KR101615511B1 - 유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스 - Google Patents

유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압 펌프(10)에 의해 주 유동으로부터 유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스에 관한 것이고, 상기 디바이스는 서로로부터 밀봉되고 기능 그룹으로 분할되는 개별 주 챔버(12, 14, 16, 18, 20)를 포함하고, 용적 원리에 따라 동작한다. 상기 챔버는 적어도 하나의 주 유동 입구(22)로부터의 유체가 유압 펌프(10)의 입구 측 또는 흡입 측으로부터 출구 측 또는 압력 측으로 이어서 적어도 하나의 주 유동 출구를 경유하여 운반될 수 있게 한다. 주 챔버(12, 14, 16, 18, 20)에 추가하여 적어도 하나의 독립형 부분 챔버(26)가 부분 유동의 운반을 위해 제공되고, 상기 부분 챔버는 유압 펌프(10)의 압력 측의 부분을 형성하고, 각각의 주 유동 입구(22) 및 각각의 주 유동 출구(24)로부터 분리된 독립형 부분 유동 출구(42)에 연결된다.

Description

유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스{DEVICE FOR BRANCHING OFF A FLUIDIC PARTIAL FLOW}
본 발명은 유압 펌프에 의해 주 유동으로부터 유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스에 관한 것으로서, 이 유압 펌프는 용적 원리(displacement principle)에 따라 동작하고, 서로로부터 밀봉되고 기능 그룹으로 분할되는 개별 주 챔버를 갖고, 이에 의해, 적어도 하나의 주 유동 입구로부터 도래하는 유체가 입구측 또는 흡입측으로부터 유압 펌프의 출구측 또는 압력측으로 또한 적어도 하나의 주 유동 출구를 경유하여 운반될 수 있다.
이 유형의 유압 펌프(DE 21 14 202 C3호)는 당 기술 분야에서 복수의 실시예로서 알려져 있다. 일반적으로, 유압 펌프는 토크 및 회전 속도의 형태의 기계적 에너지를 규정 가능한 체적 유동 및 유체 압력을 갖는 유압 에너지로 변환하는데 사용된다. 소위 용적 원리에 따라 동작하는 유압 펌프는 펌프 하우징 내에 밀봉된 개별 챔버를 갖고, 이들 챔버 내에서 유체는 흡입 포트를 포함하는 펌프의 입구측으로부터 압력 포트의 형태의 출구측으로 운반될 수 있다. 이 관점에서, 흡입 포트와 압력 포트 사이에는 직접적인 연결이 없기 때문에, 용적 원리에 따른 펌프는 특히 높은 유체 시스템 압력에 적합하다.
베인(vane) 또는 피스톤이 용적 원리의 구현을 위해 사용되는지 여부에 따라, 기어 펌프 및 나선형 펌프가 설계에서 요구한 대로 베인 펌프로부터 구별되고, 베인 펌프는 이어서 반경방향 및 축방향 피스톤 펌프로부터 구별된다. 모든 이들 펌프에서는 통상적으로, 변위 체적이 일정하게 유지되는지 가변적인지에 무관하게, 변위된 체적은 확실히 항상 이하에 주 유동이라 칭하는 전달될 유체 유동에만 관련되어 있다.
따라서, 이 종래 기술로부터 시작하여, 본 발명의 목적은 유압 펌프를 갖는 이들 디바이스의 적용 범위를 비용 효율적인 방식으로 확장시키도록 공지의 해결책을 더 향상시키는 것이다. 이 목적은 청구항 1의 전체 특징을 갖는 디바이스에 의해 성취된다.
본 발명에 따른 디바이스는 지시된 주 유동으로부터 유체 부분 유동을 분기하는 것을 가능하게 하고, 부분 유동의 운반을 위해, 주 챔버에 추가하여 적어도 하나의 독립형 부분 챔버가 주 유동의 이송을 위해 구성되고, 이 부분 챔버는 유압 펌프의 압력측의 구성 요소이고, 각각의 주 유동 입구 및 각각의 주 유동 출구로부터 분리된 독립형 부분 유동 출구에 연결된다.
