KR102194954B1 - 기어형 유압 머신 및 상대 기어 휠 - Google Patents

Abstract

복수의 비대칭 톱니(14)를 포함하는 타입의 기어 펌프/모터용 기어 휠로서, 각각의 톱니(14)는 볼록한 프로파일의 캐비티(25)로서 형성된 배출 측면(16) 및 카운터-휠의 대응 볼록한 측면과 정합되고 볼록한 형상을 갖는 구동 측면(15)을 포함하고, 상기 배출 측면(16)은 톱니(14)의 팁을 통과하는 반경(L)이 상기 배출 측면(16)에 접하거나 또는 이와 교차하도록 구성된다.

Description

기어형 유압 머신 및 상대 기어 휠{GEARED HYDRAULIC MACHINE AND RELATIVE GEAR WHEEL}

본 발명은 기어 펌프/모터에 관한 것이다.

모터에 의해 회전하도록 장착될 때, 압축된 유체를 펌핑하기에 적합한 기어 펌프는 이의 배출부가 압축된 유체 공급원에 연결되는 경우 모터로서 작동되는 것으로 알려졌다. 일반적으로, 이에 따라 펌프 구조물은 종래 기술에 공지된 이차 구성요소의 구성의 채택에 따라 모터로서 작동하기에 적합하다.

이 설명의 나머지 부분에서, 명확함을 위해, "기어 모터"로서 작동하기에 적합한 장치를 나타내기 위하여 용어 "기어 펌프"가 사용되며, 이는 용어 "펌프"가 "펌프/모터"로 정의될 수 있다.

특히, 본 발명은 유체, 통상적으로 오일을 이송하기 위하여 서로 맞물린 2개의 기어 휠이 제공된 기어 펌프에 관한 것이다.

현재, 시장에는 상대 기어 휠의 톱니의 구성이 기본적으로 상이한 다수의 상이한 타입의 기어 펌프가 있다.

예시로서, 직선 톱니를 갖는 펌프, 나선형 톱니를 갖는 펌프 및 비대칭 톱니를 갖는 펌프가 참조될 수 있다.

일반적으로, 기어 펌프가 이의 연속적으로 고립된 저-부피 스테이지를 통하여 유체를 전달하기 때문에, 순간 유량 및 이에 따라 압력이 시간이 지남에 따라 불연속적인 프로파일을 갖는다.

"압력-리플" 또는 단순하게 "리플"로 공지된, 압력의 이러한 불연속적인 또는 맥동 프로파일이 작동 시에 펌프의 소음성에 영향을 미친다.

이 현상에 따라 수행되는 다양한 연구에 따라 "리플"을 감소시킴으로써 펌프의 소음의 대응 감소가 구현됨을 밝혀냈다.

일반적으로, 적어도 작동 정밀성을 필요로 하는 가장 비용 효율적인 펌프는 단일 접촉부를 갖는 직선 기어를 포함한 기어 펌프이다.

그러나, 이러한 경제적 이점에 대해, 직선 톱니를 갖는 이러한 펌프는 전술된 다른 타입의 펌프보다 소음이 더하다.

직선 기어를 갖는 기어 펌프의 "리플", 및 이에 따라 소음을 감소시키기 위하여, 기어 휠의 톱니의 개수 또는 이의 높이를 증가시킬 필요가 있다. 또한, 0인 간격으로 접촉하는 톱니의 양 측면 둘 모두를 배치함으로써 리플에 대해 우수한 결과가 구현되도록 하는 "이중 접촉(double contact)"으로 공지된 (다소 논란이 있는) 해결 방법이 있다. "0"인 간격에 따른 맞물림을 구현하는 것은 작동 정밀성에 대해 매우 현저한 문제점이 있고, 실제로 이들 펌프는 한정된 시간에만 작동하고, 펌프가 임의의 맞물림 오류에 매우 민감하도록 하는 방식으로 맞물림을 강제함으로써 야기된 소음을 발생시킨다.

