KR20190094379A - 분사기, 사출 성형 공구, 및 분사기 제조 방법 - Google Patents

분사기, 사출 성형 공구, 및 분사기 제조 방법 Download PDF

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프랑크-홀거 쇠퍼
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마르시오 도스 산토스 트롬빈
랄프 크로머
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Abstract

본 발명은 인서트 부품으로서 설계된 본체(2)를 포함하는 유체 도입용 분사기에 관한 것이며, 상기 본체는 사출 성형 공구용 제 1 공구 접촉 면(21), 사출 성형 공구용 제 2 공구 접촉 면(22), 및 상기 본체(2)를 상기 본체(2)의 적어도 하나의 부분 영역에서 완전히 둘러싸는, 사출 성형된 하우징(3)을 포함하고, 상기 사출 성형된 하우징(3)은 본체(2)를 향하여 직선으로 연장되는 적어도 하나의 제 1 개구(4)를 갖는다.

Description

분사기, 사출 성형 공구, 및 분사기 제조 방법
본 발명은 유체를 도입하기 위한, 특히 연료를 분사하기 위한 분사기, 및 분사기를 제조하기 위한 사출 성형 공구에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 분사기의 제조 방법에 관한 것이다.
분사기는 예를 들어 연료 분사기로서 종래 기술에 다양한 실시 예로 알려져 있다. 지금까지는, 분사기 본체 주위에 사출 성형된 하우징이 분사기에 제공되었다. 그러나 부품 크기를 줄이기 위한 끊임없는 노력으로 인해, 미래의 분사기는 작은 단면을 갖게 될 것이다. 이 경우, 사출 성형 과정 동안 사출 압력과 용융 압력으로 인해 분사기가 구부러질 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 굽힘 응력의 도입으로 인해, 분사기가 손상되어 더 이상 기능하지 않을 수 있다.
본 발명의 과제는 종래 기술의 단점을 피하는 분사기, 사출 성형 공구, 및 분사기 제조 방법을 제공하는 것이다.
청구항 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른, 유체 도입용 분사기는 사출 성형 공구용 인서트로서 설계된 본체, 및 상기 본체를 상기 본체의 적어도 하나의 부분 영역에서 완전히 둘러싸는 사출 성형된 하우징을 포함한다. 본체는 사출 성형 공구용 제 1 공구 접촉 면과 사출 성형 공구용 제 2 공구 접촉 면을 갖는다. 또한, 사출 성형된 하우징은 적어도 하나의 제 1 개구를 가지며, 상기 제 1 개구는 본체를 향하여 직선으로 연장된다. 제 1 개구는 사출 성형 과정 동안 형성되는데, 그 이유는 사출 과정 동안 본체의 지지를 가능하게 하기 위해 지지 핀이 사출 성형 공구의 공동부 내에 배치되기 때문이다. 이로 인해, 사출 과정 동안 본체의 가능한 구부러짐이 방지된다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시한다.
분사기의 사출 성형된 하우징은 본체를 향하여 직선으로 연장되는 제 2 개구를 갖는 것이 바람직하다. 제 2 개구는 본체를 제 1 지지 핀과는 다른 위치에 지지하는 제 2 지지 핀에 의해 제공된다. 결과적으로, 특히 본체의 높은 사출 압력 및/또는 작은 단면에서도 사출 과정 동안 본체의 충분한 지지가 달성된다. 바람직하게는, 상기 제 2 개구의 중심 축선이 상기 제 1 개구의 중심 축선에 대해 대략 90도의 각도로 배치된다. 그 결과, 본체의 특히 안정적인 지지가 달성된다.
더 바람직하게는, 사출 성형된 하우징 내의 제 1 개구는 본체까지 연장되도록 제공된다. 이는 사출 성형 시작 전에, 정지 핀이 본체와 접촉하도록, 인서트로서의 본체가 사출 성형 공구의 공동부 내로 삽입됨으로써 달성된다.
