 1b에 도시되지 않은 수직 중심선에 대해 거울 대칭으로 구현된다. 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 여기서 스탬핑 및 엠보싱에 의해 제조된다. 도 1a 및 도 1b의 좌측 또는 우측 부분에서 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 에지 섹션(22)을 포함하고, 상기 에지 섹션들(22)은 엠보싱 공정에 의해 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 나머지 영역들로부터 돌출하므로 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 3차원 구조를 가능하게 한다. 특히, 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 에지 섹션(22)에 의해 보강되므로, 더 큰 강도가 주어진다. 여기서, 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 각각은 원형 고정 홀(24)을 포함한다. 고정 홀들(24)에 의해 플랜지 부분들(16a 및 16b), 그리고 그에 따라 고압 펌프(10)가 장착 구조(12)에 나사 결합된다. 이를 위해 필요한 나사들은 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있지 않다.
도 1b는 도 1a에 따른 고압 펌프(10)의 장치를 이에 대해 90°기울어진 부분 단면도로 도시한다. 특히, 도 1b에는 장착 구조(12) 및 홈 형태 수용 영역(18)이 나타난다. 홈 형태 수용 영역(18)은 하우징(14)의 방사방향 외부 영역에 방사방향으로 배치된다.
플랜지 부분들(16a 및 16b)의 방사방향 내부 영역이 홈 형태 수용 영역(18) 내에 어떻게 수용되는지가 나타난다. 리세스(20)의 영역에서 홈 형태 수용 영역(18)을 둘러싸는 하우징(14)의 재료 섹션이 리세스(20) 내에 코킹되기 때문에, 플랜지(16) 또는 2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 홈 형태 수용 영역(18) 또는 하우징(14)에 고정 연결된다. 리세스들(20)은, 도 1a 및 도 1b의 실시예와는 달리, 거의 임의의 수, 배치 및 형태로 플랜지 부분들(16a 또는 16b)에 배치될 수 있다.
도 1b에는 고압 펌프(10)의 하우징(14)이 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 영역에서만 도시되어 있다. 그 밖의 점에서는, 도 1a 및 도 1b에 따른 고압 펌프(10)의 실시예가 피스톤 펌프로서, 특히 플러그-인 펌프로서 구현된 고압 연료 펌프의 통상의 실시예에 상응한다.
플랜지 부분들(16a 및 16b)을 하우징(14)에 조립하는 것은 예컨대 다음 단계들에 의해 이루어진다. 제 1 단계에서, 2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 홈 형태 수용 영역(18)에 규정된 위치로 놓인다. 제 2 단계에서, 하우징(14)의 재료는 원 코킹에 의해 이를 위해 제공된 리세스(20) 내로 코킹된다. 하우징(14)에 대한 플랜지 부분(16a 또는 16b)의 방사방향 이동 및/또는 접선 회전을 방지하기 위해, 바람직하게는 플랜지 부분(16a 또는 16b) 당 적어도 2개의 리세스(20)가 사용된다. 이 경우, 리세스들(20)은 홈 형태 수용 영역(18)에 의한 부분적 커버링만을 포함한다. 이로 인해, 홈 형태 수용 영역(18)은 비교적 작은 방사방향 깊이로 구현될 수 있기 때문에, 하우징(14)의 제조를 위해 필요한 절삭 가공이 쉬워진다. 도 1a 및 도 1b는 하우징(14)과 플랜지 부분들(16a 또는 16b) 사이의 실질적인 형상 끼워맞춤 결합을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 플랜지 부분들(16a 및 16b) 또는 고압 펌프(10)의, 도 1a 및 도 1b에 대한 대안적 실시예를 도시한다. 도 2a에는, 플랜지 부분(16b)이 사시도로 도시되어 있다.
플랜지 부분(16b)은 방사방향 내부 영역에 3개의 섹션(26)을 포함하고, 상기 섹션들은 측면 영역보다 더 큰 재료 두께 또는 측면 영역과는 다른 형태의 엠보싱을 갖는다. 2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 도 2a 및 도 2b에서 동일한 형태로 구현된다.
섹션(26)에 의해 2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)이 방사방향 홈 형태 수용 영역(18) 내에 압입된다("가압 연결"). 따라서, 플랜지 부분들(16a 및 16b)이 하우징(14)에 지지되게 하는 적어도 3개의 방사방향 내부 영역들이 형성된다. 플랜지 부분들(16a 및 16b)을 하우징(14)에 고정하기 위한 용접 결합은 도 2a 및 도 2b에서 그리고 도 1a 및 도 1b에서도 필요 없다.
섹션들(26)은, 도 2a 및 도 2b의 실시예와는 달리, 거의 임의의 수, 배치 및 형태로 플랜지 부분들(16a 또는 16b)에 배치될 수 있다. 또한, 섹션들(26)과 유사한 부재들이 하우징(14)의 홈 형태 수용 영역(18)의 부분에 플랜지 부분들(16a 및 16b) 대신에 배치될 수 있다. 그러나, 이는 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있지 않다.
