KR20020023219A - 연료 분사 시스템용 고압 부품 및 그러한 형태의 부품제조 방법 - Google Patents

연료 분사 시스템용 고압 부품 및 그러한 형태의 부품제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교차된 홀(11, 12)을 구비한 연료 분사 시스템용 부품, 특히 고압 부품(10, 10a)에 관한 것이며, 상기 양 홀(11, 12) 중 적어도 하나(11)는 평평하게 형성되고, 부품(10, 10a)은 홀 평평부(16, 21, 27)의 영역에 내부 압축 응력을 가진다. 이로써 부품(10, 10a)의 내성은 양 홀(11, 12)의 교차 지점(13) 영역에서 높아질 수 있다.

Description

연료 분사 시스템용 고압 부품 및 그러한 형태의 부품 제조 방법{Component, especially a high-pressure component for fuel injection systems, and method for producing a component of this type}
GB 2 322 919, 2 322 920, 2 322 321과 2 322 922 및 DE 198 08 894.A1 등의 공보에 종래 기술이 공지되어 있다. 내부에서 교차되는 홀을 갖는 다수의 부품, 특히 소위 CR-분사(CR=공동 레일)용 부품이 본 발명과 관련된다. 연료 분사 시스템에서의 부품은 매우 높은 내압 하에 있을 뿐만 아니라, 더욱이 상기 내압은 주기적으로 심하게 변동되기 때문에(소위 팽창된 내압), 상응하는 높은 내성이 필요하다. 여기서는 특히 홀 교차점의 내성이 중요하다.
본 발명의 과제는 언급한 방식의 부품에서 내압 부하에 대한 홀 교차부의 내성을 더욱 높이는 것이다.
본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 부품 및 제 8 항의 전제부에 따른 방법에 관한 것이다.
각각의 도면은 실제 크기에 비해 매우 확대된 개략도이다.
도 1은 부품이 아직 변형되지 않은 CR-인젝터의 실시예의 횡단면도.
도 2는 절삭하지 않고 도 1의 부품을 변형한 후의, 도 1에 상응하는 횡단면도(도 3의 II-II 선상에서 절취).
도 3은 도 2의 부품을 화살표 "A" 방향에서 본 측면도.
도 4는 부품이 아직 변형되지 않은, 도 1 내지 도 3에 비해 약간 변형된 CR-인젝터의, 도 1 또는 도 2에 상응하는 횡단면도.
도 5는 절삭하지 않고 도 4의 부품을 변형한 후의 횡단면도.
도 6은 매트릭스가 삽입된, 도 1에 따른 CR-인젝터의 횡단면도(도 7의 VI-VI 선상에서 절취).
도 7은 도 6의 VII-VII 선상에서 절취한 종단면도.
본 발명에 따른 상기 과제는, 서두에 언급된 방식의 부품에 있어서, 부품에 대해서는 제 1 항의 특징으로 해결되고 방법에 대해서는 제 8 항의 특징으로 해결된다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 부품에 대해서는 제 1 항 내지 제 7 항에 제시되며, 방법에 대해서는 제 8 항 내지 제 15 항에 제시될 수 있다.
본 발명에 따라 절삭을 하지 않고 부품을 변형, 특히 외부로부터의 가압을 통해 변형함으로써, 기계적 비용이 많이 들지 않고도 해당 홀의 교차 지점에서 홀 평평부가 생길 수 있으며 이때 제 2 항 내지 제 6 항에 기재된 특징들이 고려되어야 한다.
상기 부품의 내성은, 부품에서 부하가 가장 높은 지점, 즉 홀 교차부에 직접 내부 압축 응력이 발생됨으로써 높아진다. 심한 부하를 받는 지점에서 부품의 내성이 높아짐으로써 그 밖에 재료의 이용도 또한 개선된다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되고 하기에서 상세히 설명된다.
