KR101820556B1 - 유체장치의 변위어셈블리내의 롤 포켓을 가압하기 위한 방법 - Google Patents

유체장치의 변위어셈블리내의 롤 포켓을 가압하기 위한 방법 Download PDF

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이턴 코포레이션
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Abstract

유체 장치의 변위 어셈블리 내의 롤 포켓을 가압하기 위한 방법은, 변위 어셈블리를 갖는 유체 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 변위 어셈블리는 중심 보어 및 중심 보어에 대해서 배치된 복수의 롤 포켓을 형성하는 링을 포함한다. 롤이 롤 포켓 내에 배치된다. 로터가 중심 보어 내에 배치된다. 링, 복수의 롤 및 로터가 복수의 확장 및 수축하는 체적 챔버를 형성한다. 유체 장치의 제1포트 및 유체 장치의 제2포트로부터의 유체를 각각의 롤 포켓에 연통하므로, 롤 포켓 중 하나의 직전의 체적 챔버와 그 롤 포켓 직후의 체적 챔버 모두가 제1 및 제2포트 중 하나와 유체 연통할 때, 그 롤 포켓이 제1 및 제2포트 중 다른 것과 유체 연통한다.

Description

유체장치의 변위어셈블리내의 롤 포켓을 가압하기 위한 방법{A METHOD FOR PRESSURING A ROLL POCKET IN A DISPLACEMENT ASSEMBLY}
본 출원은, U.S.를 제외한 모든 국가의 출원인 지정이 U.S. 국적의 코포레이션인 Eaton Corporation이며, U.S.만이 U.S. 시민 Jay P. Lucas, Timothy I. Meehan인 PCT 국제출원으로서 2011년 10월 28일자로 출원되었고, 2010년 10월 29일자 출원된 U.S. 특허 출원 번호 제61/408,318호의 우선권을 청구하며, 그 개시 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
일반적으로, 본 발명은 유체 펌프/모터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 궤도를 도는 자이로 타입 펌프/모터에 관한 것이다.
궤도를 도는 자이로 모터는, 고정의 외부 링 기어 및 회전의 내부 기어(예를 들어, 로터)를 갖는 매칭된 기어 세트를 포함한다. 내부 기어는 출력 샤프트에 결합되어, 토크가 내부 기어로부터 샤프트로 전달될 수 있도록 한다. 외부 링 기어는 내부 기어보다 하나 이상의 톱니를 갖는다. 정류자 밸브 플레이트(commutator valve plate)는 내부 기어와 동일한 속도로 회전한다. 정류자 밸브 플레이트는 구동 유체 압력 및 탱크 유체 압력을 내부 및 외부 기어 사이에서 선택된 변위 챔버에 제공해서, 내부 기어를 외부 기어에 대해서 회전시킨다. 소정의 자이로터 모터(georotor motor)는 내부 기어와 외부 기어 사이에서 변위 챔버 내에 통합된 롤러로서 설계된다. 일례의 이러한 타입의 모터는 Eaton Corporation에 의해 판매된 Geroler® 유압 모터이다.
이 설계에 있어서는, 롤러가 마모 및 마찰을 감소시키므로, 모터가 더 높은 압력 적용에서 효과적으로 사용된다. 이러한 롤러가 개선된 성능 및 마찰 감소를 제공하지만, 이 분야에서는 추가의 개선이 요구된다.
본 발명 개시의 일측면은 유체 장치와 관련된다. 유체 장치는, 유체 장치의 제1유체 포트와 유체 연통하는 제1의 복수의 유체 통로와, 유체 장치의 제2유체 포트와 유체 연통하는 제2의 복수의 유체 통로를 형성하는 밸브 부재를 포함한다. 변위 어셈블리는, 상기 밸브 부재와의 유체 연통을 정류한다. 상기 변위 어셈블리는: 중심 보어 및 중심 보어에 대해서 배치된 복수의 롤 포켓을 형성하는 링을 포함한다. 복수의 롤은 복수의 롤 포켓 내에 배치된다. 로터는 중심 보어 내에 배치된다. 링, 복수의 롤 및 로터가 복수의 확장 및 수축하는 체적 챔버를 형성한다. 유체가 각각의 롤 포켓과 연통하므로, 롤 포켓 중 하나와 직접 인접하는 체적 챔버가 제1 및 제2포트 중 하나와 유체 연통할 때, 롤 포켓이 제1 및 제2포트 중 다른 것과 유체 연통한다.