여기서, 고압 펌프(10)의 하우징(14)은 고압 펌프(10)가 부식 없이 에탄올 함유 연료로 작동될 수 있는 것을 허용하는 비교적 고가의 스테인리스 강으로 제조된다. 이와는 달리, 2개의 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 상이하고 비교적 저렴한 스테인리스 강으로 제조된다. 대안으로서, 플랜지 부분들(16a 및 16b)이 알루미늄 또는 알루미늄 화합물 또는 강으로 제조될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에서와 같이, 도 2a 및 도 2b에 따른 플랜지 부분들(16a 및 16b)도 스탬핑 및/또는 엠보싱에 의해 제조된다.
하우징(14)에 플랜지 부분들(16a 및 16b)의 조립은 도 2a 및 도 2b에 따른 고압 펌프(10)의 실시예에서 특히 앞서 설명한 섹션(26)의 참가 하에 압입에 의해 이루어진다. 이를 위해 필요한 압입력은 비교적 작은데, 그 이유는 고압 펌프(10)의 플랜지 부분들(16a 및 16b) 또는 섹션들(26)과 하우징(14) 사이의 접촉면(가압 구역)의 합이 비교적 작기 때문이다. 또한, 플랜지 부분들(16a 및 16b)은 구조상 섹션(26)의 영역에서 비교적 탄성이다. 압입력의 이러한 감소에 의해, 예컨대 그라인딩에 의한 복잡한 후처리가 경우에 따라 필요 없을 수 있다. 도 2a 및 도 2b는 하우징(14)과 플랜지 부분들(16a 및 16b) 사이의 실질적인 압력 끼워맞춤 결합을 나타낸다.
도 3은 플랜지 부분들(16a 및 16b)을 제조하기 위한, 개략적으로 도시된 재료 스트립(28)의 일부와 그 안에 배치된 완전히 스탬핑 및 엠보싱된 플랜지 부분들(16a 또는 16b)을 도시한다. 재료 스트립(28)으로부터 플랜지 부분들(16a 및 16b)이 스탬핑 및 엠보싱에 의해 연속적으로 제조될 수 있다. 여기서는 2개의 플랜지 부분(16a 및 16b)이 완전히 도시되어 있다.
플랜지 부분들(16a 및 16b)은 연속해서 재료 스트립(28) 상에 배치되고, 상기 배치는 특히 최적이다. 특히 각각의 플랜지 부분(16a 또는 16b)의 에지 섹션들(22)은 재료 스트립(28) 상에 인접하게 배치된 플랜지 부분(16b 또는 16a)의 반원형 리세스(30)에 비교적 긴밀하게 인접하여 배치될 수 있다. 이로 인해, 매우 적은 재료 커팅 스크랩이 가능해지기 때문에, 플랜지 부분들(16a 및 16b) 또는 고압 펌프(10)의 제조 비용이 절감될 수 있다.
10 고압 펌프
14 하우징
16 플랜지
16a, 16b 플랜지 부분
18 홈
20 리세스
26 섹션

Claims (8)

  1. 내연기관의 연료 시스템용 고압 펌프(10), 특히 플러그-인 펌프로서, 상기 고압 펌프(10)는 하우징(14), 및 상기 하우징(14) 상에 고정 배치된 플랜지(16)를 포함하는, 고압 펌프(10)에 있어서,
    상기 플랜지(16)는 적어도 2 부분으로 구현되고, 상기 고압 펌프(10)는 홈 형태의 수용 영역(18)을 포함하고, 상기 수용 영역(18) 내에 플랜지 부분들(16a, 16b)의 방사방향 내부 영역이 수용되며, 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)은 코킹 조인트 및/또는 가압 연결에 의해 상기 하우징(14)에 지지되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프(10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)은 리세스들(20)을 포함하고, 상기 리세스들은 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)의 리세스들(20)이 그 조립 위치에서 부분적으로 홈(18)에 의해 커버되도록 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)에 배치되고, 상기 하우징(14)의 재료는 상기 리세스들(20) 내에 코킹되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프(10).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리세스들(20)은 원형 홀들로서 구현되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프(10).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)의 상기 방사방향 내부 영역은 측면 영역보다 더 큰 재료 두께 및/또는 측면 영역과는 다른 형태의 엠보싱을 갖는 섹션들(26)을 포함하고, 상기 섹션들(26)에 의해 상기 플랜지 부분들(16a, 16b)이 상기 홈(18) 내로 압입되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프(10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(14)과 상기 플랜지(16)는 상이한 스테인리스 강들로 제조되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프(10).
  6. 고압 펌프(10)용 플랜지 부분(16a, 16b)에 있어서, 상기 플랜지 부분(16a, 16b)이 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따라 구현되는 것을 특징으로 하는 플랜지 부분(16a, 16b).
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 플랜지 부분(16a, 16b)이 알루미늄 또는 알루미늄 화합물 또는 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 플랜지 부분(16a, 16b).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 플랜지 부분(16a, 16b)이 스탬핑 및/또는 엠보싱에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 플랜지 부분(16a, 16b).
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