KR0136449B1 - 공압식 윤활 펌프 - Google Patents

공압식 윤활 펌프

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KR0136449B1
KR0136449B1 KR1019940025964A KR19940025964A KR0136449B1 KR 0136449 B1 KR0136449 B1 KR 0136449B1 KR 1019940025964 A KR1019940025964 A KR 1019940025964A KR 19940025964 A KR19940025964 A KR 19940025964A KR 0136449 B1 KR0136449 B1 KR 0136449B1
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엘. 이스톤 리차드
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버나드 보어스마
루베콘 시스템즈 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 공기가 피스톤 로드의 길이방향으로 연장하는 통로를 통하여 실린더내로 가압되는 공압식 윤활펌프에 관한 것이다. 로드는 펌프 하우징 내에서 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤 조립체의 일부이다. 공기 통로는 측면 로드 입구로부터 로드 및 피스톤 헤드를 통해서 연장한다. 공기는 통로를 통해서 공기 실린더로부터 유입, 유출된다. 복동식 펌프에 있어서, 제2공기 유동통로는 펌프하우징을 통하여 압축공기를 피스톤 헤드의 대향 측에 교대로 공급되도록 하는 공기 실린더까지 직접 연장한다.

Description

공압식 윤활 펌프
제1도는 종래의 단동식 공압 윤활 펌프의 단면도
제2도는 본 발명에 따른 단동식 펌프의 분해 사시도
제3도는 후방 위치에 있는 피스톤 조립체를 도시하며 제2도를 조립한 단동식 펌프로서 제2도의 선III-III에 따른 단면도
제4도는 전방 위치에 있는 피스톤 조립체를 도시하며 제3도와 유사한 단면도
제5도는 후방 위치에 있는 스피톤 조립체를 도시하며 다른 실시예의 복동식펌프로서 제3도와 유사한 단면도
제6도는 전방위치에 있는 피스톤 조립체를 도시하며 제5도와 유사한 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 펌프 하우징18 : 실린더
20 : 로드 가이드23 : 공기 유동 통로
30 : 피스톤 조립체32 : 피스톤 헤드
34 : 로드74 : 리턴 스프링
본 발명은 윤활 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기로 작동되는 공압식 윤활 펌프에 관한 것이다.
공압식 왕복 윤활 펌프는 산업계에서 잘 알려져 있는 것으로서, 일반적으로 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 펌프 하우징(12)내에 압축공기로 작동되는 피스톤조립체(30)를 포함한다.
피스톤 조립의 헤드(32)는 펌프 하우징(12)에 의하여 한정된 실린더(18)내에서 미끄럼가능하게 끼워 맞추어 진다.
단동식 펌프에서 공기는 피스톤 헤드(32)뒤측의 공기 실린더(18a)내로 가압되어 피스톤을 전방으로 구동시킨다.
일단 피스톤이 전방 상한점에 도달하면 즉, 펌핑 스트로크가 완료되면 공기가 배출되며, 리턴 스프링(74)이 피스톤(30)을 공기 실린더(18)내에서 후방으로 복귀 시킨다.
복동식 펌프의 경우, 리턴 스프링이 생략된 대신에, 피스톤 헤드의 반대측에서 공급된 공기에 의하여 피스톤이 공기실린더 내에서 후방으로 가입된다.
밸브 시스탬은 공기를 피스톤 헤드의 전측 및 후측으로 교대로 공급하여 피스톤 헤드를 왕복시킨다.
종래의 경우, 공기가 펌프하우징(12)의 측벽을 통하여 공기 실린더(18)로 통하도록 하였다. 공기 유동 통로(23)는 공기 실린더(18)를 둘러싸고 있는 펌프 하우징(12)의 측벽을 따라 형성된다.
공기 압축이 공기 실린더(18)내에서 형성될때, 상당한 힘이 펌프 하우징(12)의 측벽에 대해 작용하게 된다.
공기 유동 통로(23)의 위치는 공기 실린더(18)에 인접한 펌프 하우징부분의 강도를 저하시키며, 이는 펌프(10)의 조기 파손을 초래할 수도 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점은 공압식 윤활 펌프 내에서의 모든 공기 통로를 공기 실린더를 둘러싸고 있는 하우징 부분을 제외한 다른 구성 요소에 위치하게 하는 본 발명에 의해서 극복될 수 있다.
이것은 공기 통로를 공기 실린더를 둘러싸고 있지 않는 펌프 하우징의 부분 및 피스톤 로드에 위치시킴으로써 이루어진다.