본 발명의 특히 바람직한 실시 예에 따르면, 사출 성형된 하우징 내의 제 1 개구는 본체를 향하는 제 1 개구의 단부에 선형 슬롯 개구를 가진 바닥을 포함한다. 바닥은 사출 성형된 하우징과 같이 사출 성형 재료로 제조된다. 개구 내의 바닥은 바람직하게는 사출 성형 재료 스킨이며, 선형 슬롯 개구는 정지 핀과 본체의 아치형 외형 사이의 선형 접촉에 기인한다. 정지 핀의 자유 단부는 바람직하게는 하나의 평면 내에 가로 놓여 제공되므로, 사출 성형 공구 내의 본체와 정지 핀 사이의 선형 접촉이 이루어진다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 공구 절반부를 포함하는 사출 성형 공구에 관한 것이며, 공구 절반부들 사이에 공동부가 존재한다. 공동부는 인서트, 특히 분사기의 본체를 수용하도록 설계된다. 여기서, 지지 핀은 하나의 공구 절반부에서 핀 단부를 구비하고, 지지 핀은 공구 절반부들 사이의 공동부 내로 돌출한다. 지지 핀은 인서트를 지지하기 위해 사출 과정 동안 인서트와 접촉하도록 설계된다. 결과적으로, 높은 사출 성형 및/또는 용융 압력으로 인한 인서트의 구부러짐이 방지될 수 있다.
완성된 분사기는 사출 성형 후에 공구 절반부들의 개방에 의해 꺼내질 수 있다.
본 발명에 따른 사출 성형 공구는 바람직하게는 지지 핀이 제 1 공구 절반부 내에 배치되고 사출 성형 재료를 공급하기 위한 유입부가 제 2 공구 절반부 내에 배치되도록 구성된다.
특히 바람직하게, 지지 핀과 유입구의 배치는, 폐쇄 상태에서 지지 핀과 유입구가 서로 마주 놓이도록 이루어진다. 이로 인해, 유입구로부터 직접 인서트에 작용하는 사출 성형 압력의 특히 양호한 지지가 달성될 수 있다.
특히, 바람직하게는, 제 1 지지 핀의 제 1 중심축이 제 2 지지 핀의 제 2 중심축과 일정한 각도로, 특히 약 90 도의 각도로 배치되도록, 인서트의 주위에 배치된 제 2 지지 핀이 제공된다. 이로 인해, 공구가 너무 복잡하여 그 제조 비용이 비싸지 않으면서, 특히 양호한 지지가 달성된다.
또한, 본 발명은 본체 및 사출 성형된 하우징을 갖는 분사기의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 본체를 사출 성형 공구의 공동부 내로 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 사출 성형 공구는, 상기 공동부 내로 돌출하며 사출 압력 및/또는 용융 압력에 대해 인서트를 지지하기 위해 사출 과정 동안 인서트와 접촉하도록 설계된 적어도 하나의 지지 핀을 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 지지 핀은 사출 과정 동안에야 인서트와 접촉할 수 있거나 또는 대안으로서 지지 핀은 사출 과정의 시작 전에 이미 인서트와 접촉할 수 있다. 인서트와 지지 핀 사이의 거리가 존재하는 경우, 상기 거리는 사출 압력에 의해 인서트의 최소 구부러짐만이 가능하도록 선택된다.
인서트가 사출 과정 전에 이미 지지 핀과 접촉하는 경우, 지지 핀은 사출 과정 동안 사출 압력의 방향과 반대로 향한 예응력이 인서트에 가해지도록 인서트와 접촉하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 특히 매우 높은 사출 압력에서 인서트의 변형이 방지될 수 있는데, 그 이유는 매우 높은 사출 압력으로 인해, 지지 핀에 의해 가해지는 예응력 및 본체의 약간의 변형이 보상되기 때문이다.