주 유동으로부터 분기된 부분 유동은 대부분의 변경된 작업에 대해 부분 유동을 사용하는 것을 가능하게 하고, 부분 유동의 유체 체적 및 또한 그 유압의 모두는 디바이스의 디자인에 따라 규정 가능하다. 따라서, 이 유체 부분 유동은 개별 유체 소비자의 공급을 위해 주 유동에 무관하게 사용될 수 있다. 구름(roll) 안정화 분야에서의 유압 구성 요소의 비상 공급 또는 고장의 경우에 조향 지원 시스템의 비상 공급이 또한 부분 유동을 경유하여 용이하게 가능하다. 더욱이, 주 유동으로부터 분기되는 부분 유동은 센서 점검을 받게 될 수 있는데, 예를 들어 이 방식으로 주 유동에 대한 정량적인 정보를 얻기 위해 그 오염의 정도에 대해 분석될 수 있다. 여기서, 대부분의 변경된 영역에서 복수의 용례가 가능하다.
본 발명에 따른 디바이스의 특히 바람직한 하나의 실시예에서, 유압 펌프는 베인 펌프인 것이 제공된다. 바람직하게는, 베인 펌프의 개별 베인은 회전자의 단부 위치와 고정자의 포위벽 사이에서 길이방향으로 이동할 수 있도록 구동 가능한 회전자 내에서 안내되고, 이 벽은 외부로의 베인의 이동을 제한하여, 베인의 적어도 일 부분에 대해 2개의 대향하는 유체 공간이 동시에 이들과 회전자 및 고정자 사이에 형성된다. 대향하는 유체 공간의 결과로서, 상이한 용례에 대한 이들의 체적 구성에 따라, 상이한 압력 레벨이 하나의 디바이스에 의해 구현될 수 있고, 이는 또한 주 유동을 위한 유압 회로의 요건에 맞게 추가로 적용할 가능성을 유도한다.
그러나, 본 발명에 따른 디바이스는 베인 펌프에 사용에 한정될 필요는 없고, 본질적으로 용적 원리 또는 상응하는 원리에 따라 동작하는 모든 유압 펌프가 여기에 사용될 수 있다.
디바이스의 디자인에 따라 선택적으로 규정 가능한 체적부를 갖는 부분 유동 형성을 위한 본 발명에 따른 디바이스는 바람직하게는 예를 들어 일체형 유동 디바이스의 형성을 갖는 구동 유닛 및/또는 필터 유닛과 같은 다른 구성 요소와 조합될 수 있지만 또한 구름 안정화, 조향 지원 등과 같은 완전한 시스템 내의 개별 모듈로서 사용될 수도 있는 모듈로서 제조되고, 여기서 독립형 부분 체적 유동은 다양한 제어 작업을 위해, 뿐만 아니라 비상 기능을 위해서도 요구하고 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 다른 유리한 실시예는 다른 종속 청구항의 요지이다.
본 발명에 따른 디바이스는 일 예시적인 실시예를 사용하여 이하에 설명된다. 도면은 개략적이고 실척도로 도시되지는 않았다.
도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 본질적인 구성 요소를 종단면도의 형태로 도시하고, 도면의 저부 에지는 간단화를 위해 부분적으로 절결되어 도시되어 있는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 요지를 그에 오프셋된 도면의 평면에서 분해도의 형태로 도시하는 도면.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 챔버 블록의 면측 저면도.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 디바이스에 대한 일 가능한 용례를 도시하는 도면.
도 1 내지 도 3에 도시된 디바이스는 유압 펌프(10)에 의해 주 유동으로부터 유체 부분 유동을 분기하기 위해 사용되고, 이 유압 펌프(10)는 용적 원리에 따라 동작하고, 서로로부터 밀봉된 개별 챔버(12, 14, 16, 18, 20)를 갖고, 이에 의해, 유체가 입구측 또는 흡입측으로부터 유압 펌프(10)의 출구측 또는 압력측으로 운반될 수 있다.
분기될 부분 유동에 대해, 유압 펌프(10)의 압력측의 구성 요소인 독립형 부분 챔버(26)와 함께, 제 3 챔버(16), 제 4 챔버(18) 및 제 5 챔버(20)가 존재하고, 반면 제 1 챔버(12) 및 제 2 챔버(14)는 흡입측에 할당된다.
