KR102267133B1 - 피스톤 펌프 장치 - Google Patents

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KR102267133B1 KR1020140181321A KR20140181321A KR102267133B1 KR 102267133 B1 KR102267133 B1 KR 102267133B1 KR 1020140181321 A KR1020140181321 A KR 1020140181321A KR 20140181321 A KR20140181321 A KR 20140181321A KR 102267133 B1 KR102267133 B1 KR 102267133B1
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주에르겐 크로위츠카엠퍼
파비안 슈미트
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에스케이에프 루브리케이션 시스템즈 저머니 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 윤활제 펌프용 피스톤 펌프 장치(1) 및 이러한 피스톤 펌프 장치(1)를 포함하는 윤활제 펌프(100)에 관한 것으로, 상기 피스톤 펌프 장치는 피스톤 로드(20)를 통해 서로 연결된 작동 피스톤(8a)과 이송 피스톤(8b)를 가진 이중 피스톤(8)을 포함하고, 작동 피스톤(8a)은 제 1 하우징부(10; 12) 내에 밀봉 배치되고, 이송 피스톤(8b)은 제 2 하우징부(10; 12) 내에 밀봉 배치되므로, 작동 피스톤(8a)과 제 1 하우징부(10)는 작동 매체를 위한 작동 챔버(16)를 규정하고, 이송 피스톤(8b)과 제 2 하우징부(12)는 이송 매체를 위한 이송 챔버(34)를 규정하고, 작동 피스톤(8a)은 포켓 형태의 반전부(22)를 포함하고, 상기 반전부는, 제 2 하우징부(10; 12)가 작동 피스톤(8a)으로 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있도록 형성된다.

Description

피스톤 펌프 장치{PISTON PUMP DEVICE}
본 발명은 피스톤 로드를 통해 서로 연결된 작동 피스톤과 이송 피스톤을 가진 이중 피스톤을 포함하고, 작동 피스톤은 제 1 하우징부 내에 밀봉 배치되고 이송 피스톤은 제 2 하우징부 내에 밀봉 배치되므로, 작동 피스톤과 제 1 하우징부는 작동 매체를 위한 작동 챔버를 규정하고, 이송 피스톤과 제 2 하우징부는 이송 매체를 위한 이송 챔버를 규정하는 피스톤 펌프 장치에 관한 것이다.
이송 피스톤과 작동 피스톤을 포함하는 이중 피스톤을 가진 선행기술에 공개된 피스톤 펌프 장치는 일반적으로 이송될 매체가 이송 피스톤을 이용해서 진공 형성으로 인해 저장기로부터 흡인된 후에 작동 피스톤에 가해지는 압력에 의해 압축되고, 이송 매체 배출부의 방향으로 이송된다. 이러한 피스톤 펌프 장치는 특히 윤활제 펌프에서 사용된다. 또한 작동 피스톤 및 이송 피스톤에서 높은 압력이 발생되므로, 피스톤 펌프 장치의 형태 및 재료는 매우 높은 압력에 맞게 설계되어야 한다. 이러한 이유로 피스톤 펌프 장치는 강 또는 형태 안정적인 금속으로 제조된다.
그러나 이러한 공개된 피스톤 펌프의 단점은, 이중 피스톤이 축방향으로 매우 큰 길이를 가지므로, 전체 피스톤 펌프 장치가 매우 크게 설계되는 것이다.
본 발명의 과제는 따라서 많은 조립 공간을 필요로 하지 않는 피스톤 펌프 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 피스톤 펌프 장치 및 청구범위 제 14 항에 따른 윤활제 펌프에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 피스톤 로드를 통해 서로 연결된 작동 피스톤과 이송 피스톤을 가진 이중 피스톤을 포함하는, 특히 윤활제 펌프용 피스톤 펌프 장치가 제공된다. 작동 피스톤은 제 1 하우징부 내에 밀봉 배치되고, 이송 피스톤은 제 2 하우징부 내에 밀봉 배치되므로, 작동 피스톤과 제 1 하우징부는 작동 매체를 위한 작동 챔버를 규정하고, 이송 피스톤과 제 2 하우징부는 이송 매체를 위한 이송 챔버를 규정한다. 본 발명의 사상은, 작동 피스톤이 포켓 형태의 반전부를 포함하고, 상기 반전부는 제 2 하우징부가 작동 피스톤에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있도록 형성되는 것에 기초한다. 이러한 본 발명에 따른 포켓 형태의 반전부로 인해 전체 피스톤 펌프 장치는 더 콤팩트하게, 특히 축방향으로 더 콤팩트하게 형성될 수 있는데, 그 이유는 작동 피스톤 영역과 이송 피스톤 영역은 서로 끼워져 배치되기 때문이다.
