KR20100042646A

KR20100042646A - 펌프, 특히 고압 연료 펌프

Info

Publication number: KR20100042646A
Application number: KR1020107003190A
Authority: KR
Inventors: 프리드리히 뵉킹
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2010-04-26
Also published as: JP2010537096A; US20110200463A1; EP2188525A1; DE102007038525A1; WO2009021865A1; CN101779038A; CN101779038B; ATE517257T1; EP2188525B1; JP5119332B2; US8337178B2

Abstract

본 발명은 하우징(10, 12, 24)과, 회전 구동되며 하나 이상의 구동 섹션(16)을 포함하는 구동 샤프트(14)와, 펌프의 하우징부(24)의 실린더 보어(22) 내에 밀봉 방식으로 안내되어 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 의해 적어도 간접적으로 행정 운동으로 구동되는 하나 이상의 펌프 피스톤(20)을 구비한 펌프, 특히 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 하나 이상의 펌프 피스톤(20)은 스프링 요소(56)에 의해 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16) 쪽으로 적어도 간접적으로 작용을 받는다. 스프링 요소(56)는 펌프 피스톤(20)에 대향 배치된 구동 샤프트(14)의 측면 상에 배치되며, 구동 샤프트(14)를 지나서 연장된 커플링 장치(58)를 통해 적어도 간접적으로 펌프 피스톤(20)에 작용한다.

Description

펌프, 특히 고압 연료 펌프 {PUMP, PARTICULARLY HIGH-PRESSURE FUEL PUMP}

본 발명은 청구범위 제1항의 유형에 따른 펌프, 특히 고압 연료 펌프에 관한 것이다.

고압 연료 펌프의 형태를 갖는 상기 유형의 펌프는 독일 공개 공보 제198 48 040 A1호에 공지되어 있다. 상기 펌프는 펌프의 하우징부의 실린더 보어 내에 밀봉 방식으로 안내된 하나 이상의 펌프 피스톤을 포함한다. 또한 펌프는 캠 또는 편심기 형태의 구동 섹션을 구비한 구동 샤프트를 포함하며, 하나 이상의 펌프 피스톤은 상기 구동 섹션에 의해 적어도 간접적으로 행정 운동으로 구동된다. 하나 이상의 펌프 피스톤은 스프링 요소에 의해 구동 샤프트의 구동 섹션 쪽으로 적어도 간접적으로 작용을 받는다. 펌프 피스톤의 토출 행정 시 펌프 피스톤은 스프링 요소의 힘에 반대되게 구동 섹션에 의해 실린더 보어 안으로 운동하며, 펌프 피스톤의 흡입 행정 시 펌프 피스톤은 스프링 요소의 힘에 의해 실린더 보어로부터 밖으로 운동한다. 스프링 요소는 실린더형인 나선형 압축 스프링으로서 형성되며 하우징부를 둘러싸고, 하우징부에는 실린더 보어가 형성되며 펌프 피스톤이 배치된다. 스프링 요소의 상기와 같은 배치로 인해, 실린더 보어를 둘러싸는 하우징부의 영역에서 하우징부의 벽 두께는 스프링 요소를 배치할 수 있도록 비교적 얇게 유지되어야 한다. 하우징부의 벽 두께가 비교적 얇기 때문에, 펌프 피스톤의 토출 행정 시 형성된 고압은 실린더 보어를 팽창시킬 수 있으므로 누설 손실이 발생한다.

이에 반해, 청구범위 제1항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 펌프는 펌프 피스톤에 대향 배치된 구동 샤프트의 측면에 스프링 요소가 배치됨으로써, 하우징부는 실린더 보어를 둘러싸는 영역에서 두꺼운 벽 두께를 가질 수 있으므로 실린더 보어의 팽창으로 인한 누설 손실이 발생하지 않거나 단지 미미하게만 발생하는 장점을 갖는다.

종속항들에는 본 발명에 따른 펌프의 바람직한 실시예 및 개선예가 기재되어 있다. 커플링 장치는 제2항에 따른 구성에 의해 간단하게 구현될 수 있으며 공간을 덜 차지하게 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 이하의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 펌프의 종단면도의 컷아웃을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 선 II-II을 따라 절단한 펌프의 횡단면도이다.
도 3은 선 II-II을 따라 절단한 펌프의 변형예의 횡단면도이다.

