KR100202163B1 - Rotary pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체 또는 가스 매체를 전송하는 장치 및 유니트를 위한 회전펌프(1)에 관한 것이다. 이 펌프는 표준환된 직경, 폭 및 피팅 관계를 가지며, 이는 롤링 베어링의 그것에 정합되고 독립적인 축베어링(2)옆에 장치되어 펌프가 베어링 위치를 고정하고 측면의 지지력을 전달한다. 여러 목적을 위해 펌프의 배열 및 하우징과 회전자의 형상이 제공될 수 있다.The present invention relates to a rotary pump (1) for a device and a unit for transferring a fluid or gas medium. The pump has a standard diameter, width and fitting relationship, which is fitted next to the matching bearing of the rolling bearing and is independent of the shaft bearing 2 so that the pump fixes the bearing position and transmits the lateral bearing force. The arrangement of the pumps and the shape of the housing and rotor may be provided for several purposes.
Description
본 발명은 유출 및 유입을 위한 채널을 가진 독립적인 하우징과 일체의 또는 여러 부분의 내축 회전자 유니트를 포함하는 유체 또는 기체 매체를 전달하기 위한, 기어 박스 및 장치용 회전펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary pump for gear boxes and devices for the delivery of a fluid or gas medium comprising an independent housing having channels for outflow and inflow and an integral or multipart internal shaft rotor unit.
상기 과제를 위해 서로 다른 구조의 유체 정압의 양변의(positive displacement)펌프, 예를들면, 기어 펌프, 호스 펌프, 피스톤 펌프 등의 사용은 이미 공지되어 있다. 이러한 펌프들은 높은 압력 및 강제 순환을 가능하게 한다.The use of positive displacement pumps, for example gear pumps, hose pumps, piston pumps, etc., of fluid static pressure of different structures for this purpose is already known. Such pumps allow for high pressure and forced circulation.
예를 들어, 상기 장치의 윤활 또는 냉각을 위한 매체 전송에 높은 압력이 필요하지 않으며, 원심작용의 유체 역학적 회전펌프가 사용될 수 있다.For example, no high pressure is required for the medium transfer for lubrication or cooling of the device, and centrifugal hydrodynamic rotary pumps can be used.
이와같은 펌프의 공지된 구성의 단점으로는, 펌프가 특수한 목적을 위해서만 설계되거나 또는 값비싼 장치측 연결부 또는 별도의 구동장치를 필요로하며 기어박스 또는 장치의 내부 또는 외부에 상응하게 큰 부가의 조립공간을 필요로 한다는 점이다.A disadvantage of the known configuration of such pumps is that the pumps are designed only for special purposes or require expensive device-side connections or separate drives and a correspondingly large additional assembly inside or outside the gearbox or device. It requires space.
기어 박스 또는 장치의 기존 부재가 펌프의 기능에 관련되므로써, 펌프의 컴팩트한 배치가 이루어지는 구조는 공지되어 있다. 예를 들어 장치의 축 단부는 펌프 회전자의 구동홀더로서 이용된다(DE 30 22 418). 또는 장치 하우징이 펌프와 장치를 위한 축 베어링의 지지체로서 그리고 펌프 하우징으로서 이용된다(DE-OS 34 17 307). 그러나, 이러한 컴팩트한 구조는 일반적인 용도에 만족스럽지 않으며 해당 장치 부재의 부분적으로 매우 특별한 구조적 매칭(matching)을 필요로 한다.Since the existing members of the gearbox or the device are related to the function of the pump, a structure in which a compact arrangement of the pump is achieved is known. For example, the shaft end of the device is used as the drive holder of the pump rotor (DE 30 22 418). Or the device housing is used as a support of the shaft bearing for the pump and the device and as the pump housing (DE-OS 34 17 307). However, this compact structure is not satisfactory for general use and requires a very specific structural matching of the part of the device in question.