특히, 펌프는 하우징 및 이 하우징내에 왕복 운동이 가능하게 장착된 펌프피스톤을 포함한다.
이 피스톤은 로드를 포함하고, 공기 통로는 로드 및 피스톤 헤드를 통하여 길이 방향으로 연장한다.
또한, 하우징은 로드 가이드부에서의 공기 통로를 한정하며; 공기는 로드내에서의 통로와 로드 가이드내에서의 통로 사이에서 유동할 수 있다.
결과적으로 상술한 공기 통로 배열을 통하여 공기 실린더로 가압되고 공기 실린더로부터 배출될 수 있게 된다.
복동식 펌프에 있어서, 제2공기 유동 통로가 펌프 하우징을 통하여 직접 공기 실린더로 한정되므로 공가 통로는 피스톤 헤드의 양쪽에 위치하게 된다.
본 발명은 단순하고 신뢰성이 있으며 효과적인 압축공기 작동식 펌프구조를 제공한다. 피스톤 조립체내에 형성된 공기통로의 위치는 실린더 벽의 강도를 향상시킨다. 상기 개념은 단동식 및 복동식 펌프 모두에 대해 용이하게 적용될 수있다.
이하 본 발명의 상세한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프가 제2도에 도시되어 있으며, 도면부호 10으로 표시된다. 상기 개시를 위하여 화살표 F로 표시된 방향은 전방을 표시하며; 그 반대 방향은 후방을 표시한다.
단동식 윤활 펌프(10)는 일반적으로 제2도에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(12)내에서 압축공기로 전후방으로 구동되는 피스톤 조립체(30)를 포함한다.
하우징(12)은 로드(34)를 포함한 피스톤 조립체(30)를 미끄럼가능하게 수용하는 로드 가이드(20) 및 공기 실린더(18)를 포함한다.
공기는 피스톤을 전진시키도록 피스톤 헤드(32) 뒤쪽의 공기 실린더(18a)내로 가압된다.
일단, 피스톤이 전방 상한점에 도달하면 밸브가 작동하고, 공기는 공기 실린더(18a)를 빠져나오게 되며, 리턴 스프링(74)이 피스톤 조립체(30)를 공기 실린더(18)에서 후방으로 복귀시킨다.
피스톤 조립체(30)가 공기 실린더(18)내에서 전후방으로 이동함에 따라 로드 가이드(20)내에서 미끄럼 가능하게 안착된 로드(34)가 왕복 운동을 할 수 있게 된다.로드(34)가 후방으로 이동할 때 로드 가이드(20)의 전단부에서 부분적인 진공이 형성된다.
이 부분적인 진공은 포오트(98) 및 통로(95a, 95b)를 통하여 윤활제 또는 다른 액체를 로드 가이드(20)내로 유입하게 된다.
일단 피스톤 조립체(30)가 전진 운동을 시작하면 로드(34)가 통로(95a, 95b)를 막게되며, 윤활제가 인입 포오트(98)를 통하여 로드 가이드(20)로부터 유출되는 것을 방지하게 된다.
피스톤 조립체(30)의 계속된 전진운동은 배출구(130) 및 공지의 일방 밸브(100)를 통하여 윤활제를 로드 가이드(20)로부터 가압 배출시킨다.
일반적으로 펌프 하우징(12)은 원통형이며, 각각 전후 길이 방향 단부(22, 24)를 갖는 본체(14)를 포함한다.
펌프하우징(12)은 펌프(10)를 다른 물체에 고정시키는 데 사용되는 장착면을 제공하는 평탄부(12a)를 가지고 있다.
또한, 하우징(12)은 볼트(90a-90d)로 펌프(10)를 다른 물체에 체결시키도록 하는 4개의 통공(88a-88d)을 포함한다.
각각의 통공(88a-88d)에는 와셔(92a-92d)가 수용되는 카운트싱크가 형성되는 것이 바람직하다.
하우징은 본체의 후방 단부(24)측으로 원통형 공기 실린더(18)를 한정한다.
공기 실린더(18)는 본체(14)의 후방 길이 방향 단부(24)와 동심을 이룬다.
하우징(12)의 전방 또는 로드 가이드부(22)는 하우징(12)의 전단부와 공기 실린더(18) 사이에서 연장하는 로드 가이드(20)를 한정한다.
환형의 오목부(94)가 O-링(54)을 안착시키기 위하여 로드 가이드(20)의 후단부측으로 한정된다.