본 발명 개시의 다른 측면은 유체 장치와 관련된다. 유체 장치는, 제1유체 포트와 제2유체 포트를 형성하는 밸브 하우징을 포함한다. 밸브 부재가 상기 밸브 하우징 내에 배치된다. 밸브 부재는, 제1유체 포트와 유체 연통하는 제1의 복수의 유체 통로와 제2유체 포트와 유체 연통하는 제2의 복수의 유체 통로를 형성한다. 밸브 부재는 제1축 단부를 갖는다. 밸브 플레이트는, 상기 밸브 부재의 제1축 단부와 접촉하는 밸브 표면을 갖는다. 밸브 플레이트는 복수의 정류 통로와 복수의 리세스를 형성한다. 정류 통로가 밸브 부재의 유체 통로의 제1 및 제2의 복수의 유체 통로와의 유체 연통을 정류한다. 변위 어셈블리는 상기 밸브 부재와의 유체 연통을 정류한다. 상기 변위 어셈블리는 중심 보어 및 중심 보어에 대해서 배치된 복수의 롤 포켓을 형성하는 링을 포함한다. 복수의 롤이 복수의 롤 포켓 내에 배치된다. 로터가 중심 보어 내에 배치된다. 링, 복수의 롤 및 로터가 복수의 확장 및 수축하는 체적 챔버를 형성한다. 제1 및 제2포트로부터의 유체가 로터의 이동 동안 각각의 롤 포켓과 연통하므로, 롤 포켓 중 하나의 직전의 체적 챔버와 그 롤 포켓 직후의 체적 챔버 모두가 제1 및 제2포트 중 하나와 유체 연통할 때, 그 롤 포켓이 제1 및 제2포트 중 다른 것과 유체 연통한다.
본 발명 개시의 다른 측면은, 유체 장치의 변위 어셈블리 내의 롤 포켓을 가압하기 위한 방법이다. 상기 방법은, 변위 어셈블리를 갖는 유체 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 변위 어셈블리는 중심 보어 및 중심 보어에 대해서 배치된 복수의 롤 포켓을 형성하는 링을 포함한다. 복수의 롤이 복수의 롤 포켓 내에 배치된다. 로터가 중심 보어 내에 배치된다. 링, 복수의 롤 및 로터가 복수의 확장 및 수축하는 체적 챔버를 형성한다. 유체 장치의 제1포트 및 유체 장치의 제2포트로부터의 유체를 각각의 롤 포켓에 연통하므로, 롤 포켓 중 하나의 직전의 체적 챔버와 그 롤 포켓 직후의 체적 챔버 모두가 제1 및 제2포트 중 하나와 유체 연통할 때, 그 롤 포켓이 제1 및 제2포트 중 다른 것과 유체 연통한다.
다양한 추가적인 측면이 이하의 상세한 설명에서 설명된다. 이들 측면들은 개별적인 형태 및 그 형태들의 조합과 관련될 수 있다. 상기된 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명 모두는 예시 및 설명을 위한 것이며, 본 명세서에 개시된 실시형태가 기반하는 넓은 개념을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
도 1은 본 발명 개시의 원리에 따른 측면의 예시적인 형태를 갖는 유체 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 유체 장치의 단면도,
도 3은 도 1의 유체 장치에서 사용하기에 적합할 수 있는 변위 어셈블리의 사시도,
도 4는 도 3의 변위 어셈블리의 정면도,
도 5는 도 4의 변위 어셈블리와 함께 사용하기에 적합할 수 있는 링의 정면도,
도 6은 도 1의 유체 장치에서 사용하기에 적합할 수 있는 밸브 부재의 제1축 단부를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 라인 7-7을 취한 밸브 부재의 단면도,
도 8은 도 6의 라인 8-8을 취한 밸브 부재의 단면도,
도 9는 도 1의 유체 장치에서 사용하기에 적합할 수 있는 밸브 플레이트의 밸브 표면의 도면,
도 10은 밸브 플레이트의 링 표면의 도면,
도 11은 도 10의 라인 11-11을 취한 밸브 플레이트의 단면도,
도 12는 도 5의 링의 롤 포켓의 확대된 부분도,
도 13은 도 4의 변위 어셈블리의 롤 포켓 내의 롤의 확대된 부분도,
도 14는 밸브 부재, 밸브 플레이트 및 변위 어셈블리 간의 유체 정류의 도면이다.