그러나, 종래 기술에 따라, 톱니의 개수가 단순히 증가하면 직각 모듈에 비례하여 톱니의 높이가 감소될 필요가 있고, 여기서 직각 모듈=피치 직경/톱니의 개수이다.

그러나, 높이의 이러한 감소는 펌프의 비용량(specific capacity)이 감소되는 부정적인 효과가 제시되기 때문에, 종래의 대칭 구성에 따른 톱니의 개수의 단순한 증가는 소음 감소의 문제점에 대한 합당한 해결 방법을 제공하지 못한다.

다른 한편, 뾰족한 톱니 제한 사항 및 풋에서 언더-에칭(under-etching)의 제한 사항으로 인해 톱니의 높이를 증가시킬 수 없다.

따라서, 제한된 이러한 해결 방법은 바람직하지 못하다.

효과적인 방식으로 해결되지 못하는 이러한 문제점으로부터, 본 발명의 출원인은 톱니의 높이를 감소시키지 않고 실질적으로 톱니의 개수를 증가시키는, 작은 나선 각 및 직선 톱니를 갖는 기어 펌프의 소음을 감소시키며, 이에 따라 톱니의 높이 및 기어 휠의 상호침투에 비례하는 펌프의 특정 유량(유량/기어 부피)를 유지하거나 또는 심지어 증가시키면서 펌프의 유량을 감소시킨다. 본 발명의 목적은 유사 유량의 종래 기술의 휠에 대해 동일 부피 및 높이의 톱니에 대한 펌프를 구성하는 데 있으며, 이에 따라 이 펌프는 더 많은 개수의 톱니를 갖고 소음이 줄어든다.

본 발명의 목적은 특히 비용 효율적인 방식으로 리플을 감소시키는 데 있고, 이에 따라 힘의 복잡하고 고가의 축방향 밸런싱 시스템이 제공될 필요가 없고(상당한 나선 각을 갖는 펌프에서 필요함) 또는 맞물림의 정밀성이 강제될 필요가 없다(이중 접촉 펌프에서 발생하는 바와 같이).

본 발명의 추가 목적은 종래의 펌프와 동일한 부피의 펌프를 제공하는 데 있으며, 이에 따라 더 높은 유량이 허용되고 톱니의 높이가 높아지는 동시에 기어 휠의 상호침투가 더 커지고, 유량이 종속되는 특성이 향상된다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항에 정이된 펌프를 구성함으로써 구현된다. 본 발명의 펌프의 추가 특성은 종속항에 의해 제공된다.

도 1은 종래 기술의 펌프용 기어 휠을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 펌프용 기어 휠을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 휠 및 공지된 휠의 톱니의 비교를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 휠 및 공지된 휠의 톱니의 피치 차이를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 2개의 휠의 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 휠 및 공지된 휠의 톱니의 비교를 도시하는 도면.

하기 설명에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 펌프(10)는 직선 톱니를 갖는 공지된 펌프에 비해 구성의 차이가 있으며, 이는 펌프의 작동 특성에 있어서 중요한 기술적 효과를 야기한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 펌프(10)는 단지 2개의 기어 휠(11, 13)로 예시화되고, 펌프의 나머지 구조적 부분은 공지되었다.

공지된 바와 같이, 기어 휠(11)은 대응 아이들리 결합 휠(idly engaged wheel, 13)을 회전 장착하기 위하여 이의 자체 중심(12) 주위에서 회전(M) 활성화된 타입이다.

본 발명의 기초를 형성하는 본 발명의 사상을 더욱 명확히 하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 직선 톱니를 갖는 공지된 휠이 고려된다.

도 1과 도 2의 비교로부터 명확해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 기어 휠은 톱니의 동일한 부피 및 높이에 대해 더 많은 개수의 톱니(14)를 갖는다.

본 발명의 펌프 내에서 2개의 기어 휠은 동일하거나 또는 실질적으로 유사한 개수의 톱니를 갖는다.