본 발명은 특히 액체 연료를 분사하기 위한 연료 분사기에 사용된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 분사기의 개략도이며,
도 2는 도 1의 분사기를 제 1 방향으로부터 바라본 개략적인 사시도이고,
도 3은 도 1의 분사기를 제 2 방향으로부터 바라본 개략적인 사시도이며,
도 4는 폐쇄 상태의 사출 성형 공구의 개략적인 단면도이고,
도 5는 도 4의 사출 성형 공구의 지지 핀의 개략적인 상세도이며,
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 분사기의 개략적인 측면도이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 1 바람직한 실시 예에 따른 분사기(1), 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사출 성형 공구 및 분사기의 바람직한 제조 방법이 설명된다 .
도 1은 이 실시 예에서 액체 연료를 분사하기 위한 연료 분사기인 분사기(1)의 측면도를 개략적으로 도시한다.
분사기(1)는 액추에이터, 예를 들어 자기 액추에이터 및 폐쇄 요소, 예를 들어 밸브 니들 등이 배치된 금속 밸브 하우징을 갖는 본체(2)를 포함한다. 연료 연결부는 도면 부호 7로 표시되어 있다. 연료 연결부(7) 반대편에 있는 분사기의 단부(8)에서, 분사기는 연료를 예를 들어 직접 연소실 내로 분사한다.
분사기(1)는 본체(2) 외에 사출 성형된 하우징(3)을 포함한다. 사출 성형된 하우징(3)은 플라스틱 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 사출 성형된 하우징(3)은 전기 플러그 연결부(6)를 더 포함하는 것이 바람직하며, 이 플러그 연결부(6)를 통해 분사기(1)의 전원 공급 및 제어가 이루어진다.
사출 성형된 하우징(3) 내에는, 이 실시 예에서 원통형인 제 1 개구(4)가 제공된다. 제 1 개구(4)는 본체(2)의 외측 재킷까지 사출 성형된 하우징(3)을 완전히 관통한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 개구(4)는 분사기의 중심 축선(X-X)에 대해 수직이다.
도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 사출 성형된 하우징(3)은 본체(2)의 중심부를 본체의 원주 방향으로 완전히 둘러싼다.
분사기의 본체(2)에는 제 1 공구 접촉 면(21)과 제 2 공구 접촉 면(22)이 더 제공된다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 공구 접촉 면(21, 22)은 사출 성형된 하우징(3)의 축 방향(X-X)으로의 연장을 한정한다. 2개의 공구 접촉 면에는, 이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명될 사출 성형 공구(30)가 접촉한다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 사출 성형 공구(30)는 제 1 공구 절반부(31) 및 제 2 공구 절반부(32)를 포함한다. 제 2 공구 절반부(32)에는 유입부(33)가 제공되고, 상기 유입부(33)를 통해 사출 성형 재료가, 제 1 및 제 2 공구 절반부(31, 32)의 조립 시 생기는 공동부(35) 내로 분사된다. 이는 도 4에 화살표 A로 표시되어 있다.
제 1 공구 절반부(31) 내에 원통형 지지 핀(34)이 제공되고, 상기 지지 핀(34)은 공동부(35) 내로 돌출한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 지지 핀(34)은 사출 성형에 의해 사출 성형된 하우징(3)을 형성하기 위해 사출 성형 공구(30) 내로 인서트로서 삽입된 본체(2)를 지지하기 위해 사용된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 공구 절반부(31, 32)는 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공구 접촉 면(21, 22)에서 밀봉한다.
인서트로서 형성된 본체(2)는 지지 핀(34)의 영역에서 원통형 형상을 갖는다. 이로 인해, 편평한 면인 자유 단부(34a)가 본체(2)에 선 접촉한다. 2개의 공구 절반부(31, 32)의 사출 성형 및 분리 후에, 지지 핀(34)에 의해, 도 1 및 도 2에 도시된 제 1 개구(4)가 형성된다. 지지 핀(34)과 본체(2) 사이의 사출 성형 과정 동안 선 접촉으로 인해, 제 1 개구(4)의 단부에 플라스틱 스킨이 형성되며, 상기 플라스틱 스킨은 본체(2)의 축 방향 X-X으로 슬롯형 개구를 갖는다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 지지 핀(34)은 사출 성형 과정 동안 사출 압력에 대해 본체(2)를 지지하기 위해 사용되고, 상기 사출 압력은 공동부(35) 내로 사출 성형 재료를 사출함으로써 생성된다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 경우 지지 핀(34)은 유입구(33)의 바로 맞은 편에 배치된다. 이로 인해, 인서트의 최적 지지가 달성될 수 있다. 바람직하게는, 원통형 지지 핀(34)의 직경은 유입구(33)의 직경과 동일한 크기이다.