본 발명 개시의 예시적인 측면에 대해서, 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조로 예시된다. 동일한 참조부호가 도면을 통해 동일 또는 유사 구조를 언급하기 위해서 사용되었다.
도 1 및 2를 참조해서, 유체 장치(10)를 나타낸다. 이 유체 장치(10)는 유체 펌프 또는 유체 모터로서 사용될 수 있지만, 유체 장치(10)는 이하 유체 모터로 개시된다.
묘사된 실시형태에 있어서, 유체 장치(10)는 탑재 플레이트(12), 변위 어셈블리(14), 밸브 플레이트(16) 및 밸브 하우징(18)을 포함한다. 유체 장치(10)는, 도 1 및 도 2에서 베어링 없는 구성(bearingless configuration)으로서 나타내지만, 이 유체 장치(10)는 대안적으로 출력 샤프트를 포함하도록 구성될 수 있다.
유체 장치(10)는 제1축 단부(20)와, 대향해서 배치된 제2축 단부(22)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 탑재 플레이트(12)는 제1축 단부(20)에 배치되는 반면, 밸브 하우징(18)은 제2축 단부(22)에 배치된다. 변위 어셈블리(14)는 탑재 플레이트(12)와 밸브 하우징(18) 사이에 배치된다. 밸브 플레이트(16)는 변위 어셈블리(14)와 밸브 하우징(18) 사이에 배치된다.
탑재 플레이트(12), 변위 어셈블리(14), 밸브 플레이트(16) 및 밸브 하우징(18)은, 복수의 패스너(24)(예를 들어, 볼트, 스크루 등)에 의한 단단한 밀봉 체결로 유지된다. 묘사된 실시형태에 있어서, 패스너(24)는 탑재 플레이트(12) 내의 나사산이 형성된 개구(25)에 나사 체결된다.
이제, 도 2 내지 도 5를 참조해서, 변위 어셈블리(14)를 나타낸다. 변위 어셈블리는 링 어셈블리(26) 및 로터(28)를 포함한다.
링 어셈블리(26)는 링(30)과 복수의 롤(32)을 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 링(30)은 유체 장치(10)에 대해서, 회전적으로 정적이다. 링(30)은 제1재료로 제작된다. 일실시형태에 있어서, 제1재료는 연성철(ductile iron)이다. 다른 실시형태에 있어서, 제1재료는 회색주철(grey iron)이다. 다른 실시형태에 있어서, 제1재료는 강철(강철)이다. 링(30)은 링(30)의 중심 축(36)에 일반적으로 직교하는 제1단부 페이스(34)와, 대향해서 배치된 제2단부 페이스(38)를 포함한다. 링(30)은 제1단부 페이스(34)로부터 제2단부 페이스(38)로 측정된 폭 W를 갖는다.
링(30)은, 제1 및 제2단부 페이스(34, 38)를 통해 연장하는 중심 보어(40)를 형성한다. 링(30)은 중심 보어(40)에 대해서 대칭으로 배치된 롤 포켓(42)을 더 형성한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 링(30)은 9개의 롤 포켓(42)을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 링(30)은 7개의 롤 포켓(42)을 포함한다. 각각의 롤 포켓(42)은 롤 표면(44)을 형성한다. 롤 표면(44)은 부분적으로 실린더 형상이다. 묘사된 실시형태에 있어서, 롤 표면(44) 각각은 대략 180도 또는 미만인 원주 각도 거리(circumferential angular distance)를 연장한다. 각각의 롤 표면(44)은 롤(32) 중 하나와 미끄럼 체결하기 위해 적용된다.
롤(32)은 링(30)의 롤 포켓(42) 내에 배치된다. 각각의 롤(32)은, 대응하는 롤(32)이 회전하는 중심 축(46)을 형성한다. 각각의 롤(32)은 제1단부 페이스(48), 대향해서 배치된 제2단부 페이스(50) 및 제1 및 제2단부 페이스(48, 50) 사이에서 연장하는 외측 표면(52)을 포함한다. 외측 표면(52)은, 일반적으로 실린더 형상이다. 각각의 롤(32)은 제1단부 페이스(48)로부터 제2단부 페이스(50)로 측정된 폭을 갖는다. 롤(32)의 폭은 링(30)의 폭 W 미만이다.