도 1 내지 도 3에는 특히 내연 기관의 연료 분사 장치를 위한 고압 연료 펌프인 펌프가 도시되어 있다. 펌프는 다부품으로 형성될 수 있는 하우징(10)을 포함하며, 하우징의 하우징부(12)에는 회전 구동하는 구동 샤프트(14)가 회전축(15)을 중심으로 회전 가능하도록 배치된다. 구동 샤프트(14)는 구동 샤프트(14)의 회전축(15)의 방향으로 서로 이격된 2개의 베어링 지점에 의해 하우징부(12)에 지지된다. 구동 샤프트(14)는 2개의 베어링 지점들 사이에 놓인 영역에 하나 이상의 구동 섹션(16)을 포함하며, 구동 섹션은 캠 또는 편심기일 수 있다. 펌프는 각각 하나의 펌프 피스톤(20)을 구비한 하나 이상의 펌프 요소를 포함하며, 펌프 피스톤은 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 의해 구동 샤프트(14)의 회전축(15)에 대해 적어도 거의 반경 방향으로 적어도 간접적으로 행정 운동으로 구동된다. 펌프 피스톤(20)은 펌프의 하우징부(24)의 실린더 보어(22) 내에 밀봉 방식으로 안내된다. 구동 샤프트(14) 반대편 펌프 피스톤(20)의 단부는 실린더 보어(22)에서 펌프 작동 챔버(26)를 제한한다. 펌프 작동 챔버(26)는 상기 펌프 작동 챔버 안으로 개방된 유입 체크 밸브(30)에 의해, 공급 펌프(32)로부터 안내되어 나온 공급부(34)에 연결되며, 펌프 작동 챔버(26)는 구동 샤프트(14)의 회전축(15)에 대해 반경 방향 내부 쪽으로 배향된 펌프 피스톤(20)의 흡입 행정 시 상기 공급부에 의해 연료로 채워진다. 또한 펌프 작동 챔버(26)는 상기 펌프 작동 챔버로부터 밖으로 개방된 배출 체크 밸브(36)에 의해, 예컨대 고압 연료 어큐뮬레이터(40)로 안내되는 배출부(38)에 연결되며, 연료는 구동 샤프트(14)의 회전축(15)으로부터 반경 방향 외부 쪽으로 이격되게 배향된 펌프 피스톤(20)의 토출 행정 시 상기 배출부에 의해 펌프 작동 챔버(26)로부터 배출된다.

하우징부(24)는 하우징부(12)에 지지된 플랜지형 영역(42)과, 상기 영역(42)으로부터 돌출한 실린더형 숄더(44)를 포함하며, 숄더(44)는 구동 샤프트(14)의 회전축(15)에 대해 적어도 거의 반경 방향으로 연장된, 예컨대 보어로서 형성된 하우징부(12)의 개구(46) 내로 돌출한다. 실린더 보어(22)는 숄더(44)의 단부면으로부터 시작해서 숄더(44)를 거쳐, 펌프 작동 챔버(26)가 배치된 영역(42)까지 연장된다. 영역(42)에는 유입 밸브(30) 및 배출 밸브(36)도 배치된다. 영역(42)으로부터 숄더(44)까지의 전환부에는 숄더(44)에 비해 직경이 더 큰 센터링 칼라(43)가 제공되며, 센터링 칼라는 적은 유격을 갖고 보어(46) 내로 유입되고 하우징부(12)에 대한 하우징부(24)의 센터링을 보장한다.

도시된 실시예에서 도 2에 따른 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)은 이중 캠으로서 형성되며 펌프 피스톤(20)은 롤러 태핏(48)에 의해 이중 캠에 지지된다.

롤러 태핏(48)은 하우징부(24)의 보어(46) 내에서 상기 롤러 태핏의 외부 재킷 상에서 안내되는 슬리브형 태핏 본체(50)와, 태핏 본체(50) 내에 삽입된 롤러 슈(52)와, 롤러 슈(52)의 수용부(53) 내에 회전 가능하게 지지된 롤러(54)를 포함한다. 롤러(54)는 이중 캠(16)에 지지되며 수용부(53)에서 슬라이딩되도록 안내된다. 대안적으로 태핏 본체(50)의 내부 자켓이 하우징부(24)의 숄더(44) 상에 안내될 수도 있다. 펌프 피스톤(20)은 실린더 보어(22) 내에 안내된 영역에 비해 직경이 더 확대된 피스톤 베이스를 포함하며, 펌프 피스톤(20)은 피스톤 베이스에 의해 자신의 종축 방향으로 롤러 태핏(48)에 커플링된다.