본 발명에 따른 반전부에 의해 또한, 피스톤 펌프 장치의 본 발명에 따른 콤팩트한 형성시에도 충분히 큰 작동 피스톤면이 제공되는 것이 보장될 수 있다. 이는, 작동 매체의 압력을 가급적 큰 면에 분포시키는 것을 필요로 하므로, 이송 매체의 이송에 필요한 높은 압력에도 불구하고, 작동 피스톤에 대한 압력 부하가 적절하게 유지된다. 이송 피스톤의 면은 작동 피스톤의 면보다 훨씬 작기 때문에, 이송 피스톤을 통해 상응하게 더 높은 압력이 이송 매체에 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 콤팩트한 형성을 위해 또한, 제 2 하우징부는 이송 피스톤의 하사점에서 작동 피스톤의 포켓 형태의 반전부 내에 거의 완전히 수용되는 경우에 바람직하다. 이로 인해 최대 축방향 길이 절감이 달성될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따라 이중 피스톤은 포트 형태로 형성되고, 이 경우 바람직하게 포트 바닥은 이송 피스톤으로서 형성되고, 포트 가장자리는 작동 피스톤으로서 형성되고, 포트 벽은 피스톤 로드로서 형성된다. 또한 포트 가장자리는 바람직하게 포켓 형태의 반전부를 제공하므로, 포트 가장자리는 포트 벽을 지나서 포트 바닥을 향해 연장된다. 이로 인해 작동 피스톤의 높은 안정성이 달성된다. 또한 피스톤 로드는 포트 형태로 인해 중공식이기 때문에, 중량이 절감될 수 있고, 따라서 중실 피스톤 부재가 사용되지 않는다. 또한 피스톤 로드의 중공 영역은 작동 매체를 위한 작동 챔버로서 이용될 수 있고, 이로 인해 작동 매체 및 피스톤 펌프 장치를 위한 큰 작용면이 제공된다.
또한 포트 형태는, 이송 피스톤도 과도하게 강한 압력 부하를 견디지 않아도되는 재료로 제조될 수 있는 것을 가능하게 하는데, 그 이유는 작동 매체로부터 가해진 압력이 내부에서부터 직접 이송 피스톤에 작용하고, 이로써 상기 이송 피스톤을 안정화하기 때문이다. 이로 인해 특히 피스톤을 위해서도 플라스틱 재료 또는 가벼운 연질의 금속이 사용될 수 있다.
즉, 이중 피스톤은 중실 강 부품으로서 제조되지 않아도 되므로, 중량이 절감될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따라 제 1 하우징부는 선행기술에 공개된 바와 같이, 작동 피스톤을 위한 작동 챔버를 제공하기 위해 커버에 의해 폐쇄되지 않고, 외부 하우징에 의해 폐쇄된다. 즉, 제 1 및 제 2 하우징부는 외부 하우징에 둘러싸인 내부 하우징의 부분이다. 이 경우 또한 제 1 하우징부와 외부 하우징 사이에 바람직하게 작동 챔버에 연결되는 링 챔버가 유지되는 경우에 특히 바람직하다. 이러한 본 발명에 따른 구성은, 한편으로는 이송 매체 유입부 또는 이송 매체 배출부와 동일한 측면에 작동 매체 통로를 배치하는 것을 가능하게 하고, 다른 한편으로는 제 1 하우징부를 둘러싸는 외부 하우징이 피스톤 펌프 장치의 본 발명에 다른 구성시에도 작동 매체를 위한 작동 챔버가 충분히 크게 선택될 수 있는 것을 가능하게 한다.
다른 바람직한 실시예에 따라 작동 챔버로부터 떨어져 있는 작동 피스톤의 측면에 작동 피스톤, 제 1 하우징부, 제 2 하우징부 및 피스톤 로드에 의해 제한된 에어 챔버가 형성되고, 상기 에어 챔버는 실질적으로 대기압에 상응하는 공기 압력을 갖는다. 이 경우 바람직하게 에어 챔버와 주변 사이에 환기 장치가 제공된다. 이러한 에어 챔버는 상사점으로부터 하사점으로 이중 피스톤의 이동시 축소되고, 실질적으로 작동 피스톤이 이동할 수 있는 공간을 형성한다. 에어 챔버 내의 배압을 작동 피스톤에 가하지 않기 위해, 본 발명에 따른 환기 장치가 제공되므로, 하사점으로 이중 피스톤의 이동시에도 압축된 공기로 인해 배압이 발생할 수 없다.
바람직하게 에어 챔버 내에 복귀 스프링이 제공되고, 상기 스프링의 스프링력은 작동 피스톤에 대한 작동 매체의 힘 작용에 반대된다. 이중 피스톤에 작동 매체가 제공되지 않는 즉시, 복귀 스프링으로 인해 이중 피스톤은 원래의 위치로 복귀될 수 있다. 이로 인해 이송 피스톤도 다시 원래의 위치로 이동되고, 이 경우 이송 챔버 내에 발생하는 진공은 저장기로부터 이송 챔버 내로 이송 매체를 운반하는데 이용된다. 스프링 챔버 또는 에어 챔버의 환기로 인해 이송 챔버 외부에 진공이 형성되지 않으므로, 스프링은 작동 피스톤 및 이송 챔버 내의 진공에 대항해서만 작용해야 한다.