도 3에서, 사출 성형된 하우징(3)의 외주에 놓인 사출 점(9)이 개략적으로 도시되어 있다.
따라서, 사출 성형 공구(30)에 의해, 분사기(1)의 본 발명에 따른 제조 방법은 매우 간단하고 저렴하게 실시될 수 있고, 특히 분사기의 인서트로서 형성된 본체(2)의 구부러짐이 방지될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 대해, 이 경우 총 3 개의 대안이 가능하다는 것을 주목해야 한다. 한편으로는, 전술한 바와 같이, 지지 핀(34)은 사출 성형 공구(30) 내의 본체(2)와 도 4에 도시된 바와 같이 접촉할 수 있다. 대안에 따라, 지지 핀(34)과 삽입된 본체(2) 사이에 접촉이 없을 수 있지만, 매우 작은 거리, 바람직하게는 0.5mm 미만, 더 바람직하게는 0.1mm 이하의 매우 작은 거리가 존재하므로, 분사 과정 동안 본체의 최소 구부러짐이 가능해진다. 이러한 최소 구부러짐은 본체(2)를 손상시키지 않는다. 또 다른 대안으로서, 지지 핀(34)과 삽입된 본체(2)의 접촉에 의해 유입구(33)를 통한 사출 방향과 반대로 본체(2)의 예응력 및 구부러짐이 가능해질 수 있다. 사출 성형 재료를 사출하는 동안 높은 압력으로 인해, 상기 구부러짐은 사출 방향과 반대로 보상될 수 있어서, 사출 성형된 하우징(3)을 갖는 분사기가 제조될 수 있으며, 상기 분사기는 최종 제품으로서 본체(2)상에 구부러짐을 갖지 않는다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 분사기(1)를 도시한다. 제 2 실시 예의 분사기(1)는 제 1 실시 예에 실질적으로 상응하며, 사출 성형된 하우징(3) 내의 제 1 개구(4)에 추가하여 사출 성형된 하우징(3) 내에 제 2 개구(5)가 제공된다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 사출 성형된 하우징(3) 내의 제 1 및 제 2 개구(4, 5)는 서로 90도의 각도로 배치된다. 제 1 개구(4)의 제 1 중심 축선은 도 6에서 도면 부호 M1으로 표시되고, 제 2 개구(5)의 제 2 중심 축선(M2)은 이에 대해 수직이다. 두 중심 축선(M1, M2)은 분사기(1)의 중심 축선(X-X)에 수직이다.
도 6으로부터 더 알 수 있는 바와 같이, 제 1 개구(4) 및 제 2 개구(5)는 분사기의 중심 축선 X-X의 방향으로 거리(Y)만큼 오프셋된다. 이 경우, 분사 점(9)은 분사기의 축 방향 X-X으로 제 1 개구(4)와 제 2 개구(5) 사이에 배치된다. 제 1 실시 예에서 설명된 바와 같이, 제 1 개구(4)와 제 2 개구(5)는, 사출 성형 공구에 제공된 2개의 지지 핀에 의해 형성된다. 2개의 지지 핀을 제공함으로써, 사출 성형 공구 내의 삽입된 본체(2)의 개선된 지지가 달성될 수 있고, 특히 사출 과정 동안 및 사출 과정 후에 삽입된 본체(2)에 작용하는 용융 압력에 대해 상기 개선된 지지가 달성될 수 있다. 제 2 지지 핀은 도 4에서 도면 부호 34'로 파선으로 개략적으로 도시되어 있다.