공지된, 특히 컴팩트한 구조에서 펌프는 롤러 베어링과 결합되어 하나의 구조적 유니트를 형성한다. 베어링의 외측링은 동시에 펌프 하우징을 형성하여 베어링의 내측링은 핌프 회전자의 구동 홀더를 형성한다. 독립적으로 필요한 장치 베어링과 함께 적은 비용으로 펌프를 조립할 수 있는 장점이 있기는 하지만, 롤러 베어링이 고가로 특별히 제조되어야 하는 단점이 있다. 특별한 대량 생산이 필요할 뿐만 아니라 다양한 목적 및 크기의 베어링을 상기 방식으로 펌프와 조합하는 것은 매우 많은 비용을 필요로 한다.In a known, especially compact structure, the pump is combined with a roller bearing to form one structural unit. The outer ring of the bearing simultaneously forms the pump housing so that the inner ring of the bearing forms the drive holder of the pimp rotor. While the advantage of assembling the pump at low cost with independently required device bearings, there is a disadvantage that roller bearings must be specially manufactured at high cost. Not only does it require special mass production, but it is very expensive to combine bearings of various purposes and sizes with the pump in this way.
그러므로 본 발명의 목적은 간단하고 컴팩트한 구조로 최소의 부가공간 및 적은 비용으로 여러가지 목적 및 구조적 조건에 알맞게 기어박스 또는 장치에 또는 그 내부에 조립될 수 있는, 유체 또는 기체 매체의 이송을 위한 기어박스 및 장치용 펌프를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a gear for transporting a fluid or gas medium, which can be assembled into or in a gearbox or device for a variety of purposes and structural conditions with minimal additional space and low cost in a simple and compact structure. It is to provide a pump for a box and a device.
상기 목적은 청구범위 제1항에 따른 회전 펌프에 의해 달성된다.This object is achieved by a rotary pump according to claim 1.
바람직한 장치 또는 구성이 종속항에 제시된다.Preferred devices or arrangements are presented in the dependent claims.
본 발명은, 상기 목적에 상응하는 펌프는 펌프가 없는 공간내에 또는 펌프가 없는 치수에 알맞게 조립될 수 있도록 형성되어야 한다는 사실을 기초로 한다. 즉, 펌프가 기존 구동가능성을 이용하여, 가능하거나 필요한 경우 기어박스 장치의 하우징에서 부가 부품 또는 부가 작업의 총수를 줄이기 위해 부가 기능들을 수행한다.The present invention is based on the fact that a pump corresponding to the above object must be formed so that it can be assembled in a space without a pump or to a size without a pump. That is, the pump performs additional functions using existing operability to reduce the total number of additional parts or additional work in the housing of the gearbox device if possible or necessary.
펌프는 외측 치수를 동일하게 유지하면서 내부 디자인의 조합에 의해 여러가지 목적에 알맞게 되어야 한다.The pump must be adapted to various purposes by the combination of internal designs while keeping the outer dimensions the same.
본 발명에 따른 조건은, 펌프와 무관한 축베어링 옆에 독립적인 하우징과 함께 배열되고, 지지된 축에 의해 구동되는 펌프 회전자를 가진 회전 펌프에 있어서, 회전펌프가 표준화된 구성으로 롤러 베어링의 직경, 폭 및 피팅 관계(fitting ratio)에 알맞는 직경, 폭 및 피팅관계를 갖고, 회전펌프의 하우징은 선택적으로 단일 슬리브형 부재로서 형성되거나 또는 축베어링의 반대쪽에 축 관통구를 갖는 또는 갖지 않는 기어박스 또는 장치의 커버기능을 수행하는 커버 부재를 가지는 슬리브형 부재로서 형성되는 회전펌프에 의해 충족된다.The condition according to the invention is that, in a rotary pump having a pump rotor driven by a supported shaft, arranged with an independent housing next to a shaft bearing independent of the pump, the rotary pump has a standardized configuration of the roller bearing. With a diameter, width and fitting relationship suitable for the diameter, width and fitting ratio, the housing of the rotary pump is optionally formed as a single sleeved member or with or without shaft through-holes on the opposite side of the shaft bearing. By a rotary pump formed as a sleeve-like member having a cover member which performs the cover function of the gearbox or the device.