도 1 내지 도 3에 원통형 부품(10)이 도시되어 있으며, 이는 CR-인젝터의 일부분이다. 상기 부품(10)은 도 1에 도시된 상태에서 횡단면이 원형이고 연속된 홀(11)을 가진다. 작은 횡단면을 가진 제 2 홀(12)은 지점(13)에서 홀(11)에 대해 직각으로 상기 홀에 접한다. 도 1 및 도 2는 지점(13)에서 교차된 양 홀(11, 12)의 중앙축(14, 15)이 부품(10)의 중심에 위치하지 않은 것을 분명히 도시한다. 제 2 홀(12)은 또한 제 1 홀(11)에 편심으로 접한다.
도 2는, 도 1에 따라 부분적으로 가공된 상황시에 아직 원형인 제 1 홀(11)이 양 홀(11, 12)의 교차 지점(13)의 영역에 평평부(16)를 포함하는 것을 도시한다. 상기 평평부(16)는, 직사각형의 다이(18)(도 1)를 이용하여 외부로부터 가압(화살표 17)함으로써, 절삭을 하지 않고 부품(10)을 변형시킨 결과이다.
따라서 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 부품(10)의 외부 원주면에는 그루브형의 변형부(19)가 생기며, 상기 변형부는 가압을 통해서 발생된 평평부(16)와 마찬가지로, 제 2 홀(12)의 영역 또는 상기 홀과 제 1 홀(11)의 교차 지점(13)에만 국한된다. 따라서 교차 지점(13)의 둘레 영역에는 부품(10)의 내성을 현저하게 높인다는 의미로 상기 영역에 작용하는 내부 압축 응력이 형성된다. 양 홀(11, 12)의 교차 지점(13) 주변의 재료 영역은 상기 홀을 통해 흐르는 유동성 매체(예컨대연료)에 의한 압축 응력 증가로 인해 극단의 내성을 가져야 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 부품(10a)은 도 1 내지 도 3의 부품(10)과 아주 유사하게 구성된다. 특히 상기 부품은 도 1 내지 도 3에 도시된 부품과 마찬가지로 큰 직경을 가진 연속된 홀(11)과 상기 홀에 직각으로 편심되게 접하며 작은 직경을 가진 제 2 홀(12)을 가진다. 도 1 내지 도 3에 따른 실시예와의 차이점은, 상기 부품(10)은 가공된 상태에서(도 4) 연속되지 않은 초기 홀(20)을 포함하며 상기 홀은 양 홀(11, 1)의 교차 지점(13)을 향해 있다. 상기 홀(11)의 국부적 평평부(21)를 홀(12)의 연결 지점(13)에 직접 형성하기 위해(도 5), 초기 홀(20)에는 다이(22)가 삽입되며 화살표 23 방향으로 힘이 가해진다. 상기 다이(22)의 횡단면은 원형 또는 타원형일 수 있다. 이로써 교차 지점(13)의 영역에서 내성이 증가되는 것에 대해서는, 도 1 내지 도 3에 따른 실시예에 관해 언급된 바와 상응한다.
도 6, 도 7에 따른 변형예의 특수성은, 부품(10)의 연속된 홀(11)에 매트릭스(24)가 삽입되는 것이다(그 외에는 도 1에 따른 실시예에 상응한다). 특히 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 매트릭스(24)는 수평으로 분할된 두 개의 절반부(25, 26)로 구성되며 상기 절반부가 함께 결합하여 매트릭스(24)의 원형 횡단면이 나타나고 상기 횡단면은 홀(11)의 횡단면에 상응한다. 매트릭스(24)의 상부 절반부(26)는 양 홀(11, 12)의 교차 지점(13)에 리세스형 오목부(27)를 갖는다.
도 1 내지 도 3에 따른 실시예에 상응되게 상기 부품(10)이 홀(12)의 높이에서 다이(18)를 이용하여 화살표 17 방향으로 압축되면, 부품(10)의 재료는 언급한 매트릭스-오목부(27) 형태로 변형되며 상기 오목부 안으로 들어가므로, 양 홀(11,12)의 교차 지점(13)에서(만) 홀(11)의 국부적 평평부가 생긴다. 이로써 교차 지점(13)의 영역에서 내성이 증가되는 것에 대해서는, 도 1 내지 도 3과 도 4 내지 도 5에 따른 실시예에 관해 언급한 바와 상응한다. 이 경우 매트릭스(24)와 리세스형 오목부(27)는 평평부의 형성을 지지하며 이로써 교차 지점(13)의 재료 영역에서 원하는 내부 압축 응력의 발생을 지지한다.