본 발명의 경우에, 유압 펌프(10)는 그 회전 방향이 도 3에 화살표(28)로 도시되어 있는 베인 펌프이다. 베인 펌프의 개별 베인(30)은 회전자(32) 내의 단부 위치와 고정자(36)의 포위벽(34) 사이에서 길이방향으로 이동할 수 있도록 구동 가능한 회전자(32) 내에서 안내되고, 이 벽은 외부로 베인(30)의 이동을 제한하여 베인(30)에 대해 2개의 대향하는 유체 공간(38, 40)이 동시에 이들과 회전자(32)와 고정자(36) 사이에 형성되게 된다.
도 3으로부터 더 이어지는 바와 같이, 회전 방향에서 보면, 우측 유체 공간(38) 및 유체 공간(40)은 넓어지고, 따라서 개별 챔버(12, 14)를 포함함에 따라 주 유체 체적 유동에 흡입 작용을 인가한다. 역으로, 도 3을 바라보는 발명에서 보면, 베인 펌프의 회전 방향에서, 유체 공간(38, 40)은 챔버(16, 18, 20)에 대해 테이퍼져서 주 유동이 규정 가능한 압력 레벨을 갖고 출구측 또는 압력측으로 이동하게 된다. 이 용적 원리는 베인 펌프 및 상응하는 용적식 펌프와 관련하여 공지되어 있으므로, 여기서 더 상세하게 설명되지 않을 것이다. 그러나, 개별 챔버(14)에 대한 개별 챔버(12) 뿐만 아니라 챔버(20)에 대한 챔버(16, 18)에 대해 흡입측과 압력측의 모두에서 유체 공간(38, 40)과 함께 개별 챔버의 결과로서, 상이한 쌍의 압력 레벨이 설정될 수 있어 서로로부터 분리된 2개의 주 유동이 디바이스에 의해 트리거링 가능하게 될 수 있다. 그러나, 이 예시적인 실시예에서, 단지 하나의 주 유체 유동만이 챔버(12, 14, 16, 18, 20)와 공동으로 이송된다.
유체 부분 유동을 형성하기 위해, 다른 지시된 챔버로부터 공간에서 분리되고 개별 부분 유동 출구(42)를 갖는 부분 챔버(26)가 사용된다. 부분 유동량은 지시된 부분 유동 출구(42)를 경유하여 배출되고, 제 2 유체 공간(40)에 대해 횡방향으로 각각의 베인(30)에 의해 디바이스로부터 압박된다. 베인(30)은 직접 연속하여 부분 챔버(26)를 교차하기 때문에, 유체는 부분 유동 출구(42)를 경유하여 디바이스의 압력측 상에서 외부로 영구적으로 배출된다. 이 예시적인 실시예에서, 비상 기능을 수행하기 위해 유압 소비자를 공급한 후에, 또는 센서 유닛(미도시)을 통해 통과한 후에, 부분 유동은 디바이스의 흡입측으로 유도되고 이어서 부분 유동 입구(44)를 경유하여 디바이스로 전달된다.
전체적으로, 유체 공간(38, 40)의 일 부분은 유압 펌프(10)의 흡입측 및 압력측의 개별 챔버(12, 14, 16, 18, 20)에 할당되고, 유체 공간(40) 중 적어도 하나에 의해 형성된 다른 부분은 부분 유동 형성을 위해 부분 챔버(26)에 할당된다. 도 2의 분해도가 특히 도시하는 바와 같이, 고정자(36)는 디바이스의 하우징(46) 내에 수용될 수 있는 중공 원통형 링으로부터 형성된다. 회전자(32)는 그 개별 베인(30)과 함께 전술된 베인 펌프 원리를 구현하기 위해 고정자(36) 내의 그 구동축과 편심으로 유지된다. 도시된 챔버(12, 14, 16, 18, 20, 26)는 따라서 챔버 블록(48)의 구성 요소이고, 간단화를 위해 제 4 챔버(18)는 도 2에 도시되어 있지 않다. 챔버 블록(48)은 디바이스 하우징(46)과 동일 높이로 외부로 종료되고(도 1과 비교됨), 이에 따라 가스켓(50)을 경유하여 고정자(36)의 방향에서 내부로 밀봉된다. 디바이스의 인접 부분의 밀봉을 위해 챔버 블록(48)에 대향하는 측에 다른 가스켓(52)이 존재한다.
베인 펌프를 구동하기 위해, 챔버 가스켓(56)에 의해 그리고 전기 모터(62)의 구동 샤프트(60)에 대해 독립형 가스켓(58)에 의해 외부로 밀봉된 구동 샤프트(54)가 사용된다(도 4와 비교됨). 도 2에 도시된 바와 같이, 부분 유동 출구(42)는 도 1과 비교하여 대략 120°의 피벗각만큼 도면의 평면 내에서 오프셋되어 도시되어 있다.