도 3을 참조하면, 각각의 휠(11, 13)의 톱니(14)의 "작업" 측면(15), 즉 제1 결합된 휠의 톱니(14)의 대응 측면(15) 상에 배열된 측면(15)이 예를 들어, 인볼루트(involute)와 같이 전형적으로 공지된 정합 프로파일을 유지한다.

다른 한편, 동일한 톱니(14)의 마주보는 "배출" 측면(16)은 대칭 톱니를 가질 수 있는 구성에 대해 더 낮은 프로파일을 갖는다.

특히, 본 발명에 따라서, 정합 프로파일에 대한 톱니(14)의 프로파일의 감소(25)는 비대칭일뿐만 아니라 배출 측면(discharge side, 16)을 따라 서로 정합되지 않는다. 단지 헤드를 향한 "배출" 측면의 볼록한 단부 부분만이 카운터-휠의 하부를 향하여 배열되는 오목한 부분과 정합된다. 도면에 도시된 바와 같이, 헤드를 향한 볼록한 부분이 하부를 향한 긴 길이의 오목한 부분보다 상당히 더 작은 나머지 길이를 갖는 방식이 명확해진다. 이러한 이유로, 배출 프로파일이 2개의 개별 섹션, 볼록한 섹션과 오목한 섹션을 갖는 방식이 도시된다. 볼록한 섹션은 제한된 길이를 가지며, 0의 길이를 가질 수 있어서 날카로운 에지를 갖는 톱니 피니시가 구현되고 작은 볼록한 부분이 제조 중에 크기 제어 단계와 구속 박스 상에서의 톱니의 응력을 더욱 제거가능하도록 만드는 펌프의 구동 단계에서 유용할지라도, 오목한 섹션은 더 길고, 볼록한 부분의 단부로부터 큰 반경을 갖는 하부에 도달된다. 도면으로부터 도시된 바와 같이, 배출 측면의 볼록한 부분은 최대 0으로 감소될 수 있는 피치 원 외측에 완벽히 위치된다.

도 4에는 바람직하게는 톱니 곡선의 하부가 상당히 큰 굽힘 반경을 갖는 것이 도시된다. 톱니 곡선의 하부가 주변의 호(arc)를 형성하는 스포크형 헤드를 갖는 밀 또는 스크류 그라인더(엔벨롭핑 호브(enveloping hob))에 의해 생성된 트로초이드(trochoid)인 대부분의 경우에, 이들 공구 헤드 스포크는 바람직하게는 0.2 내지 0.3 모듈인 통상적인 값에 대해 0.5 - 0.7 모듈, 전형적으로 0.5이다. 이 특성은 구조적 문제점의 경우 특히 적합하며, 본 발명의 톱니는 공지된 톱니보다 더 얇고, 이에 따라 이는 심지어 고압에서 작동할 수 있도록 하기 위해 필요한 조건, 굽힘에 대한 저항성을 향상시키고 에칭 효과(etching effect)를 감소시키기 위하여 조밀하게 스포크형성되어야 한다. 또한, 결합의 순수한 등비비례가 또한 이 선택에 유리한 영향을 미친다.

따라서, 일반적으로 본 발명은 전형적으로 직선 톱니를 필수적으로 포함하지 않는 휠을 채택하며, 여기서 비대칭 톱니는 정합 프로파일에 대해 상당히 함몰되고 일반적으로 정합되지 않는(또는 전술된 방식으로 카운터-휠의 오목한 부분(16b)과 볼록한 부분(16a)이 정합됨) 배출 측면(16)을 갖는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 또한 배출 측면(16)의 기저와 작업 측면(15)의 기저 둘 모두에 톱니의 스로트(throat)의 추가 하강부 또는 캐비티(26)를 가질 수 있다.

명확한 바와 같이, 스로트의 이러한 하강부 또는 캐비티(26)는 톱니의 높이를 증가시킨다.

비대칭 톱니(14)를 구성하고, 더욱 구체적으로는 배출 측면(16)을 따라 톱니(14)의 하강부 또는 캐비티(25)를 구성하는 가능성은 이미 공지되었다.

게다가, 리세스가 배출 측면 내에 형성되는 톱니를 갖는 액체용 기어 펌프의 휠은 공지되었다.