이러한 새로운 배치 및 설계는, 베어링의 크기에 따라 표준화된 다른 부재의 이용과 비교하여, 기어박스 또는 장치의 출력 및 목적에 맞는 롤러 베어링의 크기 및 구조에 따라 펌프 출력이 표준화되어 선택되고 이용될 수 있는 장점을 갖는다.This new arrangement and design allows the pump output to be standardized and selected and used according to the size and structure of the roller bearing for the output and purpose of the gearbox or device, compared to the use of other members standardized according to the size of the bearing. That has the advantage.
더욱 유리하게는 본 발명에 따른 회전펌프가 롤러 베어링의 지지 및/ 또는 위치 설정 기능을, 예를 들면 지지박스 대신에 수행하거나 또는 적합한 설계시 지지 하우징 커버의 기능을 한다. 매체는 측면 베어링에 의해 이동되거나 밀봉 부재에 의해 이로부터 멀리 떨어질 수 있다.More advantageously, the rotary pump according to the invention performs the support and / or positioning functions of the roller bearings, for example in lieu of the support box or in the design of the support housing cover. The medium may be moved by the side bearings or away from it by the sealing member.
또한 펌프 하우징내의 여러가지 형상에 의해 그리고 적합한 회전자의 사용에 의해 예를 들면 유체 역학적 또는 정압적 펌프 특성이 간단하게 형성될 수 있다.It is also possible for the hydrodynamic or hydrostatic pump characteristics to be simply formed by various shapes in the pump housing and by the use of suitable rotors, for example.
다른 장점은, 회전펌프가 새로운 기어박스 또는 장치에 사용되는 것이 아니라 큰 비용없이 그리고 부가의 구성 공간 없이 기존 기어박스 또는 장치에 다양하게 사용되는 점이다. 더 나아가, 펌프 및 베어링이 서로 독립적으로 교환될 수 있으므로, 펌프의 특성 및 베어링 특성이 자유로이 저렴하게 조합될 수 있다. 알맞은 펌프 구조에 의해 마모시 펌프 또는 베어링의 조립 및 해체로 유지관리가 용이해진다.Another advantage is that the rotary pump is not used for new gearboxes or devices, but for a variety of existing gearboxes or devices without significant cost and additional configuration space. Furthermore, since the pump and the bearing can be exchanged independently of each other, the characteristics of the pump and the bearing characteristics can be freely combined inexpensively. The proper pump construction facilitates maintenance by assembling and disassembling the pump or bearing in the event of wear.
본 발명에 따라 펌프의 외측 형상은 관련 롤러 베어링의 직경에 알맞는 직경을 갖는다. 이와 같은 직경의 매칭은 같은 치수를 의미하거나, 또는 폄프의 간단한 지지 슬리브, 피팅 디스크 또는 밀봉 디스크에 의해 조정될 수 있는 약간의 편차를 의미한다. 이는, 펌프가 모든 베어링 크기에 맞게 존재하야 되는 것이 아니라, 선택된 크기 부류가 내부 공간을 너무 확대하거나 조립을 커버하는 장점을 갖는다.According to the invention the outer shape of the pump has a diameter suitable for the diameter of the associated roller bearing. This diameter matching means the same dimension or a slight deviation that can be adjusted by a simple support sleeve, fitting disk or sealing disk of the pump. This has the advantage that the pump does not have to exist for every bearing size, but the selected size class too enlarges the interior space or covers the assembly.
펌프에서 그리고 기어박스 및 장치 하우징의 관련 벽에서 매체의 유출입에 대해 도면에 몇가지 간단한 예가 도시된다.Some simple examples are shown in the figures for the inflow and outflow of media in the pump and in the associated walls of the gearbox and the device housing.
본 발명에 따라 펌프 하우징이 축 베어링의 반대쪽에 장치 커버에 상응하게 형성된 커버 부재를 가지는 경우, 베어링의 직경에 할당된 통상의 커버 직경이 변경될 필요없이, 유출입구가 펌프측에서 커버부재를 통해 안내될 수 있다.When the pump housing has a cover member formed on the opposite side of the axial bearing according to the invention, the outlet opening is passed through the cover member at the pump side without having to change the usual cover diameter assigned to the diameter of the bearing. Can be guided.