도면이 또한 도시하는 바와 같이, 챔버(12, 14, 16, 18, 20)는 유압 펌프(10)로부터 이격하여 지향하는 그 측에서 챔버 블록(48)(도 1)의 벽부(68)에 의해 외부로 폐쇄되는 부분 유동 형성을 위한 부분 챔버(26)를 제외하고는, 챔버 블록(48) 내의 흡입측(22) 및 압력측(24)으로부터 환경 내에서 그 2개의 대향하는 면측(64, 66)으로 배출한다. 더욱이, 개별 챔버(12, 14, 16, 18, 20 뿐만 아니라 26)는 유압 펌프의 구동축[구동 샤프트(60)]으로 동심 구성으로 연장하여 배열되고, 다른 방식으로 낫 형상으로 제조된다. 제 1 챔버(12)는 제 3 및 제 4 챔버(16, 18)와 함께 외부 동심링을 형성하고, 제 2 챔버(14)는 제 5 챔버(20) 및 제 6 챔버(26)와 함께 구동축 주위의 내부 동심원 경로 상에 놓인다. 다른 용적식 펌프가 유압 펌프(10)에 사용되면, 주 유동으로부터 부분 유동을 분리하기 위해 상이한 장치가 선택되어야 하고, 독립형 분기 챔버는 이 목적으로 주 유동을 위한 입구 및 출구에 대해 개별 출구를 갖는다.
설명된 디바이스의 적용을 위한 일 예시적인 실시예가 도 4에 기초하여 이하에 설명된다. 여기서, 도 1 및 도 3에 도시된 디바이스는 전체로서 도면 부호 70으로서 지시되고 통상의 디자인을 갖는 필터 유닛 상에 안착된다. 필터 유닛(70)은 필터 하우징(74) 내의 교체 가능한 필터 요소(72)를 갖고, 내주측 상의 필터 요소(72)의 필터 매트(76)는 별 형상으로 배열된 내부벽(80)을 갖는 통상의 지지 파이프(78)에 의해 지지되어 있다. 더욱이, 필터 유닛(70)은 그 상부에서 주 유동을 안내하는 유체 입구(82) 및 유체 출구(84)를 갖는다. 더욱이, 필터 유닛(70)은 전체로서 도면 부호 86으로서 지시되고 필터 요소(72)가 먼지때문에 폐색되면 유체 출구(84)와 본 발명의 디바이스 사이의 유체 경로를 직접 청소하는 바이패스 디바이스를 갖는다.
필터 유닛(70)에 대향하여 본 발명에 따른 디바이스 상에 상부로부터 전기 모터(62)가 안착되며, 간단화를 위해 전기 권선이 생략되어 있다. 전기 모터(62)는 도 4를 바라보는 방향에서 보면 이 방식으로 그 구동을 보장하기 위해 그 저부 단부와 베인 펌프의 회전자(32)를 결합하는 구동 샤프트(60)를 구동한다. 베인 펌프가 유압 펌프(10)로서 작동하면, 이 베인 펌프는 그 흡입측을 경유하여, 즉 유체 입구(82)로부터 주 유동 입구(22)를 경유하여 유체를 흡입한다. 압력측에서 따라서 주 유동 출구(24)를 경유하여, 주 유동의 유체의 적절한 양이 통로측(88)을 경유하여(도 1과 비교됨) 필터 하우징(74)과 필터 요소(72) 사이의 유체 공간(90) 내로 전달된다. 외부로부터 지지 파이프(78)의 벽 가이드를 경유하여 내부로 필터 요소(72)를 통해 유동한 후에, 세정된 유체는 유체 출구(84)를 경유하여 디바이스로부터 빠져나간다. 동시에, 주 유동을 위한 이 전달 작동에서, 2차 유동 유체는 예를 들어, 주 유동 유체의 일 부분의 오염 정도를 결정하기 위해, 예를 들어 센서 디바이스로부터 기원하여 부분 유동 입구(44)를 경유하여, 그리고 개별 부분 챔버(26) 및 센서 디바이스(미도시)로 차례로 중계되는 부분 유동 출구(42)를 경유하여 흡인된다.