Claims (15)

  1. 교차된 홀(11, 12)을 구비한 부품, 특히 연료 분사 시스템용 고압 부품(10, 10a)에 있어서,
    상기 교차된 두 개의 홀(11, 12) 중 적어도 하나(11)는 평평하게 형성되며, 상기 부품(10, 10a)은 홀 평평부(16, 21, 27)의 영역에 내부 압축 응력을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부품이 연속된 홀(11)과, 상기 홀에 90°미만의 각 또는 실질적으로 90°로 접하는 제 2 홀(12)을 구비하며, 상기 연속된 제 1 홀(11)은 제 2 홀(12)과 접하는 방향으로 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 교차된 양 홀(11, 12) 중 적어도 하나의 홀(11)의 평평부(16, 21, 27)는 교차 지점(13)의 영역에만 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 교차된 홀(11, 12)이 서로 다른 크기의 직경을 포함하고, 적어도 큰 직경을 가진 상기 홀(11)이 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  5. 제 4 항에 있어서, 하나의 홀(11)의 직경이 다른 홀(12)의 직경의 수배이고, 큰 직경을 가진 상기 홀(11)은 평평해지는 반면, 작은 직경을 가진 상기 홀(12)은 원형 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 작은 직경을 가진 상기 홀(12)은 큰 직경을 가진 홀(11)의 평평부(16, 21, 27)에 편심으로 접하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서, 상기 평평부(16, 21, 27)의 크기는 작은 홀(12)의 직경보다 크지만, 큰 홀(11)의 직경보다는 작은 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템용 고압 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 따른 부품 제조 방법에 있어서,
    처음에는 원형 횡단면을 가진, 교차된 홀(11, 12) 중 적어도 하나의 홀(11)은 상기 부품(10, 10a)을 절삭하지 않고 변형시킴으로써 평평해지는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 변형은 부분 가공된 부품(10, 10a)에서 실시되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 평평부(16, 21, 27)를 형성하기 위한 변형은 외부로부터 부품(10, 10a)으로 압력이 가해짐으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  11. 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 평평부(16, 21, 27)를 형성하기 위한 변형은, 다이(18, 22)를 이용하여 상기 부품(10, 10a)을 가압시킴으로써 상기 부품의 외부면의 지점(19, 20)에 일어나며, 상기 지점의 내부에서 양 홀(11, 12)이 교차되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가압은 다이(18, 22)를 통해서 생기며, 상기 다이의 크기는 형성하고자 하는 평평부(16 또는 21)의 윤곽에 대략 상응하는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 가압은 직사각형 횡단면을 가진 다이(18)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 가압은 원형 횡단면, 또는 실질적으로 원형 횡단면을 가진 다이(22)에 의해 이루어지고 상기 다이는 형성하고자 하는평평부(21)의 원하는 지점에 접하는 홀(12)에 대해 예각으로 향하는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서, 평평해져야 하는 홀(11) 안에 매트릭스(24)가 삽입되며, 상기 매트릭스는, (나중의) 평평부의 지점에 상응하는 지점(13)에, 평평부의 원하는 윤곽에 상응하는 오목부(27)를 포함하고, 이어서 상기 부품(10)은 절삭을 하지 않고 변형되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.
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