하우징의 로드 가이드부(22)는 공기 유동 포오트(23) 및 윤활제 포오트(인입포오트)(98)를 한정한다. 이 두 포오트(23,98)는 로드 가이드(20)와 교차하며, 하우징(12)을 통하여 방사상으로 연장한다.
로드 가이드(20)의 전단부는 제1 및 제2의 증가된 직경부(이하, 대직경부)(20b, 20c)를 포함한다.
실린더의 전단부 또는 플로어(70)는 하우징과 실린더 양자와 동심인 원통형 스프링 마운트를 한정한다.
공기 실린더(18)의 후단부는 스냅링(17)을 수용하기 위한 환형 홈(19)을 포함한다.
하우징(12)은 일반적으로 디스크형이며, 공기 실린더(18)의 후단부내에서 억지끼워 맞춤되는 앤드클로저(16)를 더 포함한다.
앤드클로저(16)의 축방향전면은 오목부(86a)를 포함한다. 환형홈(13)이 앤드클로저(16)의 원주면 둘레에 형성되어 O-링(15)을 안착시키고 앤드클로저(16)와 공기실린더(18) 사이에서 기밀 밀봉을 제공하게 된다.
스냅링(17)은 환형홈(19)에 끼워넣어져 공기 실린더(18)내에서 앤드클로저(16)를 고정시킨다.
피스톤 조립체(30)는 공기 실린더(19) 내에 안착되며 로드 가이드(20)를 통하여 연장하는 로드(34)를 포함한다.
일반적으로 피스톤 헤드(32)는 디스크 형상이며, 축방향 운동을 위하여 공기 실린더(18)내에서 동심으로 안착된다.
피스톤 헤드(32)는 공기 실린더(18)를 제1챔버(후방챔버)(18a) 및 제2챔버(전방챔버)(18b)로 분할한다.
피스톤 헤드(32)는 공기 실린더(18)의 후방챔버(18a)와 전방챔버(18b) 사이에서 기밀 밀봉을 제공하는 O-링(38)을 안착시키기 위하여 그원주면 둘레에 형성된 환형오목부(36)를 포함한다.
피스톤 헤드(32)의 축방향후면은 이 피스톤헤드(32)와 앤드클로저(16)가 접촉할때 앤드클로저(16)의 오목부(86a)와 합치되는 오목부(86b)를 포함한다.
피스톤 헤드(32)는 피스톤 헤드(32)를 로드(34)에 장착하기 위하여 동심으로 배치된 통공(40)을 더 포함한다. 통공(40)의 직경은 자세하게 후술되는 바와 같이 장착이 용이하도록 로드(34)의 직경보다 작다.
로드(34)는 로드 가이드(20)내에서 미끄럼 가능하게 지지되고 후방 길이 방향단부(42)를 포함한다. 제3도에 도시된 바와 같이 축방향 공기 통로(50)는 로드(34)의 후단부(42)에서 그의 중심부까지 연장한다. 포오트(52a, 52b)가 축방향 공기 통로(50)의 전방단부에서 로드(34)의 지름에 걸쳐 정의 된다.
피스톤 로드(34)의 후방 길이 방향 단부(42)는 피스톤 헤드(32)에 로드(34)를 용이하게 부착시키는 감소된 직경부(소직경부)(43)를 갖는다. 이 소직경부는 피스톤헤드(32)의 통공(40)에 끼워진다.
상기 소직경부(32)의 후방 길이 방향 단부에서의 환형홈(44)은 스냅링(46)을 받아들여 피스톤 헤드(32)를 피스톤로드(34)에 고정한다.
소직경부(43)상의 와셔(60) 및 O-링(62)은 피스톤 헤드(32)와 피스톤 로드(34) 사이에서 기밀 밀봉을 형성한다.
슬리브(94)가 로드 가이드(20)의 제1대직경부(20b)내에 끼워 맞추어 진다. 슬리브(94)는 로드(34)가 상기 직경부내에서 왕복 운동을 하기에 충분한 직경을 가지며 윤활제 통로(95a, 95b)를 포함한다.
바람직하기로는 스트로크 조정장치(132)가 로드 가이드(20)의 제2대직경부(20c)내에서 나사식으로 체결된다.
스트로크 조정장치(132)는 피스톤 조립체(30)의 스트로크 길이를 제어하도록 조정될 수 있어서, 결과적으로 펌프의 변위를 제어하는 방법을 제공한다.