변위 어셈블리(14)의 로터(28)는 링 어셈블리(26)의 중심 보어(40) 내에 편심으로(ecentrically) 배치된다. 로터(28)는 제2재료로 제작된다. 일실시형태에 있어서, 제2재료는 제1재료와 다르다. 일실시형태에 있어서, 제2재료는 강철이다. 로터(28)는 제1단부 표면(54)과, 대향해서 배치된 제2단부 표면(56)을 포함한다.
로터(28)는 복수의 외부 팁(58)과 제1 및 제2단부 표면(54, 56) 사이에서 연장하는 복수의 내부 스플라인(60)을 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 링 어셈블리(26)에서, 로터(28) 상의 외부 팁(58)의 수는 롤(32)의 수보다 하나 미만이다. 로터(28)는 링(30)의 중심 축(36)에 대한 궤도를 돌고, 로터(28)의 축(62)에 대해서 링 어셈블리(26)의 중심 보어(40) 내에서 회전하도록 적용된다. 로터(28)는 축(62)에 대한 로터(28)의 완전한 회전마다 링(30)의 중심 축(36)에 대해서 N회 궤도를 도는데, 여기서 N은 로터(28)의 외부 팁(58)의 수와 동일하다. 묘사된 실시형태에 있어서, 로터(28)는 로터(28)의 완전한 회전마다 8회 궤도를 돈다.
링 어셈블리(26) 및 로터(28)의 외부 팁(58)은 협동해서 복수의 체적 챔버(64)를 형성한다. 로터(28)가 궤도를 돌고, 링 어셈블리(26) 내에서 회전함에 따라, 체적 챔버(64)는 팽창(expand) 및 수축(contract)한다.
이제, 도 2를 참조하면, 유체 장치(10)는 중요 구동 샤프트(66)를 포함한다. 중요 구동 샤프트(66)는 제1세트의 외부 스플라인(70)을 갖는 제1단부(68)와 제2세트의 외부 스플라인(74)을 갖는 대향하는 제2단부(72)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 제1 및 제2세트의 외부 스플라인(70, 74)은 크라운(crowned)된다. 로터(28)의 내부 스플라인(60)은 제1세트의 외부 스플라인(70)과 체결된다. 제2세트의 외부 크라운된 스플라인(74)은 커스토머-공급된 출력 장치(예를 들어, 샤프트, 커플러 등)의 내부 스플라인과 체결된다.
또한, 묘사된 실시형태에 있어서, 로터(28)의 내부 스플라인(60)은 밸브 드라이브(80)의 제1단부(78) 상에 형성된 제1세트의 외부 스플라인(76)과 체결된다. 밸브 드라이브(80)는 제2세트의 외부 스플라인(84)을 갖는 대향해서 배치된 제2단부(82)를 포함한다. 제2세트의 외부 스플라인(84)은 밸브 하우징(18)의 밸브 보어(90) 내에 회전 가능하게 배치된 밸브 부재(88)의 내측 주변에 대해서 형성된 내부 스플라인(86) 세트와 체결된다. 밸브 드라이브(80)는 로터(28) 및 밸브 부재(88)와 스플라인 체결되어, 로터(28)와 밸브 부재(88) 간의 적합한 타이밍을 유지시킨다.
도 2 및 도 6-8을 참조하면, 밸브 부재(88)는 디스크-밸브(disc-valve) 타입인 것으로 나타낸다. 대안적인 실시형태에 있어서, 밸브 부재(88)는 스플-밸브(spool-valve) 타입 또는 밸브-인-스타(valve-in-star) 타입으로 될 수 있다. 묘사된 실시형태에 있어서, 밸브 부재(88)는 제1축 단부(92), 대향해서 배치된 제2축 단부(94) 및, 제1 및 제2축 단부(92, 94) 사이에서 연장하는 원주 표면(96)을 포함한다. 밸브 부재(88)는 제1의 복수의 유체 통로(98)와 제2의 복수의 유체 통로(100)를 형성한다. 제1 및 제2의 복수의 유체 통로(98, 100)는 밸브 부재(88) 에 교대로 배치된다. 각각의 제1의 복수의 유체 통로(98)는 밸브 부재(88)의 제1축 단부(92)에서 제1개구(102)를 갖는다. 각각의 제2의 복수의 유체 통로(100)는, 밸브 부재(88)의 제1축 단부(92)에서 제2개구(104)를 갖는다. 제1의 복수의 유체 통로(98)는 제1축 단부(92)와 원주 표면(96) 사이에서 유체 연통을 제공한다. 제2의 복수의 유체 통로(100)는 제1축 단부(92)와 제2축 단부(94) 사이에서 유체 연통을 제공한다.