예를 들어, 문헌 제US6123533호는 기어 펌프를 기재하며, 여기서 각각의 기어 휠이 피치 및 높이에 대해 통상적인 방식으로 크기가 형성된 톱니 및 톱니들 간에 가둬진 유체의 부피를 증가시키기 위하여 배출 측면을 따라 제거된 톱니의 일부를 갖는다. 유사하게, 문헌 제GB2012876호는 기어 펌프를 기재하며, 여기서 배출 측면은 공동 현상(cavitation phenomena), 특히 연료 유사 휘발성 유체의 펌핑을 방지하고 톱니들 간에 액체의 부피를 증가시키기 위하여 리세스를 갖는다.

문헌 제DE2737761호는 펌프의 더 높은 회전 속도를 허용하기 위하여 휠의 결합 영역에 형성된 과도 압력의 현상을 방지하기 위해 리세스를 포함한 배출 측면을 갖는 기어 펌프용 휠을 도시한다.

출원인의 지식에 따르면, 종래 기술에서 톱니의 배출 측면의 리세스를 포함한 구성은 펌프의 효율을 저하시킨다. 리세스를 갖는 톱니는 제US294026호에 도시된 용적 카운터(volumetric counter)가 제공되며, 여기서 최소의 동력 전달이 유체와 기어 휠 사이에 필요하다.

종래 기술의 이들 해결 방법에서, 톱니의 개수를 증가시키기 위하여 톱니의 배출 측면의 오목한 구성을 사용하는 제안이 제공되지 못한다.

종래 기술의 기어형 머신은 이러한 것이 고려되지 않고, 여기서 본 발명에 따른 문제점이 제공되지 않고, 당업자는 이에 따라 이로부터 유용한 교시를 수득하지 못한다.

본 발명에 따라서, 정합될 필요가 없는 톱니(14)의 배출 측면(16)의 부피(25)의 제거는 톱니들 간에 가둬진 유체의 부피를 증가시키기 위하여 사용되지 않지만 톱니(14)들 간의 피치를 감소시키기 위해 사용된다.

도식적 도 4에 정확히 도시된 바와 같이, 톱니(14)의 배출 측면(16)의 감소(25)에 따라 동일한 높이를 갖는 공지된 휠에 대한 피치(P2)에 대해 펌프의 작동이 저하되지 않고 피치(P1)가 실질적으로 감소될 수 있는 것이 도시된다.

피치가 감소됨에 따라 톱니의 개수가 증가한다.

게다가, 통상적인 맞물림은 소정의 직경의 피치 선을 갖는 정합 프로파일을 포함한 최대 개수의 대칭 톱니의 형성을 예상한다.

톱니의 이 크기는 점선(20)으로 도 4에 도시된 실질적으로 뾰족한 이의 구성을 야기하며, 여기서 펌프의 대응 휠의 톱니의 측면 상에 배열되기에 적합한 정합 측면이 도면부호 21로 도시된다. 톱니(20)의 배출 측면의 프로파일은 도면부호 22로 도시된다.

종래 기술에 이 톱니 프로파일과 함께, 도면은 실선과 병치된 본 발명에 따른 일련의 톱니(14)를 도시한다. 톱니(14)의 정합 측면(15)의 프로파일은 대층 프로파일을 갖기에 과도할 수 있는 높이의 톱니(14)의 프로파일로 구성된다. 최대 높이의 경우, 2개의 측면의 프로파일이 대칭 프로파일의 경우 이러한 톱니를 뾰족하게 만들 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 높이의 톱니 및 동일한 직경의 휠의 경우, 통상적인 구성의 12개의 톱니를 갖는 휠은 본 발명에 따라 17개의 톱니의 맞물림이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 휠의 피치(P1)는 동일한 직경 및 높이의 톱니에 따른 통상적인 구성의 휠에서 피치(P2)의 0.9배 미만, 바람직하게는 0.8배 미만, 심지어 더욱 바람직하게는 대략 0.7배이다.