다른 바람직한 실시예에 따라 피스톤 펌프 장치의 이송 챔버는, 이송 매체 저장기에 연결 가능한 적어도 이송 매체 유입부를 갖고, 또한 소비장치를 위한 이송 매체를 제공하도록 설계된 이송 매체 배출부를 포함한다. 바람직하게 이송 매체 유입부 및/또는 이송 매체 유입부에 밸브 장치가 제공될 수 있고, 상기 밸브 장치는, 이송 챔버 내부의 진공시, 즉 흡인 작용시 이송 매체가 저장기로부터 이송 매체 유입부를 통해 이송 챔버 내로 제공될 수 있도록, 그러나 피스톤에 의해 이송 챔버 내의 이송 매체에 압력 제공시 이송 매체 유입부가 폐쇄되도록 형성된다. 이는 예를 들어 적절하게 배치된 적어도 하나의 체크 밸브에 의해 달성될 수 있고, 상기 체크 밸브는 이송 매체가 저장기 내로 역류되지 않고 또는 이송 매체가 소비장치에 의해 역흡인되지 않게 한다. 동시에 이송 매체는 이송 피스톤의 이송에 의해 형성된 특정한 이송 압력에 도달한 후에야 이송 챔버로부터 배출될 수 있다. 또한 압력 스위치가 제공될 수 있고, 상기 압력 스위치는 이송 매체의 압력을 모니터링 한다.
바람직하게 밸브 장치는, 이송 매체 유입부를 체크 밸브에 의해 폐쇄하고, 이송 매체 배출부를 특정한 이송 매체 압력부터 개방하도록 형성된다.
바람직하게 작동 매체로서 압축 공기 또는 유압 유체가 사용되고 및/또는 이송 수단으로서 윤활제가 사용된다. 윤활제는 특히 상용차 및 건설 기계에서 다양한 소비장치에 공급되어야 하기 때문에, 이러한 기계는 대부분 자체의 윤활제 펌프를 포함한다. 동시에 상용차 또는 건설 기계의 다수의 부재들은 유압식 또는 압축 공기식으로 작동되므로, 압축 공기 또는 유압 유체가 작동 매체로서 준비된다.
피스톤의 본 발명에 따른 구성은 선행기술의 중실 피스톤 장치에 비해 상당한 중량 절감을 가능하게 한다. 동시에 피스톤의 본 발명에 따른 형성은, 피스톤 또는 하우징을 플라스틱으로 제조하는 것도 가능하게 하므로, 추가 중량 절감이 가능하다.
이중 피스톤 및/또는 제 1 및/또는 제 2 하우징부를 비강화 플라스틱, 특히 폴리아미드 또는 폴리아미드를 포함하는 플라스틱, 또는 폴리옥시메틸렌 또는 폴리옥시메틸렌을 포함하는 플라스틱, 또는 폴리프로필렌 또는 플리프로필렌을 포함하는 플라스틱으로 제조하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 플라스틱은 한편으로는 비교적 안정적일 수 있고 큰 압력도 견딜 수 있고, 다른 한편으로 실질적으로 매끄러운 표면을 형성하므로, 작동 피스톤 및 이송 피스톤과 이들을 둘러싸는 제 1 및 제 2 하우징부 사이의 밀봉이 달성될 수 있는 장점을 제공한다. 압력에 대한 플라스틱의 더 낮은 강성은 전술한 본 발명에 따른 링 챔버에 의해 안정화될 수 있다.
제 1 하우징부뿐만 아니라 제 2 하우징부도 이송 챔버 내에서 이송 피스톤에 의해 압축된 이송 매체에 의해 높은 압력에 노출되기 때문에, 제 2 하우징부를 안정화하는 것도 바람직하다. 이를 위해 바람직하게 제 2 하우징부를 바람직하게 외부에서 둘러싸는 안정화 슬리브가 제공될 수 있다. 안정화 슬리브는 바람직하게 금속 또는 얇은 박판으로서 제조될 수 있다. 금속 대신 이 경우에도 플라스틱, 특히 강화 플라스틱이 사용될 수 있다.
그와 달리 외부 하우징은 예상되는 압력에 맞게 설계된 플라스틱, 특히 강화 플라스틱, 바람직하게는 유리 섬유 강화 플라스틱으로 제조될 수 있다. 강화 플라스틱, 특히 유리 섬유 강화 플라스틱은 특히 높은 형태 안정성을 특징으로 한다. 그러나 특히 유리 섬유 강화 플라스틱은 매끄러운 표면을 형성하지 않기 때문에, 내부 하우징을 위한 유리 섬유 강화 플라스틱의 이용은 안정성의 증가에도 불구하고 바람직하지 않고, 따라서 작동 피스톤과 제 1 하우징부 사이 또는 이송 피스톤과 제 2 하우징부 사이에 배치된 밀봉부가 매우 신속하게 마모될 수 있고 또는 피스톤 섹션과 하우징부 사이의 밀봉이 불가능하다.