또한, 스트로크 조정장치(132)는 펌프 변위의 제어를 고려하지 않은 나사식 플러그(도시되지 않음)로 대체될 수도 있다.
또한, 일방 밸브(100)는 입구 포오트(98)에 고정된다. 일방 밸브(100)는 종래의 일방 밸브로서 그 작동은 당업자에게 공지되어 있다.
로드 가이드(20)의 제1대직경부(20b)의 후방 벽부 및 슬리브(94)사이에 삽입된 O-링(56)과 오목부(94)내의 O-링 씰링을 제공한다.
O-링(54, 56)은 로드(34)의 전체 운동 범위에 걸쳐 포오트(52a, 52b) 및 포오트(23)를 공기 기밀챔버(58) 이내에 유지시킨다.
작동시, 가압공기의 공급(도시되지 않음)은 3방 밸브(110)를 통해 포오트(23)에 연결된다. 제1위치(제3도 참조)에서, 밸브는 가압공기의 공급과 펌프를 상호 연결하여, 공기가 펌프(10)내로 통과하도록 한다.
제2위치(제4도 참조)에서, 밸브는 대기중으로 펌프(10)를 배기시킨다.
공기가 펌프(10)로 공급됨에 따라 공기가 공기 유동 포오트(23)내로 유입하여 로드(34)를 둘러싸는 챔버(58)내로 통과한다. 공기는 포오트(52a, 52b)를 통하여 로드(34)의 중심의 공기 통로(50)내로 흘러들어 공기 실린더(18)의 후방 챔버(18a)내로 유동한다.
공기압이 후방 챔버(18a)내에서 형성됨에 따라, 리턴 스프링(74)은 압축되고 피스톤 조립체(30)는 전방으로 구동된다. 공기는 피스톤 조립체(30)가 전방 상한점(제4도 참조)에 도달할 때까지 후방 챔버(18a)에 계속 공급된다.
이때, 밸브가 작동하여 펌프(10)로부터 공기가 상기한 공기 유동 경로의 역방향으로 유출된다.
공기가 펌프(10)로부터 빠져나갈 때, 리턴 스프링(74)은 피스톤 조립체(30)를 공기실린더(18)의 후방으로 복귀시킨다.
이때, 압축된 리턴 스프링(74)의 힘은 후방 챔버(18a)내의 공기를 내보내고 피스톤 조립체(30)를 후방 하한점까지 복귀시키는 데 충분하다.
상기한 사이클이 계속되므로 피스톤 조립체(30)는 왕복 운동을 수행하게 된다.
상술한 바와 같이, 로드의 왕복 운동은 배출구(130)에 고정된 종래의 일방 밸브(100)를 통하여 펌핑 작용으로 전환된다.
본 발명의 다른 실시예가 제5도에 도시되어 있으며, 일반적으로 10` 로 표시한다. 본 실시예는 상기한 바랍직한 실시예와 대체로 동일하다. 그러나, 본 실시예는 리턴 스프링을 채용하지 않고; 가압 공기가 피스톤 조립체(30` )를 그의 후방 하한점으로 복귀시키도록 채용된 압축공기로 작동되는 복동식 펌프를 제공한다.
본 실시예의 경우, 제2공기 통로(80)가 펌프 하우징(12)의 본체(14)내에 한정된다.
제2통로(80)는 공기 실린더(18)의 전방챔버(18b)로부터 축방향으로 연장하며, 방사상으로 한정된 공기 유동 포오트와 연통하며, 이는 포오트(23` )와 일렬로 정렬되므로 제5도 또는 제6도에는 나타나지 않는다.
압축 공기의 공급은 종래의 밸브 조립체(120)를 통해 공기 유동 포오트에 연결된다.
밸브 조립체(120)는 공기가 후방 챔버(18a)로 공급되어 전방 챔버(18b)로부터 공기가 빠져나가게 하는 제1위치(제5도 참조)와 공기가 전방 챔버(18b)로 공급되어 후방 챔버(18a)로부터 공기가 빠져나오도록 하는 제2위치(제6도 참조) 사이에서 교대로 작동된다.
본 실시예의 작동 동안, 공기는 공기 유동 포오트(23` )를 통해서 후방 챔버(18a)로 공급되어 피스톤 조립체(30)를 전방 상한점(제6도 참조)으로 구동시킨다.
동시에, 전방 챔버(18a)로부터 공기가 제2통로(80)를 통해서 빠져나간다. 일단 피스톤 조립체(30)가 전방 상한점에 도달하면, 밸브 시스탬이 작동되고 공기는 제2통로(80)를 통해서 전방 챔버(18b)측으로 공급된다.