전술된 바와 같이, 톱니의 배출 측면(16)은 재료의 제거에 의해 함몰된 오목한 프로파일을 갖는, 정합 프로파일(15)의 상부로부터 이어진다.

기하학적 관점으로부터, 배출 측면(16)의 캐비티(25)는 톱니의 말단 지점을 통과하는 반경(L)이 측면(16)의 프로파일에 대해 실질적으로 접하도록 구성된다. 톱니는 날카로운 에지의 형태가 아니지만 휠이 수용되는 시트에 대해 효과적인 밀봉부를 구성하고 구조적 요인으로 인해 작은 주변 면의 형태로 연장되는 말단 부분을 갖는다. 여기서, 반경(L)은 톱니의 팁을 구성하는 면의 중간 지점을 통과하는 반경으로서 취해져야 한다.

각각의 휠의 톱니의 팁은 2개의 휠의 톱니의 작업 측면들 간에 확고한 밀봉 접촉을 촉진시키고 2개의 휠의 톱니들 간에 이중 접촉(double contact)을 방지하기 위하여 다른 휠의 톱니와 간섭하거나 또는 이와 접촉하지 않아야 한다. 특히, 이러한 반경(L)은 배출 측면(16)의 다소 내측에 있을 수 있거나 또는 배출 측면(16)에 대한 일 지점에서 접할 수 있거나 또는 2 지점(17, 18)에서 교차할 수 있어서 톱니(14)에 대해 실제로 외측에 짧은 부분이 식별된다.

이 상태는 도 5에 도시되고 추가로 종래 기술에서 발생되는 것들 간의 차이를 추가로 나타내며, 여기서 톱니의 선단을 통과하는 반경이 비대칭 맞물림의 경우에 완벽히 그리고 실질적으로 상대 톱니 내측에서 있다.

도 5에 도시된 실시 형태의 세부사항에서, 배출 측면(16)은 대향 휠의 대응 톱니와 정합되는 제1 결합 팁 섹션(16') 및 대향 휠의 대응 톱니와 정합하지 않는 스로트를 포함한 제2 연결 섹션(16")을 포함한다.

바람직하게는, 배출 측면(16)의 이러한 제2 연결 섹션(16")은 구동 측면(15)에 대해 동일한 방향으로 대향하는 오목부(concavity)를 갖는다.

심지어 더욱 바람직하게는, 배출 측면(16)의 제2 연결 섹션(16")은 구동 측면(15)에 대해 실질적으로 평행하다.

섹션(16')은 통상적인 구성의 톱니를 구성할 수 있는 프로파일에 실질적으로 근접한, 인볼루트로서 선택될 수 있는 프로파일을 갖거나 또는 예를 들어, 원형 프로파일의 호와 같은 형상과 상이할 수 있다.

섹션(16', 16")들 사이에는 실질적으로 펌프의 성능에 영향을 미치지 않고 구조적 요건으로 가변 구성의 짧은 연결 섹션이 제공될 수 있다. 최종 실시 형태에 따라서, 톱니(14)는 임의의 경우에 고압의 경우 펌프의 사용 중에 발생되는 기계적 응력을 견디도록 크기가 형성된 톱니 두께를 형성하는 작업 측면(15) 내에서만 실제로 접힌다(collapse).

도 4에 명확히 도시된 바와 같이, 톱니의 피치(P1)가 대략 0.7 P2(임의의 경우에 0.9 P2 이하, 바람직하게는 0.8 P2 미만)인 본 발명에 따라 구성된 톱니 구성은 동일한 직경 및 톱니 높이의 종래의 휠의 톱니가 가질 수 있는 작업 측면의 프로파일과 오목한 섹션(16")에서 실질적으로 일치되도록 함몰된 배출 측면의 프로파일을 형성한다.