본 발명의 다른 양상은 윤활제용 저장기와 펌프 유닛, 특히 피스톤 펌프 유닛을 둘러싸는 베이스 하우징 섹션을 가진 하우징을 포함하는 윤활제 펌프에 관한 것으로, 펌프 유닛은, 윤활제를 저장기로부터 하우징에 배치된 윤활제 배출부로 이송하도록 설계되고, 이 경우 펌프 유닛은 전술한 바와 같이 피스톤 펌프 장치로서 형성된다.
다른 장점들 및 바람직한 실시예들은 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 규정된다.
하기에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 상세히 설명된다. 실시예들은 예시적인 특성만을 규정하고, 출원의 보호 범위를 지정하지 않는다. 상기 보호 범위는 관련 청구항들에 의해서만 규정된다.
도 1은 본 발명에 따른 윤활제 펌프를 개략적으로 도시한 분해도.
도 2는 도 1에 도시된 피스톤 펌프 장치를 절단선 A-A을 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 피스톤 펌프 장치를 절단선 B-B를 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 하우징을 포함하는 도 1에 도시된 피스톤 펌프 장치를 절단선 C-C를 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 펌프 하우징 바닥 섹션을 개략적으로 도시한 평면도.
하기 설명에서 동일하거나 기능적으로 동일한 작용을 하는 부재들은 동일한 도면부호로 도시된다.
도 1은 하우징(102)을 포함하는 본 발명에 따른 윤활제 펌프(100)의 개략적인 분해도를 도시하고, 상기 하우징은 다수의 부분들, 특히 펌프 하우징 바닥 섹션(104), 펌프 하우징 커버 섹션(106), 저장기(108) 및 저장기 커버(110)로 구성된다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이 펌프 하우징 바닥 섹션(104) 내에 피스톤 펌프 장치(1)가 배치되고, 상기 피스톤 펌프 장치에 관해 하기에서 더 자세히 설명된다. 저장기(108)는 이송 매체, 특히 윤활제를 수용하는데 이용되고, 저장기 커버(110)의 상부면에 형성된 유입구(112)를 통해 이송 매체/윤활제로 충전된다. 이 경우 유입구(112)는 커버 부재(114)에 의해 커버되고, 커버 부재(114)는 저장기(108)의 전방면에 있는 힌지(116)에 배치된다.
또한 도 1은, 피스톤 펌프 장치(1)가 외부 하우징(2) 내에 수용되고, 피스톤 펌프 장치(1) 외에도 밸브 장치(4)가 배치되는 것을 도시한다. 이송 매체, 특히 윤활제를 저장기(108)로부터 피스톤 펌프 장치(1) 내로 제공하기 위해, 또한 이송 매체 유입관(6)이 제공되고, 상기 유입관은 저장기(108)에 연결 가능하고, 계속해서 더 자세히 설명되는 바와 같이 상기 유입관을 통해 이송 매체가 피스톤 펌프 장치(1)의 이송 챔버 내로 흡인된다.
하기에서 특히 피스톤 펌프 장치(1)가 설명되고, 이 경우 도 2 및 도 3은 피스톤 펌프 장치만을 도시하고, 도 4 및 도 5는 펌프 하우징 바닥 섹션(104) 내의 피스톤 펌프 장치(1)를 도시한다.
도 2는 라인 A-A을 따른 단면도인 한편, 도 3은 펌프 하우징 바닥 섹션(104)을 포함하지 않는 라인 B-B을 따른 단면도를 도시한다.
도 2의 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 피스톤 펌프 장치(1)는 외부 하우징(2)에 수용된 내부 하우징(3)을 포함하고, 상기 내부 하우징은 밀봉부(30)에 의해 외부 하우징(2)에 대해 밀봉된다. 내부 하우징(30) 내에 피스톤(8)이 배치되고, 상기 피스톤은 작동 피스톤(8a)과 이송 피스톤(8b)을 포함하는 이중 피스톤으로서 형성된다. 이 경우 작동 피스톤(8a)은 내부 하우징(3)의 제 1 하우징부(10)에 밀봉 접촉하는 한편, 이송 피스톤(8b)은 내부 하우징(3)의 제 2 하우징부(12)에 수용된다. 또한 작동 피스톤(8a)은 방사방향 외부 가장자리에 밀봉 부재(14)를 갖고, 상기 밀봉 부재들은 작동 피스톤(8a)을 제 1 하우징부(10)에 밀봉 접촉시키므로, 작동 피스톤(8a), 제 1 하우징부(10) 및 외부 하우징(2) 사이에 작동 매체를 위한 작동 챔버(16)가 제공된다. 또한 도 2는, 작동 챔버(16)가 피스톤(8)으로부터 우측 및 좌측으로만 연장되는 것이 아니라, 중공 피스톤 로드(20)를 포함하는 이중 피스톤(8)의 본 발명에 따른 실질적으로 포트 형태의 형상으로 인해 피스톤 로드(20)의 중공 챔버 내로도 연장되는 것을 도시한다. 이로 인해 작동 매체의 압력은 직접 이송 피스톤(8b)에 전달될 수도 있으므로, 이중 피스톤에서 압력 분포가 개선된다.