대안적으로 도 3에 도시된 펌프의 변형예에 따라서도, 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)이 편심기로서 형성될 수 있으며, 이 경우 펌프 피스톤(20)은 직접적으로 또는, 태핏, 예컨대 버켓 태핏(148)에 의해 편심기에 접하거나, 편심기 상에 회전 가능하게 지지된 링(150)에 접한다. 링(150)은 펌프 피스톤(20) 또는 태핏(148)에 대한 지지 영역에 적어도 거의 평면인 평평부(152)를 포함할 수 있다.

펌프 피스톤(20)의 흡입 행정 시 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 펌프 피스톤(20)이 롤러 태핏(48)에 의해 지지되는 것은 스프링 요소(56)에 의해 보장된다. 스프링 요소(56)는 펌프 피스톤(20)에 대향 배치된 구동 샤프트(14)의 측면에서 펌프의 하우징(10)에 배치된다. 스프링 요소(56)는 커플링 장치(58)를 통해 적어도 간접적으로 펌프 피스톤(20)에 작용한다. 도시된 실시예에서 커플링 장치(58)는 롤러 태핏(48) 또는 태핏 본체(50)의 태핏(148)에 연결되므로 이들을 통해 펌프 피스톤(20)에 간접적으로 연결된다. 커플링 장치(58)는 예컨대 캐리어 형태를 갖는 2개의 부품(60)을 포함하며, 각각 하나의 캐리어(60)는 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)의 옆에 측방향으로 배치된다. 캐리어(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 샤프트(14)의 회전축(15) 방향으로 얇은 두께를 갖도록 형성된다. 구동 샤프트(14)의 회전축(15) 방향으로 볼 때, 캐리어(60)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동 샤프트(14)의 영역에서 큰 폭을 갖는 중앙의 허브형 영역(62)과, 이에 연결되며 구동 샤프트(14)로부터 반경 방향으로 멀어지게 연장되고 보다 작은 폭을 갖는 아암(64)을 포함한다. 아암들(64)은 서로 적어도 거의 반대되게 대향 배치된다. 캐리어(60)의 허브 영역(62)에는 각각 하나의 장공(66)이 형성되며 구동 샤프트(14)는 상기 장공을 관통한다. 커플링 장치(58)의 2개의 캐리어(60)는 바람직하게 동일하게 형성되므로 제조 비용이 낮게 유지된다.

태핏 본체(50) 쪽으로 연장된 커플링 장치(58)의 캐리어(60)의 아암(64)은 그 단부 영역이 예컨대 나사, 리벳, 용접 연결 또는 다른 방식에 의해 태핏 본체(50) 또는 태핏(148)에 연결된다. 커플링 장치(58)의 캐리어(60)의 아암(64)은 대략 펌프 피스톤(20)의 베이스의 높이까지 연장되어, 하우징부(24)의 숄더(44)의 단부면 앞에서 간격을 두고 끝난다. 펌프 피스톤(20) 반대편 구동 샤프트(14)의 측면에 배치된 커플링 장치(58)의 캐리어(60)의 아암(64)은 디스크형 부품(68)에 의해 그 단부들이 서로 연결된다. 스프링 요소(56)는 예컨대 실린더형의 나선형 압축 스프링으로서 형성되며, 펌프의 하우징(10)에서 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 인접하게 배치되어 고정된 지지부(70)와 부품(68) 사이에 클램핑된다. 고정된 지지부(70)는 구동 섹션(16)으로부터 충분한 간격을 두고 배치되므로, 구동 샤프트(14)의 회전 시 구동 섹션(16)과의 접촉은 방지된다.