톱니의 높이 및 피치에 관해 본 발명에 따라 구현되는 놀라운 결과가 또한 도 6을 참조하여 도시될 수 있다. 통상적으로, 고성능 및 고압용 직선 톱니를 포함한 기어형 펌프는 9개 내지 12개의 톱니를 가질 수 있고, 이 혁신적 기하학적 형상에 따라 하나의 말단에 동일한 비용량(specific capacity)에 대한 톱니의 개수의 거의 2배가 허용되며, 이는 압력 리플을 상당히 하강시키거나 또는 다른 말단에서 거의 50% 증가된 비용량의 유사 개수의 톱니가 채택되어 상당히 논리적인 중간 선택이 허용된다.

모든 경우에, 톱니의 개수가 동일한 높이의 톱니에 대해 증가되거나, 톱니의 높이가 동일한 개수의 톱니에 대해 증가되거나 또는 중간의 선택이 이루어지는 경우에, 결합을 설명하는 등식으로부터 잘 공지된 바와 같이, 가로방향 커버링 계수(transversal covering coefficient)의 급격한 증가가 구현되며, 이는 잘 공지된 바와 같이 기계적 소음이 감소되는 선호되는 효과를 갖는다.

도면부호 30은 본 발명에 따라 구성된 정합 측면 둘 모두를 갖는 톱니를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 측면(31)의 프로파일은 지점(33)에서 측면(32)의 프로파일과 교차하며, 이에 따라 톱니의 최대 이론적으로 허용가능한 높이가 결정된다.

톱니의 프로파일의 완벽히 뾰족한 형상이 허용가능하지 않기 때문에, 실제로 톱니의 최대 높이가 실질적으로 작을 것이다.

본 발명에 따라서, 정합 프로파일에 따른 톱니의 배출 측면을 구성하기 위한 필요성이 완벽히 방지된다.

이 방식으로, 본 발명에 따른 톱니는 심지어 지점(33)을 초과하는 이론적 정합 프로파일(31)을 따른 활성 측면(active side)을 가질 수 있고, 이에 따라 톱니의 더 높은 높이가 결정된다.

본 발명에 따른 톱니의 배출 측면은 대칭 톱니의 재료의 존재가 허용되지 않는 경우 존재할 수 있는 톱니 부분(37)을 결정하는, 도면부호(36)로 도시된 프로파일을 갖는 반면, 맞물린 톱니들 간의 간섭을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 톱니 내에서는 존재하지 않지만 대칭 프로파일을 갖는 톱니 내에서 허용되는 부분(38)이 부재할 것이다.

또한, 원형 피치 선의 감소에 따라 톱니의 개수가 증가하고, 중심과 피치 직경 간에 더 작은 거리가 제공되도록 기어를 구성하거나 또는 톱니의 더 큰 상호침투를 구현하는 목적이 달성된다.

상기로부터 알 수 있듯이, 비대칭 측면을 갖는 본 발명에 따른 톱니는 의도적으로 오목하지만 실질적으로 직선형인 정합 프로파일 이외의 프로파일을 갖는 배출 측면을 포함한다. 따라서 비대칭 톱니의 구동 측면(15)의 프로파일과 동일한 프로파일을 갖는 측면들을 가지는 인볼루트에 따라 대칭 톱니들 간의 피치의 7/10인 비대칭 톱니 사이의 피치를 포함하여 구성되고, 상기 대칭 톱니는 복수의 비대칭 톱니를 포함하는 기어 휠과 동일한 직경 및 톱니 높이를 가지고, 비대칭 톱니의 프로파일은 캐비티를 제외하고 배출 측면(16) 및 구동 측면(15) 모두에서 대칭 톱니의 프로파일과 동일할 수 있다.

배출 측면의 "국부적" 압력 각도는 약 1 내지 2,5°에 도달되도록 의도적으로 음일 것이다.

톱니의 원형 두께는 실질적으로 가상이고, 표현 "선 피치 주변/톱니의 개수/2"로부터 야기되는 원형 두께의 계산은 톱니의 재료 두께에 영향을 미치지 않고 완성된 경우 톱니가 갖는 두께에 영향을 미치지 않는(또한 최소 압력 각도의 경우 실질적으로 더 클 수 있음) 값을 유도한다.