또한 이중 피스톤(8)은 본 발명에 따라 작동 피스톤의 영역에 반전부(22)를 갖고, 상기 반전부는 이중 피스톤(8)의 안정성을 높이고, 작동 피스톤 상의 작동 매체의 작용면을 확장하고, 이로써 작동 피스톤에 대한 압력 부하가 감소할 수 있다. 또한 이중 피스톤(8)은 전술한 바와 같이 실질적으로 포트 형태로, 포트 벽으로서 형성된 피스톤 로드(20), 포트 바닥으로서 형성된 이송 피스톤(8b) 및 포트 가장자리로서 형성된 작동 피스톤(8a)으로 형성된다. 이 경우 이송 피스톤(8a)의 포트 가장자리는 바람직하게 전술한 반전부(22)로 형성된다. 또한 포트 내부에도, 즉 전술한 바와 같이 중공 피스톤 로드(20) 내에 작동 매체의 작동 압력이 존재하기 때문에, 작동 매체의 압력은 직접 이송 피스톤(8b)에 작용한다. 또한 본 발명에 따른 반전부(22)는, 피스톤 펌프 장치(1)가 특히 콤팩트한 형상을 갖는 것을 가능하게 하는데, 그 이유는 반전부(22) 내에 제 2 하우징부(12)가 적어도 부분적으로 수용될 수 있기 때문이다.
반전부(22)를 포함하는 이중 피스톤(8)의 본 발명에 따른 형상으로 인해 또는 그로 인해 결과되는 중공 피스톤 로드(20)의 포트 형태로 인해 중실의 무거운 강 이중 피스톤은 생략될 수 있다. 또한 강이 이중 피스톤(8)을 위한 재료로서 사용되더라도, 피스톤 로드(20)의 중공 형상으로 인해 상당한 중량 절감이 가능하다. 동시에 예를 들어 가벼운 연질 금속 또는 플라스틱과 같은 다른 재료들을 사용할 수도 있다.
또한 도 2에서, 외부 하우징(2)과 제 1 하우징 섹션(10) 사이에 링 챔버(18)가 유지되는 것을 알 수 있고, 상기 링 챔버도 작동 챔버(16)와 함께 작용한다. 본 발명에 따른 상기 링 챔버(18)에 의해 하우징부(10)는 적어도 작동 챔버(16)의 영역에서 모든 측면으로부터 압력을 받으므로, 제 1 하우징부(10)의 안정성이 강화된다.
이러한 본 발명에 따른 형상들은, 이중 피스톤(8) 및/또는 제 1 및/또는 제 2 하우징부(10;12)를 강보다 약한 내압성을 갖는 재료로 제조하는 것을 가능하게 한다. 특히 플라스틱으로 제조가 가능하다.
외부 하우징(2)을 강화 플라스틱, 특히 유리 섬유 강화 플라스틱으로 형성하는 것이 특히 바람직한 한편, 제 1 및/또는 제 1 하우징부(10;12)는 비강화 플라스틱, 예컨대 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리프로필렌 또는 유사한 플라스틱으로 제조될 수 있다. 이러한 플라스틱은, 그것으로 제조된 벽이 매우 매끄럽고, 따라서 작동 피스톤의 밀봉부(14) 및 이송 피스톤(8b) 상의 밀봉부(44)를 위해 최적으로 형성될 수 있는 한편, 유리 섬유 강화 외부 하우징(2)은 매끄러운 벽을 갖지 않지만, 그대신 특히 큰 압력을 견딜 수 있는 장점을 갖는다. 제 1 하우징부(10)의 비강화 플라스틱의 부족한 안정성은 본 발명에 따른 링 챔버(18)에 의해 보상될 수 있다. 제 2 하우징부(12)는 그와 달리 안정화 슬리브(32)로 둘러싸일 수 있다. 이러한 안정화 슬리브(32)는 예를 들어 얇은 금속 또는 박판으로 제조될 수 있지만, 외부 하우징(2)을 위해 플라스틱, 특히 유리 섬유 강화 플라스틱을 사용하는 것도 가능하다. 일반적으로 제 1 및 제 2 하우징부는 동일한 재료로 제조되는데, 그 이유는 내부 하우징은 서로 결합하는 부품으로서 형성되기 때문이다. 그러나 제 1 및 제 2 하우징부를 별도의 부품으로 형성하는 것이 제안될 수 있다.