도 1 및 2를 참조하면, 밸브 하우징(18)은 제1유체 포트(106) 및 제2유체 포트(108)를 형성한다. 제1유체 포트(106)는 밸브 하우징(18)의 밸브 보어(90)와 유체 연통한다. 제2유체 포트(108)는 밸브 보어(90)에 인접하게 배치된 고리형상 공동(110)과 유체 연통한다.
밸브 부재(88)의 제1의 복수의 유체 통로(98)는 밸브 보어(90)와 유체 연통한다. 제2의 복수의 유체 통로(100)는 고리형상 공동(110)과 유체 연통한다.
밸브-밀봉 메커니즘(112)은 밸브 부재(88)를 밸브 플레이트(16)의 밸브 부재(88)를 향해 바이어스 하므로, 밸브 부재(88)의 제1축 단부(92)가 밸브 플레이트(16)의 밸브 표면(114)과 접촉한다. 유체 장치(10)와 함께 사용하기에 적합할 수 있는 밸브-밀봉 메커니즘이 U.S. 특허 번호 제7,530,801호에 개시되어 있는데, 이는 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다.
이제, 도 2 및 도 9-11을 참조하면, 밸브 플레이트(16)가 보인다. 밸브 플레이트(16)는 밸브 표면(114) 및 대향해서 배치된 링 표면(116)을 포함한다.
밸브 플레이트(16)는 복수의 정류 통로(118)를 형성한다. 정류 통로(118)의 수는 변위 어셈블리(14) 내에서 체적 챔버(64)의 수와 동일하다. 묘사된 실시형태에 있어서, 정류 통로(118)의 수는 9개이다. 정류 통로(118)는 밸브 플레이트(16)의 밸브 표면(114) 및 링 표면(116)을 통해 연장한다. 각각의 정류 통로(118)는 밸브 표면(114)에서의 밸브 개구(120) 및 링 표면(116)에서의 체적 챔버 개구(122)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 정류 통로(118)는, 밸브 플레이트(16)가 유체 장치(10) 내에 배치될 때, 변위 어셈블리(14)의 체적 챔버(64)와 정렬된다. 각각의 정류 통로(118)는, 밸브 부재(88)의 제1 및 제2의 복수의 유체 통로(98, 100)와 대응하는 체적 챔버(64) 사이에서 유체 연통을 정류하기 위해 제공되도록 적용된다.
밸브 플레이트(16)는 복수의 리세스(124)를 더 형성한다. 각각의 리세스(124)는 밸브 플레이트(16)의 밸브 표면(114)에서 개구(126)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 리세스(124)는 링 표면(116)을 통해 연장하지 않는다. 리세스(124) 및 정류 통로(118)는 밸브 플레이트(16)의 밸브 표면(114)에 교대로 배치된다.
밸브 부재(88)가 회전함에 따라, 밸브 부재(88)의 제1축 단부(92)는 밸브 플레이트(16)의 밸브 표면(114)에 대항해서 회전 운동으로 슬라이드한다. 밸브 부재(88) 및 밸브 플레이트(16)는 변위 어셈블리(14)의 체적 챔버(64)에 대한 유체 연통의 정류를 제공한다. 유체 장치(10)가 유체 모터로서 동작할 때, 가압된 유체는, 밸브 부재(88)와 밸브 플레이트(16) 사이에서 정류하는 유체 연통을 통해서 체적 챔버(64)로 들어간다. 변위 어셈블리(14)의 체적 챔버(64)에서 가압된 유체는, 링 어셈블리(26)에서 로터(28)를 회전시키고, 궤도를 돌게 하는 토크(torque)를 생성한다. 링 어셈블리(26)에서 로터(28)가 회전하고, 궤도를 도는 것에 따라, 중요 구동 샤프트(66)는 회전한다.
시작 토크는 유체 장치의 시작 능력을 결정하기 위해서 측정된 값이다. 시작 토크는 체적 챔버 내에서 가압된 유체에 응답해서 시동되는 유체 모터에 의해 발현되는 토크 양이다. 전형적으로, 시작 토크는 유체 모터의 구동 토크 미만이다. 시작 토크는 유체 모터의 기계적인 성능에 의해 영향받는다.