실제 모듈로 파라미터화된 경우 결합 시에 상호침투되는 톱니의 높이는 본 발명에 사용되는 파라미터에 대해 과도하다.

종래 기술의 펌프에 대한 기어 내에서 톱니의 작동 피치 직경/개수로서 실제 모듈이 정해지면, 중심들 간의 직경 및 거리 간의 차이가 나타나고(상호침투 시에 톱니 높이), 실제 모듈은 약 2-2.2이며, 이 파라미터에 대한 본 발명으로부터의 기하학적 형상에서 3-3.5의 값이 제공된다.

그 결과, 오목한 또는 선형 부분에서 배출 측면의 국부적 압력 각도가 바람직하게는 5° 미만, 심지어 더욱 바람직하게는 2.5° 미만, 바람직하게는 음이다.

본 발명에 따라 구성된, 리플(ripple)에 대해 특히 선호되는 휠은 15개 내지 23개의 톱니, 더욱 바람직하게는 16개 내지 22개의 톱니, 심지어 더욱 바람직하게는 17개 내지 21개의 톱니의 범위 내에 포함된 복수의 톱니를 갖는다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기어형 펌프는 전술된 목적을 구현한다.

게다가, 펌프의 기능을 저하시키지 않고 동일한 부피의 이러한 펌프는 더 많은 개수의 톱니를 가지며, 이에 따라 "리플" 현상으로 인해 소음이 감소된다.

게다가, 톱니의 개수 증가는 이들의 상호침투 및 톱니의 높이 감소에 대응하지 않을 뿐만 아니라 역으로 실제로 이의 증가에 대응한다.

따라서, 본 발명의 펌프는 다수의 변형 및 변경이 허용될 수 있고, 이들 모두는 본 발명의 범위 내에 있다. 실제로, 사용된 재료 및 이의 크기는 기술적 요건에 따를 수 있다.

본 발명에 따른 톱니의 구성은 직선 톱니를 갖는 기어에 특히 적합하고, 또한 나선형 톱니, 특히 저 나선 각을 갖는 기어 내에 채택될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따라 구현된 이점은 "펌프"로 전술된 장치의 사용에 따라 구현되며, 또한 장치가 "모터"로 사용될 때, 전달된 유체의 부피에 관해 비교적 많은 개수의 톱니에 의해 결정되는 작동의 정숙성 및 리플의 감소가 구현된다.

Claims (14)