또한 도 2는, 작동 챔버(16)로부터 떨어져 있는 작동 피스톤(8a)의 측면에 에어 챔버 또는 스프링 챔버(24)가 유지되고, 상기 챔버 내에 복귀 스프링(26)이 배치되는 것을 도시한다. 스프링 챔버(24)는 주변에 대해 환기되므로, 스프링 챔버(24) 내부 및 주변에 실질적으로 균일한 압력이 존재한다. 이로 인해 스프링 챔버(24) 내에서 피스톤(8)의 이송시 작동 챔버(16) 내의 작동 매체의 압력을 저지하는 배압이 형성될 수 없다. 환기 장치의 배치에 관해 도 3을 참고로 하기에 계속해서 설명된다. 복귀 스프링(26)은, 피스톤(8)이 하사점으로부터 다시 상사점 복귀될 수 있는 것을 가능하게 한다.
작동 매체를 링 챔버(18) 내로 및 계속해서 작동 챔버(16) 내로 도입하기 위해, 피스톤 펌프 장치(1)는 또한 작동 매체 통로(28)를 포함한다. 작동 매체 통로(28)는 내부 하우징(3) 내에 형성되고, 외부 하우징(2)과 제 1 하우징부(10) 사이에 형성된 링 챔버(18) 내로 통한다.
도 2에 더 도시된 바와 같이, 이송 피스톤(8b)은 상사점에 있고, 이송 피스톤(8b)과 제 2 하우징부(12) 사이에 이송 챔버(34)가 형성되고, 상기 챔버 내로 이송 매체, 특히 윤활제가 저장기(108)로부터 공급될 수 있다. 이를 위해 이송 매체는 이송 매체 유입관(6) 및 밸브 장치(4)를 통해 이송 매체 유입부(36)에 공급되고, 거기에서부터 이송 챔버(34) 내로 공급된다. 밸브 장치(4)는 이를 위해 바람직하게 체크 밸브(38)를 포함하고, 상기 체크 밸브는 특히 도 3의 단면도에 도시된다.
또한 도 3의 단면도는 스프링 챔버(24)의 환기 장치(40)를 위한 가능한 배치를 도시하고, 상기 환기 장치는 도시된 예에서 작동 매체 통로(28) 바로 근처에 형성된다. 또한 도 3에 이송 매체 배출부(42)가 도시되고, 상기 배출부에 관해 하기에서 더 자세히 설명된다.
도 2로 돌아가서, 도 2는 또한 이송 피스톤(8b)이 밀봉부(44)에 의해 제 2 하우징부(12)에 밀봉 접촉하는 것을 도시한다. 이로 인해 피스톤(8)이 하사점으로부터 도 2에 도시된 상사점으로 이동시 이송 챔버(34) 내에 진공이 형성되고, 상기 진공은 이송 매체 유입관(6) 내에 배치된 체크 밸브(38)와 함께 작용하므로, 체크 밸브(38)는 개방되고, 이송 매체 유입부(36)는 이송 매체 유입관(6) 및 저장기(108)에 유체에 의해 연결되고, 따라서 저장기(108)로부터 이송 챔버(34) 내로 이송 매체의 유입이 가능하다.
그와 달리 피스톤(8)이 상사점으로부터 하사점의 방향으로 이동되면, 체크 밸브(38)는 폐쇄되므로, 이송 매체는 저장기(108) 내로 역류될 수 없다. 이송 챔버(34)로부터 이송 매체의 배출을 위해 이송 매체 배출부(42)에 다른 밸브 장치(46)가 제공되고, 상기 밸브 장치는 바람직하게 이송 챔버(34) 내의 이송 매체의 압력에 따라서 개방되고, 이송 매체 배출부(42)를 개방하고, 이송 챔버(34)로부터 이송 매체를 배출할 수 있는 것을 가능하게 한다. 또한 밸브 장치(46)에 압력 스위치(48)가 배치될 수 있고, 상기 압력 스위치는 이송 챔버(34) 내의 압력을 모니터링 한다.
피스톤 펌프 장치(1) 내로 또는 피스톤 펌프 장치(1)로부터 윤활제의 유입과 배출은 특히 도 4 및 도 5와 관련해서 명백해진다. 도 4는 라인 C-C를 따른 도 1의 피스톤 펌프 장치(1)의 단면도를 도시하는 한편, 도 5는 피스톤 펌프 장치(1)를 포함하지 않는 펌프 하우징 바닥 섹션(104)의 평면도를 도시한다.
도 4에 도시된 바와같이, 이송 매체 유입관(6)은 유체에 의해 이송 매체 유입부(36)에 연결된다. 상기 도면에 이송 매체(34) 내부가 진공일 때에만 개방되는 체크 밸브(38)는 도시되지 않는다. 이송 매체 유입부(36) 외에 이송 매체 배출부(42)가 도시되고, 상기 배출부는 상기 이송 챔버(34)를 밸브 장치(46)에 연결한다. 밸브 장치(46)는, 이송 챔버(34) 내의 특정한 압력부터 이송 매체를 이송 매체 배출부(42)로부터 배출할 수 있도록 조절된다. 압력은 압력 스위치(48)에 의해 모니터링된다. 미리 설정된 압력에 도달되면, 밸브 장치(46)는 개방되므로, 윤활제는 펌프 하우징 바닥 섹션(104)의 부분인 이송 매체 채널(50) 내로 유입될 수 있다. 이송 매체 채널(50)은 다시 하우징측 이송 매체 배출부(52) 내로 통하고, 상기 이송 매체 배출부는 예를 들어 소비장치를 향한 유입 라인에 연결 가능하다.