전술된 예시적인 실시예는 단지 예시적이고, 본 발명에 따른 디바이스는 부분 유동량이 주 유동으로부터 요구될 때마다 사용될 수 있다. 이 방식으로, 자동차 내의 구름 안정화 디바이스 및/또는 조향 지원 디바이스에서의 비상 기능이 또한 부분 유체 유동을 구비할 수 있다.
10: 유압 펌프 12, 14, 16, 18, 20: 개별 챔버
26: 독립형 부분 챔버 30: 베인
32: 회전자 34: 포위벽
36: 고정자 38, 40: 유체 공간
42: 개별 부분 유동 출구 46: 디바이스 하우징
56: 챔버 가스켓 58: 독립형 가스켓

Claims (9)

  1. 유압 펌프(10)에 의해 주 유동으로부터 유체 부분 유동을 분기하기 위한 디바이스로서, 상기 유압 펌프는 용적 원리에 따라 동작하고, 서로로부터 밀봉되고 기능 그룹들로 분할되는 개별 주 챔버들(12, 14, 16, 18, 20)을 갖고, 상기 개별 주 챔버들에 의해 적어도 하나의 주 유동 입구(22)로부터 들어오는 유체는 상기 유압 펌프(10)의 입구 측 또는 흡입 측으로부터 출구 측 또는 압력 측으로 또한 적어도 하나의 주 유동 출구(24)를 경유하여 운반될 수 있는, 상기 디바이스에 있어서,
    부분 유동의 운반을 위해, 상기 주 챔버들(12, 14, 16, 18, 20)에 추가하여 적어도 하나의 독립형 부분 챔버(26)가 제공되고,
    상기 부분 챔버(26)는 상기 유압 펌프(10)의 압력 측의 구성 요소이고 독립형 부분 유동 출구(42)에 연결되며, 상기 독립형 부분 유동 출구(42)는 상기 각각의 주 유동 입구(22) 및 상기 각각의 주 유동 출구(24)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 펌프(10)는 베인 펌프인 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 베인 펌프의 개별 베인들(30)은 회전자(32) 내의 단부 위치와 고정자(36)의 포위벽(34) 사이에서 길이방향으로 이동할 수 있도록 구동 가능한 회전자(32)내에서 안내되고, 상기 벽은 외부로 향하는 베인들(30)의 이동을 제한하여, 상기 베인들(30)의 적어도 한 부분에서 2개의 반대편 유체 공간들(40, 38)이 상기 베인과 회전자(32) 사이에 뿐만 아니라 상기 베인과 고정자(36) 사이에서 따로따로 형성되게 되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 펌프(10)의 흡입 측(22) 및 압력 측(24)에서, 상기 디바이스의 한 챔버 블록(48) 내에 적어도 2개의 챔버들(12, 14; 16, 18, 20, 26)이 존재하고,
    상기 챔버들(12, 16, 18)의 한 부분은 하나의 유체 공간(38)에 할당될 수 있고, 상기 챔버들(14, 20, 16)의 다른 부분은 각각의 베인(30)의 다른 유체 공간(40)에 할당될 수 있는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 챔버들(12, 14, 16, 18, 20)은 상기 챔버 블록(48) 내의 흡입 측 및 압력 측으로부터 주변환경으로 향하는 상기 챔버 블록(48)의 2개의 반대편 측면들(64, 66)로 해방되고, 부분 챔버(26)는 상기 유압 펌프(10) 반대편을 향하는 상기 부분 챔버(26)의 측면에서 부분 유동 형성을 위해서 외부에 대해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 챔버들(12, 14, 16, 18, 20, 26)은 낫 형상으로 제조되고, 전기 모터(62)의 구동 샤프트(60)에 동심 배열로 연장하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 펌프(10)의 압력 측상 주 유동으로부터 분기되는 부분 유동은 유압 소비자에 공급될 수 있고, 상기 유압 소비자를 통과한 후에 상기 부분 유동은 상기 유압 펌프(10)의 흡입 측으로 복귀하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 전기 모터(62)는 상기 유압 펌프를 구동하기 위해 사용되고, 상기 주 유동 유체의 여과를 위해 필터 유닛(70)이 상기 디바이스의 부분으로서 반대편 측면에서 상기 디바이스에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 유압 소비자는 센서 디바이스의 형태인 것을 특징으로 하는, 디바이스.
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