이제, 도 2, 6-8 및 11-13을 참조해서, 유체 장치(10)의 가압된 롤 포켓 시스템(150)을 나타낸다. 가압된 롤 포켓 시스템(150)은 시동시에 유체 장치(10)의 기계적인 성능을 증가시키고, 이에 의해 유체 장치(10)의 시작 토크 성능(이론적인 시작 토크에 의해 분할된 측정된 시작 토크로 형성된다)을 증가시킨다.
변위 어셈블리(14)의 각각의 링(30)의 각각의 롤 포켓(42)은 채널(152)을 형성한다. 일실시형태에 있어서, 채널(152)은 롤(32)의 길이의 적어도 부분을 연장한다. 다른 실시형태에 있어서, 채널(152)은 롤(32)의 길이를 연장한다. 다른 실시형태에 있어서, 채널(152)은 링(30)의 제1 및 제2단부 페이스(34, 38)를 통해 연장한다. 채널(152)은 롤 표면(44)에서 개구를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 채널(152)은, 일반적으로, 중심 보어(40)의 중심 축(36)으로부터 가장 큰 반경 거리를 갖는 롤 포켓(42) 내의 위치와 정렬된다.
묘사된 실시형태에 있어서, 채널(152)은 아치 형상이다. 주제의 실시형태에 있어서, 채널(152)은 롤 포켓(42)의 반경 미만인 반경을 포함한다. 롤(32)이 롤 포켓(42) 내에 배치될 때, 채널(152)은 롤(32)과 롤 포켓(42) 사이에 틈새 공간(154: clearance space)을 제공한다.
도 6-8 및 도 13을 참조하면, 유체 장치(10)는, 밸브 플레이트(16) 내의 유체 리세스(124)와 채널(152) 사이의 유체 연통을 제공하는 복수의 유체 통로(156)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 유체 통로(156)는 밸브 플레이트(16) 내에 배치된다. 유체 통로(156)는 유체 리세스(124) 및 링 표면(116)을 통해 연장한다. 각각의 유체 통로(156)는 유체 리세스(124)에서의 제1개구(158) 및 링 표면(116)에서의 제2개구(160)를 포함한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 유체 통로(156)의 제2개구(160)는 링(30)의 제1단부 페이스(34)에서 틈새 공간(154)과 정렬된다.
묘사된 실시형태에 있어서, 각각의 유체 통로(156)는 유체 제한부(162)를 포함한다. 유체 제한부(162)는 유체 통로(156)의 내부 직경 미만인 내부 직경을 갖는 고정된 오리피스이다. 유체 제한부(162)는, 유체 장치(10)가 속도 임계치 이상에서 동작할 때, 유체 통로(156)를 통한 유체 흐름을 실질적으로 제한하는 사이즈로 된다. 일실시형태에 있어서, 속도 임계치은 대략 10회전/분(RPM)이거나 미만이다. 다른 실시형태에 있어서, 속도 임계치는 5RPM이거나 미만이다. 다른 실시형태에 있어서, 속도 임계치는 대략 3 내지 5RPM 범위이다.
도 2, 4, 6, 8, 12 및 13을 참조해서, 유체 장치(10)의 가압된 롤 포켓 시스템(150)의 동작이 개시된다. 유체 장치(10)의 시동에 있어서, 가압된 유체는 틈새 공간(154) 내로 유체 통로(156)의 부분을 통과한다. 가압된 유체는 롤(32)에 대항해서 작용하고, 롤(32)을 롤 포켓(42)의 롤 표면(44)으로부터 이격해서 민다. 가압된 유체는 롤 포켓(42)의 롤 표면(44)과 롤(32) 사이에 윤활층을 제공한다. 롤(32)이 롤 포켓(42)의 롤 표면(44)으로부터 외부로 밀리고, 윤활층이 롤 포켓(42)의 롤 표면(44)과 롤(32) 사이에 배치됨에 따라, 롤(32)은 롤(32)의 중심 축(46)에 대해서 회전할 수 있다. 유체 장치(10)의 시동 동안, 롤(32)의 중심 축(46)에 대한 롤(32)의 회전은, 시동 동안 롤을 회전시키지 않는 통상적인 유체 모터의 기계적인 성능과 비교해서 유체 장치(10)의 기계적인 성능을 증가시킨다.