또한 도 4는, 구조로 인해 이송 매체 채널(50)이 스토퍼(54)에 의해 폐쇄된 제 2 개구를 포함하는 것을 도시한다. 상기 스토퍼(54)는 고정 수단(56)에 의해 위치 고정된다. 동시에 고정 수단(56)은 피스톤 펌프 장치(1)를 펌프 하우징 바닥 섹션(104) 내에 고정하는데 이용된다.
본 발명에 따른 피스톤 펌프 장치(1)의 다른 양상은 도 5에 도시된다. 도 5는 피스톤 펌프 장치(1)를 포함하지 않는 펌프 하우징 바닥 섹션(104)의 평면도를 도시한다. 또한 압력 스위치(48)가 도시된다. 또한 도 5에서, 이송 매체 채널(50)은 하우징측의 하나의 이송 매체 배출부(52)를 향해서만 분기되는 것이 아니라, 이송 매체가 채널 시스템(60)을 통해 다른 2개의 배출부(62, 64)에 펌프 하우징 바닥 섹션(104)의 측면으로 또는 후면으로 분배될 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5의 평면도에서, 고정 수단(56)은 피스톤 펌프 장치(1)를 펌프 하우징 바닥 섹션(104) 내에 고정하는 데에만 적합한 것이 아니라, 동시에 충전 레벨 센서(68)를 수직 위치에 고정하도록 설계된 지지 부재(66)를 고정하는 것을 알 수 있다. 이를 위해 지지 부재(66)는 제 1 수직 에지(70)와 제 1 수직 에지(70)에 대해 실질적으로 수직으로 배치된 제 2 수직 에지(72)를 포함하고, 상기 에지들은 충전 레벨 센서(68)를 위한 지지 부재로서 이용된다.
종합하면 도면에 도시된 피스톤의 형상은 피스톤 펌프 장치의 특히 콤팩트한 형상을 가능하게 한다. 또한, 높은 압력 요구 조건을 충족하기 위해, 피스톤은 본 발명에 따라 포트형으로 형성될 수 있고, 포트 가장자리에 반전부를 갖고, 상기 반전부는 한편으로는 피스톤에 높은 안정성을 제공하고, 다른 한편으로 제 2 하우징부를 적어도 부분적으로 수용할 수 있으므로, 피스톤 펌프 장치를 특히 콤팩트하게 형성하는 것이 가능하다. 또한 피스톤 로드의 내부까지 연장되는 작동 챔버는 피스톤의 큰 효율과 추가 안정화를 가능하게 한다. 또한 내부 하우징의 형상 및 외부 하우징 내에 내부 하우징, 특히 제 1 하우징부의 선택적인 배치도 가능하고, 이 경우 외부 하우징과 제 1 하우징부 사이에 링 챔버가 유지되고, 피스톤 펌프 장치 또는 제 1 및/또는 제 2 하우징부 및/또는 이중 피스톤은 플라스틱으로 제조 가능하다. 이로 인해 피스톤 펌프 장치는 전체적으로 더 가볍게 형성되고, 더 저렴하게 제조될 수 있다. 또한 외부 하우징을 위해 강화 플라스틱의 사용이 바람직한 한편, 내부 하우징은 비강화 플라스틱으로 이루어진다. 또한 외부 하우징과 제 1 하우징부 사이에 형성된 본 발명에 따른 링 챔버는 제 1 하우징부의 플라스틱을 안정화하므로, 고압 펌프로서 사용도 가능하다. 제 2 하우징부 및 이송 피스톤을 위한 가이드를 안정화하기 위해, 또한 제 2 하우징부는 슬리브 내에 수용될 수 있다. 이러한 모든 구조적 특징들은 선행기술에 공개된 피스톤 펌프보다 더 콤팩트하고 가변운 피스톤 펌프 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.