펌프를 매우 컴팩트한 구조로 유압 브레이크로서, 또는 유압 커플링을 위해 또는 기관으로서 사용할 수 있는 가능성이 본 발명에 따른 회전 펌프에 의해 주어진다.The possibility of using the pump in a very compact construction as a hydraulic brake, or for hydraulic coupling or as an engine is given by the rotary pump according to the invention.
본 발명에 따른 펌프의 바람직한 특성은 제1도 내지 제5도에 예시적으로 도시되며 다음에 설명된다.Preferred characteristics of the pump according to the invention are shown by way of example in FIGS. 1 to 5 and are described next.
제1도에서는 펌프(1)는 슬리브형 부재로서 베어링(2)옆에, 구동축(3)위에 그리고 유니트 하우징 (4)내에 장착된다. 유체 동력학적 원심 펌프가 도시된다. 원심 펌프는 하우징(5), 축방향으로 이동하는 선회 게이트로서 형성된 회전자(6), 및 밀봉 디스크(7)를 포함한다. 펌프는 지지링(10)에 대항해서 밀봉 디스크(7)와 펌프 하우징(5)에 의해 외측 베어링 링(8)의 측력을 지지한다. 펌프는 장치 하우징(4)의 하측에 있는 유입보어(11)를 통해 매체를 흡입하고 펌프 하우징(5)내에 방사 방향으로 배열되어 있는 채널(12)을 통해 회전자(6)내로 흡입한다. 원심력은 매질을 개구(13)를 통해 링형 채널(14)로 그리고 그곳으로부터 장치 하우징(4)의 유출채널(15)로 이동시킨다. 펌프(1)와 베어링(2)은 동일한 내경 및 외경을 갖는다.In FIG. 1 the pump 1 is mounted as a sleeved member beside the bearing 2, on the drive shaft 3 and in the unit housing 4. Hydrodynamic centrifugal pumps are shown. The centrifugal pump comprises a housing 5, a rotor 6 formed as an axially moving swing gate, and a sealing disc 7. The pump supports the lateral force of the outer bearing ring 8 by the sealing disc 7 and the pump housing 5 against the support ring 10. The pump sucks the medium through the inlet bore 11 below the device housing 4 and into the rotor 6 through the channel 12 arranged radially in the pump housing 5. The centrifugal force moves the medium through the opening 13 into the ring channel 14 and from there into the outflow channel 15 of the device housing 4. The pump 1 and the bearing 2 have the same inner diameter and outer diameter.
제2도에는 펌프(1)가 도시되고, 그것의 하우징은 슬리브형 부재(5.1)로 형성되고, 이 부재는 축 베어링(2)의 반대쪽에 커버 부재(5.2)를 가지며, 커버 부재(5.2)는 축 관통구를 가진 기어박스 커버의 기능을 수행한다.The pump 1 is shown in FIG. 2, the housing of which is formed of a sleeved member 5.1, which has a cover member 5.2 on the opposite side of the axial bearing 2, and the cover member 5.2. Performs the function of a gearbox cover with a shaft through hole.
회전자(6)는 축방향으로 이동하는 윙 셀(wing cell) 회전자로 형성되고, 편심 하우징 보어(19)내에 배치된다. 유출입 보어(20)는 하우징의 커버부재(5.2)를 통해 안내된다. 예를들면 베어링 직경에 알맞는 하우징(5.1)의 부분은 베어링의 외경보다 약간 더 큰 유니트 하우징(4)의 보어에 삽입된다. 지지된 베어링(2)에 대한 약간의 직경차이는 펌프(1)의 측면 밀봉 디스크(7)를 연결시킨다.The rotor 6 is formed of a wing cell rotor that moves axially and is disposed in an eccentric housing bore 19. The outflow bore 20 is guided through the cover member 5.2 of the housing. For example, the part of the housing 5 that is suitable for the bearing diameter is inserted in the bore of the unit housing 4 which is slightly larger than the outer diameter of the bearing. A slight diameter difference with respect to the supported bearing 2 connects the side sealing disk 7 of the pump 1.