1. 기어 펌프 또는 모터용 기어 휠에 있어서,
   볼록한 형상을 가지고 카운터-휠의 대응 볼록한 측면과 정합하는 구동 측면(15), 및
   오목한 프로파일과 볼록한 프로파일로 구성되고, 오목한 프로파일의 길이가 볼록한 프로파일의 길이보다 긴 캐비티를 포함하는 배출 측면(16)으로 구성되는 각각의 톱니를 가지는 복수의 비대칭 톱니(14)를 포함하고,
   상기 배출 측면(16)은 톱니(14)의 팁을 통과하는 반경(L)이 상기 배출 측면(16)에 접하거나 또는 이와 교차하도록 구성되고;
   비대칭 톱니의 구동 측면(15)의 프로파일과 동일한 프로파일을 갖는 측면들을 가지는 인볼루트에 따라 대칭 톱니들 간의 피치의 7/10인 비대칭 톱니 사이의 피치를 포함하여 구성되고, 상기 대칭 톱니는 복수의 비대칭 톱니를 포함하는 기어 휠과 동일한 직경 및 톱니 높이를 가지고,
   비대칭 톱니의 프로파일은 캐비티를 제외하고 배출 측면(16) 및 구동 측면(15) 모두에서 대칭 톱니의 프로파일과 동일한 것을 특징으로 하는 기어 휠.
2. 제1항에 있어서, 상기 반경(L)은 톱니(14)의 외측에서 섹션(L')을 형성하는 두 지점(17, 18)에서 상기 배출 측면(16)을 교차하는 것을 특징으로 하는 기어 휠.
3. 제1항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 오목한 프로파일은 상기 구동 측면(15)과 동일한 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 기어 휠.
4. 제1항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 오목한 프로파일은 상기 구동 측면(15)에 평행한 것을 특징으로 하는 기어 휠.
5. 제1항에 있어서, 상기 캐비티의 오목한 프로파일은 상기 구동 측면(15)의 볼록한 형상에 정합하는 형상인 것을 특징으로 하는 기어 휠.
6. 축(12) 주위에서 회전(M) 구동하고 각각 복수의 비대칭 톱니를 포함하는 제1 기어 구동 휠(11) 및 상기 제1 기어 구동 휠(11)과 맞물린 제2 기어 구동 휠(13)을 포함하는 타입의 기어 펌프/모터(10)에 있어서,
   상기 휠(11, 13)의 각각의 톱니(14)는 구동 측면(15) 및 배출 측면(16)을 포함하고, 각각의 톱니(14)의 구동 측면(15) 및 배출 측면(16)은 서로 비대칭이고, 상기 휠(11, 13)의 대응 톱니(14)의 구동 측면(15)들은 각각 볼록한 형상을 가지고 서로 정합되며,
   상기 배출 측면(16)은, 오목한 프로파일과 볼록한 프로파일로 구성되고 오목한 프로파일의 길이가 볼록한 프로파일의 길이보다 긴 캐비티를 포함하고,
   상기 휠(11, 13)의 톱니(14)의 배출 측면(16)은 서로 정합되지 않고,
   상기 배출 측면(16)은 톱니(14)의 팁을 통과하는 반경(L)이 배출 측면(16)에 접하거나 또는 이와 교차하도록 구성되고,
   비대칭 톱니의 구동 측면(15)의 프로파일과 동일한 프로파일을 갖는 측면들을 가지는 인볼루트에 따라 대칭 톱니들 간의 피치의 7/10인 비대칭 톱니 사이의 피치를 포함하여 구성되고, 상기 대칭 톱니는 복수의 비대칭 톱니를 포함하는 기어 휠과 동일한 직경 및 톱니 높이를 가지고,
   비대칭 톱니의 프로파일은 캐비티를 제외하고 배출 측면(16) 및 구동 측면(15) 모두에서 대칭 톱니의 프로파일과 동일한 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
7. 제6항에 있어서, 반경(L)은 톱니(14) 외측에서 섹션(L')을 형성하는 2개의 지점(17, 18)에서 배출 측면(17)을 교차하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
8. 제6항에 있어서, 배출 측면(16)은 제1 결합 팁 섹션(16') 및 상기 톱니(14)의 스로트와의 제2 연결 섹션(16")을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
9. 제8항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 오목한 프로파일이 구동 측면(15)에 대해 동일한 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
10. 제9항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 제2 연결 섹션(16")은 오목한 프로파일을 가지는 캐비티를 포함하고, 상기 오목한 프로파일은 구동 측면(15)에 평행한 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
11. 제6항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 볼록한 프로파일은 톱니의 헤드를 향하여 위치되고 구동휠의 배출 측면(16)의 볼록한 프로파일을 톱니의 하부와 연결하는 오목한 프로파일의 일부와 구동 휠에 정합되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
12. 제6항에 있어서, 상기 배출 측면(16)의 볼록한 프로파일은 톱니의 헤드를 향하여 위치되고, 오목한 프로파일은 배출 측면(16)의 볼록한 프로파일을 톱니의 하부와 연결하며, 상기 오목한 프로파일은 피치 원의 외측에서 연장되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
13. 제12항에 있어서, 상기 볼록한 프로파일은 구동 휠의 프로파일과 정합되지 않은 톱니의 헤드를 향한 프로파일 섹션을 형성하는 톱니의 헤드에 대한 정합 형상을 갖지 않으나, 외부 직경, 휠의 상호침투를 증가시키고, 이에따라 리플을 감소시키는 동시에 특정 용량을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).
14. 제6항에 있어서, 상기 캐비티의 오목한 프로파일이 구동 측면의 볼록 형상과 정합되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기어 펌프/모터(10).

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