1 피스톤 펌프 장치
2 외부 하우징
3 내부 하우징
4 밸브 장치
6 이송 매체 유입관
8 이중 피스톤
8a 작동 피스톤
8b 이송 피스톤
10 제 1 하우징 섹션
12 제 2 하우징 섹션
14 밀봉부
16 작동 챔버
18 링 챔버
20 피스톤 로드
22 피스톤의 반전부
24 에어 챔버/스프링 챔버
26 복귀 스프링
28 작동 매체 통로
30 밀봉부
32 안정화 슬리브
34 이송 챔버
36 이송 매체 유입부
38 체크 밸브
40 환기 장치
42 이송 매체 배출부
44 밀봉부
46 밸브 장치
48 압력 스위치
50 이송 매체 채널
52 하우징측 이송 매체 배출부
54 스토퍼
56 고정 수단
60 윤활제 수직 채널
62, 64 하우징측 윤활제 배출부
66 지지 부재
68 충전 레벨 센서
70, 72 스토퍼면
100 윤활제 펌프
102 하우징
104 펌프 하우징 바닥 섹션
106 펌프 하우징 커버 섹션
108 저장기
110 저장기 커버
112 윤활제 유입구
114 커버
116 힌지

Claims (14)

  1. 윤활제 펌프용 피스톤 펌프 장치(1)로서, 피스톤 로드(20)를 통해 서로 연결된 작동 피스톤(8a)과 이송 피스톤(8b)를 가진 이중 피스톤(8)을 포함하고, 상기 작동 피스톤(8a)은 제 1 하우징부(10) 내에 밀봉 배치되고, 상기 이송 피스톤(8b)은 제 2 하우징부(12) 내에 밀봉 배치되므로, 상기 작동 피스톤(8a)과 상기 제 1 하우징부(10)는 작동 매체를 위한 작동 챔버(16)를 형성하고, 상기 이송 피스톤(8b)과 상기 제 2 하우징부(12)는 이송 매체를 위한 이송 챔버(34)를 형성하는 피스톤 펌프 장치(1)에 있어서,
    상기 작동 피스톤(8a)은 포켓 형태의 반전부(22)를 포함하고, 상기 반전부는, 제 2 하우징부(12)가 작동 피스톤(8a)으로 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있도록 형성되며,
    상기 이중 피스톤(8)은 포트 형태로 형성되고, 포트 바닥은 상기 이송 피스톤(8b)으로서 형성되고 포트 가장자리(8a)는 상기 작동 피스톤(8a)으로서 형성되고 포트 벽은 상기 피스톤 로드(20)로서 형성되어 피스톤 로드(20)가 중공 형상을 가지며, 상기 작동 챔버(16)는 피스톤 로드(20)의 중공 영역 속으로 연장되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 하우징부(12)는 상기 이송 피스톤(8b)의 하사점에서 상기 작동 피스톤(8a)의 포켓 형태의 상기 반전부(22)에 수용되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 외부 하우징(2)이 추가로 제공되고, 상기 외부 하우징은 상기 제 1 및 제 2 하우징부(10; 12)를 둘러싸므로, 상기 제 1 및 제 2 하우징부(10; 12)는 내부 하우징(3)을 형성하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 하우징부(10)와 상기 외부 하우징(2) 사이에 링 챔버(18)가 제공되고, 상기 링 챔버는 상기 작동 챔버(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 외부 하우징(2)은 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 작동 챔버(16)로부터 떨어져 있는 측면에 작동 매체 통로(28)가 배치되고, 상기 작동 매체 통로는 상기 링 챔버(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 작동 챔버(16)로부터 떨어져 있는 상기 작동 피스톤(8a)의 측면에 상기 작동 피스톤(8a), 상기 제 1 하우징부(10), 상기 제 2 하우징부(12) 및 상기 피스톤 로드(20)에 의해 제한된 에어 챔버(24)가 형성되고, 상기 에어 챔버는 대기압에 상응하는 공기 압력을 갖고, 상기 에어 챔버(24)와 주변 사이에 환기 장치(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 에어 챔버(24) 내에 복귀 스프링(26)이 제공되고, 상기 복귀 스프링의 스프링력은 상기 작동 피스톤(8a)에 대한 상기 작동 매체의 힘 작용에 반대되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 챔버(34)는 이송 매체 저장기(108)에 연결 가능한 적어도 하나의 이송 매체 유입부(36) 및 이송 매체 소비장치에 연결 가능한 적어도 하나의 이송 매체 배출부(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 밸브 장치(4; 38; 46)가 추가로 제공되고, 상기 밸브 장치에 의해 상기 이송 매체 유입부(36) 또는 상기 이송 매체 배출부(42)의 개방 또는 폐쇄가 조절 가능한 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 이중 피스톤(8) 또는 상기 제 1 또는 제 2 하우징부(10; 12)는 비강화 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 제 2 하우징부(12)는 외부에서 안정화 부재(32)로 둘러싸이고, 상기 안정화 부재(32)는 금속 또는 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프 장치.
  14. 윤활제용 저장기(108) 및 펌프 유닛(1)을 둘러싸는 펌프 하우징 섹션(104, 106)을 가진 하우징(102)을 포함하는 윤활제 펌프(100)로서, 상기 펌프 유닛(1)은 상기 저장기(108)로부터 상기 하우징(102)에 배치된 윤활제 배출부(52, 62, 64)로 윤활제를 이송하도록 설계된 윤활제 펌프(100)에 있어서,
    펌프 유닛은 제 1 항에 따른 피스톤 펌프 장치(1)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 윤활제 펌프.
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