제3도는 제1도의 단면도인데, 차이점은 펌프(1.1) 옆에 제2펌프(1.2)가 장치되며, 펌프(1.2)의 하우징은 제2도에 상응하게 커버 부재(5.2)를 갖는 것이다. 2개의 펌프는 동종의 회전자를 가지며, 그것의 채널은, 매체의 전달 스트림이 차례로 2개의 펌프를 통해 흐르도록 형성된다. 펌프의 전후배열은 펌프의 압력과 이송량을 증가시킨다. 2개의 회전자가 동일한 내부구조를 가질 필요는 없다.3 is a cross-sectional view of FIG. 1, the difference being that a second pump 1.2 is provided next to the pump 1.1, and the housing of the pump 1.2 has a cover member 5.2 corresponding to FIG. 2. The two pumps have a homogeneous rotor, the channels of which are formed such that the delivery stream of media flows through the two pumps in turn. The arrangement before and after the pump increases the pump pressure and feed rate. The two rotors need not have the same internal structure.
제4도는 제1도에 상응하는 동종의 2개의 펌프(1.1와 1.2)의 단면도이다. 상기 2개의 펌프는, 이들의 공동 채널을 통해 흡입하지만, 병렬로 분리된 전달 스트림을 발생시킬 수 있도록 좌우 배열되어 있다. 상기 전달 스트림은 유출 채널(15.1과 15.2)을 통해 안내된다. 제3도와 달리, 내측 제어링 링(9)은 피팅(fitting) 디스크(16), 2개의 회전자(6)와 축 너트(17)에 의해 고정된다. 베어링을 고정시키기 위해 부가로 오측 베어링 링(8)이 2개의 펌프 하우징(5) 및 밀봉 디스크(7)에 의해 통상의 베어링 커버(18)에 대해 고정된다. 2개의 펌프의 내경은 예를들면 베어링의 내경보다 약간 더 작다. 내경의 차는 피팅 디스크(16)에 의해 조정된다.4 is a cross-sectional view of two homogeneous pumps 1.1 and 1.2 corresponding to FIG. The two pumps are arranged left and right to generate suction streams in parallel through their common channels, but in parallel. The delivery stream is guided through the outlet channels 15.1 and 15.2. In contrast to FIG. 3, the inner control ring ring 9 is secured by a fitting disc 16, two rotors 6 and a shaft nut 17. In order to fix the bearing, the erroneous bearing ring 8 is additionally fixed to the conventional bearing cover 18 by two pump housings 5 and a sealing disc 7. The inner diameter of the two pumps is slightly smaller than the inner diameter of the bearing, for example. The difference in inner diameter is adjusted by the fitting disk 16.
제5도는 제2도에 상응하게 펌프(1)의 컴팩한 구성을 나타내지만, 다른 회전자를 가지며 축관통구가 없다. 펌프 회전자(6)는 선회 게이트로서 형성되고 부동(floating)지지됨으로써, 회전자가 축의 휨 및 도시된 테이퍼(taper) 롤러 베어링(22)의 가능한 벗어남으로 인한 축단부의 기울어짐에 의해 방해받지 않는다. 회전자(6)는 지지된 축(3)의 단부에 삽입된 핀(21)에 의해 구동된다. 펌프는 지지칼라를 가진 일반적으로 사용되는 기어 박스 커버보다 더 큰 공간을 필요로하지 않기 때문에 컴팩트하다.5 shows a compact configuration of the pump 1 corresponding to FIG. 2, but with a different rotor and no shaft opening. The pump rotor 6 is formed and floated as a swing gate so that the rotor is not hindered by the inclination of the shaft end due to the deflection of the shaft and the possible deviation of the tapered roller bearing 22 shown. The rotor 6 is driven by a pin 21 inserted at the end of the supported shaft 3. The pump is compact because it does not require more space than commonly used gear box covers with support collars.
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