2 본체
3 사출 성형된 하우징
4 제 1 개구
5 제 2 개구
21 제 1 공구 접촉 면
22 제 2 공구 접촉 면
30 사출 성형 공구
31 제 1 공구 절반부
32 제 2 공구 절반부
33 유입구
34 지지 핀
35 공동부

Claims (12)

  1. 유체 도입용 분사기로서,
    - 인서트로서 설계되며 사출 성형 공구용 제 1 공구 접촉 면(21) 및 사출 성형 공구용 제 2 공구 접촉 면(22)을 포함하는 본체(2),
    - 상기 본체(2)를 상기 본체(2)의 적어도 하나의 부분 영역에서 완전히 둘러싸는 사출 성형된 하우징(3)을 포함하고,
    상기 사출 성형된 하우징(3)은 상기 본체(2)를 향하여 직선으로 연장하는 적어도 하나의 제 1 개구(4)를 포함하는, 분사기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사출 성형된 하우징(3)은 상기 본체(2)를 향하여 직선으로 연장하는 제 2 개구(5)를 포함하는, 분사기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 개구(4)의 제 1 중심 축선(M1)은 상기 제 2 개구(5)의 중심 축선(M2)에 대해 90도의 각으로 배치되는, 분사기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 개구(4)는 상기 사출 성형된 하우징(3)에서 상기 본체(2)까지 연장하는, 분사기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 개구(4)는 상기 본체(2)를 향한 그 단부에 바닥을 포함하고, 상기 바닥 내에 선형 슬롯이 상기 분사기의 중심 축선 X-X에 대해 평행하게 존재하는, 분사기.
  6. - 제 1 공구 절반부(31) 및
    - 제 2 공구 절반부(32)를 포함하는 사출 성형 공구로서,
    - 상기 제 1 및 제 2 공구 절반부(31, 32)의 조립 상태에서, 인서트를 수용하도록 설계된 공동부(35)가 형성되고,
    - 상기 2개의 공구 절반부 중 하나의 공구 절반부는 상기 공동부(35) 내로 돌출하는 지지 핀(34)을 포함하는, 사출 성형 공구.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 지지 핀(34)은 상기 인서트를 지지하기 위해 사출 과정 동안 상기 인서트와 접촉하도록 설계되는, 사출 성형 공구.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 지지 핀(34)은 상기 제 1 공구 절반부(31) 내에 배치되고, 상기 사출 성형 재료를 공급하기 위한 유입구(33)가 상기 제 2 공구 절반부(32) 내에 배치되는, 사출 성형 공구.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 지지 핀(34) 및 상기 유입구(33)는 상기 사출 성형 공구의 폐쇄 시 서로 마주 놓이는, 사출 성형 공구.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 지지 핀은 상기 제 1 지지 핀의 제 1 중심 축선(M1)이 상기 제 2 지지 핀의 제 2 중심 축선(M2)에 대해 90도의 각으로 배치되도록 상기 제 1 지지 핀에 대해 배치되는, 사출 성형 공구.
  11. 본체(2) 및 사출 성형된 하우징(3)을 구비한 분사기(1)의 제조 방법으로서,
    - 사출 성형 공구(30)의 공동부(35) 내로 상기 본체(2)를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 사출 성형 공구(30)는 공동부(35) 내로 돌출하는 적어도 하나의 지지 핀(34)을 포함하며, 상기 지지 핀(34)은 사출 과정 동안 상기 본체(2)를 지지하기 위해 적어도 사출 성형 동안 상기 본체(2)와의 접촉이 이루어지도록 배치되는, 분사기의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 지지 핀(34)은 사출 과정의 시작 전에 이미 상기 본체(2)와 접촉하거나 또는 상기 지지 핀(34)은 사출 과정의 시작 전에 0.5㎜ 이하의, 특히 0.1㎜ 이하의 거리를 두고 배치되거나 또는 상기 지지 핀(34)은 사출 과정의 시작 전에, 상기 본체(2)가 상기 지지 핀(34)과의 접촉 영역에서 구부러지도록 상기 본체(2)와 접촉하는, 분사기의 제조 방법.
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