유체 장치(10)가 계속 동작함에 따라, 유체 통로(156)의 유체 제한부(162)는, 유체 장치(10)의 속도가 속도 임계치 이상으로 증가됨에 따라 포화된다. 유체 제한부가 포화됨에 따라, 유체 통로(156)와 채널(152) 간의 유체 연통은 실질적으로 차단된다. 유체 장치(10)의 속도가 속도 임계치 이상으로 증가함에 따라, 유체 통로(156)를 통해 공급된 채널(152) 내의 가압된 유체는, 롤(32)이 롤 포켓(42) 내의 그들의 중심 축(46)에 대해서 회전하지 않으므로, 요구되지 않는다.
도 1, 2, 3, 도 6-8, 11, 13 및 도 14를 참조해서, 유체의 정류가 개시된다. 도 14의 유체 정류 도면은, 밸브 부재(88)의 각각의 제1 및 제2의 복수의 유체 통로(98, 100)의 제1 및 제2 개구(102, 104)와 밸브 플레이트(16) 내의 복수의 정류 통로(118) 및 복수의 리세스(124) 간의 경계를 나타낸다. 유체 정류 도면은 또한 변위 어셈블리(14)를 나타낸다.
제1 및 제2 개구(102, 104)는 밸브 부재(88)의 제1축 단부(92) 상에 교대로 배치된다. 제1개구(102)는 밸브 하우징(18)의 제1포트(106)와 유체 연통하는 한편, 제2개구(104)는 밸브 하우징(18)의 제2포트(108)와 유체 연통한다. 일례에 있어서, 제1포트는 유체 소스(예를 들어, 유체 펌프)로부터 유체를 수취하는 한편, 제2포트(108)는 유체 저장소(예를 들어, 탱크)로 유체를 연통한다.
밸브 부재(88)가 회전함에 따라, 제1 및 제2개구(102, 104)는 유체를 정류 통로(118)에 제공하는데, 이는 유체를 체적 챔버(64) 및 리세스(124)에 제공하고, 이는 유체를 밸브 플레이트(16) 내의 채널(152)에 제공한다. 묘사된 실시형태에 있어서, 밸브 플레이트(16)의 각각의 정류 통로(118)는, 로터(28)의 단일 궤도 동안 제1 및 제2개구(102, 104)와 유체 연통하고, 각각의 리세스(124)는 로터(28)의 단일 궤도 동안 제1 및 제2개구(102, 104)와 유체 연통한다.
체적 챔버(64)가 정류 통로(118)와 유체 연통하고, 채널(152)이 리세스(124)와 유체 연통함에 따라, 각각의 체적 챔버(64) 및 채널(152)은 로터(28)의 단일 궤도 동안 제1 및 제2포트(106, 108)와 유체 연통한다. 롤 포켓(42) 직전인 체적 챔버(64) 및 롤 포켓(42) 직후인 체적 챔버(64)(이하, 롤 포켓(42)에 직접 인접한 체적 챔버(64)로서 언급된다) 모두가 제1 및 제2포트(106, 108) 중 하나와 유체 연통할 때, 그 롤 포켓(42)의 채널(152)은 제1 및 제2포트(106, 108) 중 다른 것과 유체 연통한다. 그러므로, 롤 포켓(42)에 직접 인접한 체적 챔버(64) 모두가 제1 및 제2포트(106, 108) 중 하나로부터의 유체를 수취할 때, 그 롤 포켓(42)의 채널(152)은 제1 및 제2포트(106, 108) 중 다른 것으로부터의 유체를 수취한다.
롤 포켓(42)에 직접 인접한 체적 챔버(64)가 고압(예를 들어, 제1포트(106)로부터의 유체)에서 유체에 종속될 때, 로터(28)는 그 롤 포켓(42) 내의 롤(32)로부터 이격해서 밀린다. 그러므로, 롤 포켓(42)의 채널(152)에 고압에서 유체를 제공할 필요가 없다. 그런데, 롤 포켓(42)에 직접 인접한 체적 챔버(64)가 저압의 유체(예를 들어, 제2포트(108)로부터의 유체)에 종속될 때, 로터(28)는 로터(28)의 다른 측면 상에 작용하는 고압 유체로부터 그 롤 포켓(42) 내의 롤(32)로 밀린다. 그러므로, 기계적인 성능을 증가시키기 위해서, 고압의 유체는 그 롤 포켓(42)의 채널(152)과 연통한다.