전방챔버(18a)내의 압력은 피스톤 조립체(30)를 후방으로 구동시키고, 그에 의해 후방 챔버(18a)내에 수용된 공기가 공기 유동 포오트(23`)를 통하여 방출된다.
상기한 사이클이 계속되므로 로드(34)의 왕복 운동이 계속이루어진다.
상술한 본 발명의 실시예는 본 발명을 나타내기 위한 바람직한 예시들이며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명의 개념을 응용하여 여려가지 변형실시가 가능함은 당연한 것이다.

Claims (9)

  1. 실린더 및 로드 가이드를 한정하는 펌프 하우징; 로드에 부착된 피스톤 헤드를 포함하며, 상기 피스톤 헤드 및 상기 로드의 일부를 길이방향으로 통하여 공기 유동통로를 한정하는 피스톤 조립체; 상기 피스톤 헤드를 초기 위치로 복귀시키는 피스톤 헤드 복귀수단; 및 상기 공기 통로에 외부 공기를 인가하기 위한 수단을 포함하며, 상기 피스톤 헤드는 상기 실린더 내에서 왕복 운동하도록 장착되며, 상기 로드가 상기 로드 가이드 내에서 왕복 운동하도록 장착되며, 상기 공기 유동통로는 상기 인가된 공기가 상기 피스톤 조립체를 통해서 상기 실린더 내부 및 외부로 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로드가 상기 공기 유동통로를 위한 측면 공기 인입구를 한정하는 중앙부를 포함하며; 상기로드의 상기 측면 공기 인입구 및 상기 중앙부 주위의 상기 로드 가이드에서 공기 기밀챔버를 형성하기 위한 씰링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외부 공기 인가수단은 상기 공기 기밀챔버와 상기 펌프 하우징 외부와의 사이를 연통시키기 위한 공기 유동 포오트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 헤드 복귀수단은 상기 피스톤 조립체를 상기 실린더의 일단 측으로 밀어붙이기 위한 리턴 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 공기가 실린더 내부 및 실린더 외부로 유동하도록 하며, 상기 하우징 내에서 독자적으로 위치된 제2공기 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  6. 공기실린더 및 상기 공기 실린더 내부에서 한정되며 공기 실린더로부터 축방향으로 정렬되어 연장하는 로드 가이드를 갖는 펌프 하우징; 상기 공기실린더 내에서 미끄럼 가능하게 수용되며, 위치에 따라 상대적인 체적이 변하는 제1 및 제2 챔버로 상기 공기 실린더를 분할하는 피스톤 헤드; 제1 및 제2 길이 방향 단부를 가지며, 상기 제1단부는 피스톤 헤드에 장착되며 상기 제2단부는 로드 가이드 내에 미끄럼 가능하게 수용되며, 공기가 로드 및 피스톤 헤드를 통해서 제1챔버 내부 및 외부로 유동하도록 하는 공기 통로를 한정하는 로드; 상기 피스톤 헤드를 초기 위치로 복귀시키기 위한 피스톤 헤드 복귀수단; 및 상기 공기 통로에 외부 공기를 인가하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 공압식 윤활펌프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 로드가 중앙부를 포함하며, 로드의 중앙부 주위의 로드 가이드에서 공기 기밀챔버를 형성하기 위한 씰링 수단, 및 상기 외부 공기 인가수단은 상기 기밀챔버와 펌프 하우징의 외부와의 사이에서 연통을 제공하기 위한 공기 유동 포오트를 포함하며, 여기서, 상기 공기 통로가 상기 제1단부로부터 상기 중앙부까지 로드 내에서 한정된 축방향 유동통로를 포함하며, 또한 상기 공기 통로는 로드의 중앙부를 통해서 방사상으로 연장하는 포오트를 더 포함하며, 그에 의해, 상기 축방향 유동통로가 로드 가이드 내의 상기 공기 기밀챔버와 연통 상태가 되는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  8. 제6항에 있어서, 상기 피스톤 헤드 복귀수단은, 상기 실린더의 상기 제2챔버 내에서, 상기 피스톤을 상기 실린더의 일단을 향해 밀어붙이는 리턴 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 하우징은 공기가 제2챔버 내부 및 외부로 유동하도록 하는 제2공기 유동통로를 독자적으로 한정하는 것을 특징으로 하는 공압식 윤활펌프.
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