펌프의 작동 시 펌프 피스톤(20)은 롤러 태핏(48)과 함께 행정 운동을 구현한다. 커플링 장치(58) 역시 상기의 행정 운동을 구현하며, 이 경우 스프링 요소(56)는 교대로 압축되고 릴리스된다. 커플링 장치(58)는 커플링 장치(58)의 캐리어(60) 내의 장공(66)을 통해 구동 샤프트(14)에 대해 행정 운동할 수 있다. 펌프 피스톤(20)에 대향 배치된 구동 샤프트(14)의 측면에 스프링 요소(56)가 배치됨으로써, 하우징부(24)의 섹션(44)과 하우징부(12)의 보어(46) 사이에는 태핏 본체(50)를 수용하기 위해 작은 폭의 간극만 있으면 된다. 이 경우 태핏 본체(50)의 벽 두께는 얇게 구현될 수 있으므로, 간극은 이에 상응하게 좁게 유지될 수 있다. 이로써 하우징부(24)의 숄더(44)의 벽 두께는 그 단부면에 이르기까지 두껍게 구현될 수 있으므로, 실린더 보어(22)는 펌프 작동 챔버(26)에서의 고압 작용 하에 펌프 피스톤(20)이 토출 행정할 때 약간만 팽창되므로 펌프 작동 챔버(26)로부터의 누설 손실은 이에 상응하게 적게 발생한다.

전술한 상세한 설명에서는 하나의 펌프 피스톤(20)만을 설명하였지만, 이 경우 펌프는 복수의, 예컨대 2개의 펌프 피스톤(20)을 포함할 수도 있다. 2개의 펌프 피스톤(20)은 대략 90°의 각도로 구동 샤프트(14)의 회전축(15)을 중심으로 서로 틀어져 배치될 수 있으며, 각각의 펌프 피스톤(20)에는 펌프 피스톤(20)에 대향 배치된 구동 샤프트(14)의 측면에 배치된 해당 스프링 요소(56)가 커플링 장치(58)를 통해 작용한다. 이 경우 2개의 펌프 피스톤(20)의 커플링 장치들(58)은 바람직하게 구동 샤프트(14)의 회전축(15) 방향으로 바람직하게 서로 오프셋되게 연장되므로, 커플링 장치들은 서로 간에 방해가 되지 않는다.

Claims

하우징(10, 12, 24)과, 회전 구동되며 하나 이상의 구동 섹션(16)을 포함하는 구동 샤프트(14)와, 펌프의 하우징부(24)의 실린더 보어(22) 내에 밀봉 방식으로 안내되어 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 의해 적어도 간접적으로 행정 운동으로 구동되는 하나 이상의 펌프 피스톤(20)을 구비한 펌프, 특히 고압 연료 펌프이며, 하나 이상의 펌프 피스톤(20)은 스프링 요소(56)에 의해 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16) 쪽으로 적어도 간접적으로 작용을 받는 펌프에 있어서,
스프링 요소(56)는 펌프 피스톤(20)에 대향 배치된 구동 샤프트(14)의 측면에 배치되며, 구동 샤프트(14)를 지나서 연장된 커플링 장치(58)를 통해 적어도 간접적으로 펌프 피스톤(20)에 작용하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제1항에 있어서, 커플링 장치(58)는 2개의 부품(60)을 포함하며, 각각 하나의 부품(60)은 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)의 옆에 측방향으로 배치되고 적어도 간접적으로 펌프 피스톤(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제2항에 있어서, 커플링 장치(58)의 2개의 부품(60)은 각각 하나의 장공(66)을 포함하며, 구동 샤프트(14)는 상기 장공을 관통하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제3항에 있어서, 커플링 장치(58)의 부품(60)은 구동 샤프트(14)의 회전축(15) 방향으로 볼 때, 장공(66)이 내부에 배치되어 있고 폭이 큰 각각 하나의 중앙 영역(62)과, 중앙 영역(62)으로부터 시작되면서 서로 대향 배치되고 폭이 더 작은 각각 2개의 아암(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제4항에 있어서, 펌프 피스톤(20)을 향한 커플링 장치(58)의 부품(60)의 아암(64)은 그 단부 영역들에서 적어도 간접적으로 펌프 피스톤(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제4항 또는 제5항에 있어서, 스프링 요소(56)는 펌프 피스톤(20) 반대편 커플링 장치(58)의 아암(64)의 단부 영역과 구동 샤프트(14)에 근접하게 배치되어 고정된 지지부(70) 사이에 클램핑되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프 피스톤(20)은 지지 요소(48)에 의해 구동 샤프트(14)의 구동 섹션(16)에 접하며 커플링 장치(58)는 지지 요소(48)에 연결되는 것을 특징으로 하는 펌프.