당업자에게는 본 개시물의 범위 및 정신을 벗어남이 없이 본 개시 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능한 것이 명백하며, 본 개시물의 범위는 상기 설명된 예시적인 실시형태 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
10 - 유체 장치,
12 - 탑재 플레이트,
14 - 변위 어셈블리,
16 - 밸브 플레이트,
18 - 밸브 하우징.

Claims (20)

  1. 유체장치(10)의 변위 어셈블리(14)내의 롤 포켓(42)을 가압하기 위한 방법으로서;
    상기 방법은,
    중심 보어(40) 및 중심 보어에 대해서 배치된 복수의 롤 포켓(42)을 형성하는 링(30)과, 상기 롤 포켓은 채널(152)을 포함하며,
    복수의 롤 포켓(42)내에 배치된 복수의 롤(32)과,
    상기 중심 보어(40)내에 배치된 로터(28)를 포함하고,
    상기 링(30), 복수의 롤(32) 및 로터(28)는 복수의 팽창 및 수축을 하는 체적 챔버(64)을 형성하는 데, 상기 로터는 링(30)의 중심축(36)에 대해 궤도를 돌고 로터의 중심축에 대해 링의 중심 보어내에서 회전하는 변위 어셈블리를 갖는 유체 장치를 제공하는 단계와;
    상기 로터(28)의 단일 궤도 동안에 제 1 및 제 2 포트(106,108)와 유체 연통하는 각 체적 챔버(64)와 채널(152)을 배치하는 단계를 포함하는데,
    롤 포켓(42) 중 하나의 직전의 체적 챔버(64)와 롤 포켓(42) 중 하나의 직후의 체적 챔버 모두가 제 1 및 2 포트(106,108)중의 하나와 유체 연통할 때, 상기 롤 포켓이 제 1 및 2 포트중 다른 것과 유체 연통하며,
    상기 롤 포켓(42)에 직접 인접한 체적 챔버(64)가 제 1포트(106)으로부터 고압의 유체에 종속될 때 롤 포켓의 채널(152)는 제 2포트(108)로부터 저압의 유체에 종속되며, 롤 포켓의 채널(152)에 직접 인접한 체적 챔버(64)가 제 2포트(108)으로부터 저압의 유체에 종속될 때 롤 포켓(42)은 제 1포트(106)로부터 고압의 유체에 종속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    유체 장치의 회전 속도가 속도 임계치를 초과할 때, 롤 포켓에 대해서 연통된 유체를 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속도 임계치는 5회전/분 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    고정된 오리피스가 채널에 연통된 유체를 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 채널(152)은 롤 포켓의 반경보다 작은 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유체 장치는 밸브 부재(88)를 포함하는데, 상기 밸브 부재는 제 1의 유체 포트(106)와 유체 연통하는 제 1의 복수의 유체 통로(98)와 제 2의 유체 포트(108)와 유체 연통하는 제 2의 복수의 유체 통로(100)을 형성하며, 상기 제 1 및 제 2의 복수의 유체 통로는 상기 밸브 부재에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    밸브 드라이브(80)가 로터 및 밸브 부재와 스플라인 체결되어 로터와 밸브 부재간의 타이밍을 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    밸브 플레이트(16)가 밸브 부재(88)과 링(30)사이에 배치되는데, 상기 밸브 플레이트(16)는 로터(28)가 로터의 축(62)에 대하여 회전함에 따라 제 1 및 제 2의 복수의 유체 통로(98,100)와 대응하는 체적 챔버(64)사이에서 유체 연통을 제공하는 정류 통로(118)을 형성하며, 로터(28)가 로터의 축(62)에 대하여 회전함에 따라 롤 포켓(42)의 채널(152)과 밸브 플레이트(16)에 있는 유체 리세스(124)사이에 유체 연통을 제공하는 유체 통로(156)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유체 리세스(124)와 정류 통로(118)는 상호 교대로 밸브 표면(114)에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    밸브 플레이트의 유체 통로(156)는 유체 장치가 속도 임계치이상에서 동작할 때 롤 포켓의 채널과 유체 연통하는 것을 제한하는 고정된 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 속도 임계치는 5회전/분 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
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