KR102386072B1

KR102386072B1 - 스크류 스핀들 펌프

Info

Publication number: KR102386072B1
Application number: KR1020200152255A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 메츠; 플로리안 팝; 크리스틴 리섹
Original assignee: 라이스트리츠 펌펜 게엠베하
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2022-04-13
Also published as: DE102019132653A1; KR20210069562A; US11371501B2; US20210164466A1; JP2021088988A; JP7019786B2; PL3832137T3; CN112983808A; CN112983808B; EP3832137A1; EP3832137B1

Abstract

자동차의 배터리 및/또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액 또는 자동차의 세정액 또는 공급액을 전달하도록 설계된 스크류 스핀들 펌프(screw spindle pump)로서, 구동 조립체에 있거나 또는 결합되는 작동 스핀들(5)과, 상기 구동 조립체와 맞물리는 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)을 수용하는 하우징(2); 및 상기 하우징에 의해 그리고 상기 작동 스핀들(5)과 상기 러닝 스핀들(6)이 축방향으로 지지되는 페더 키형 지지 요소(feather key-like support element)(16)를 포함하고, 상기 하우징(2) 내에는 적어도 하나의 개구(15)가 제공되고, 상기 개구를 통해 상기 지지 요소(16)를 삽입가능하고, 조립 위치에서 상기 지지 요소(16)는 일단부가 상기 개구(15) 내에 수용되고, 타단부가 상기 개구(15)에 직경방향으로 대향되게 위치된 수용부(15) 내에 수용되고, 상기 지지 요소(16)는 외부에서 상기 개구(15)를 폐쇄하는 적어도 하나의 고정 요소를 통해 고정되는, 스크류 스핀들 펌프.

Description

스크류 스핀들 펌프{SCREW SPINDLE PUMP}

본 발명은 스크류 스핀들 펌프에 관한 것이다.

부분적이거나 완전한 전기 드라이브를 갖는 현대의 자동차의 경우, 관련 전력 전자장치뿐만 아니라 그에 상응하는 대규모의 배터리로 사용되는데, 이는 그 구성요소가 작동 중에 많은 양의 열을 발생시키기 때문에 효과적인 냉각을 필요로 한다. 이를 위해, 배터리 또는 전력 전자장치를 냉각하기 위한 냉각액을 전달하기 위해 원심 펌프가 이용된다. 한편, 이러한 원심 펌프는 약 40%의 상대적으로 낮은 전체 효율을 갖는 단점이 있는데, 이는 이러한 원심 펌프가 용량이 너무 낮은 전류를 너무 많이 유도하기 때문에 이러한 부분적이거나 완전하게 전기적으로 구동되는 자동차에서 비교적 장기간 사용하기에는 너무 낮다는 것이다. 더욱이, 평균 직경이 70 mm인 이러한 원심 펌프는 상대적으로 대규모이고 복잡한 구조를 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 현대의 자동차에서 사용하기에 특히 적합하고 비교적으로 개선된 펌프를 명시하는 문제점에 기초한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 특히 자동차의 내연기관 또는 전기기계의 배터리 및/또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액, 또는 자동차의 세정액 또는 공급액을 전달하도록 설계된 스크류 스핀들 펌프의 발명에 따라 제공되며, 구동 조립체에 있거나 또는 결합되는 작동 스핀들과, 상기 구동 조립체와 맞물리는 적어도 하나의 러닝 스핀들을 수용하는 하우징; 및 상기 하우징에 의해 그리고 상기 작동 스핀들과 상기 러닝 스핀들이 축방향으로 지지되는 페더 키형 지지 요소(feather key-like support element)를 포함하고, 상기 하우징 내에는 적어도 하나의 개구가 제공되고, 상기 개구를 통해 상기 지지 요소를 삽입가능하고, 조립 위치에서 상기 지지 요소는 일단부가 상기 개구 내에 수용되고, 타단부가 상기 개구에 직경방향으로 대향되게 위치된 수용부 내에 수용되고, 상기 지지 요소는 외부에서 상기 개구를 폐쇄하는 적어도 하나의 고정 요소를 통해 고정된다.

본 발명은 배터리 및/또는 전력 전자장치를 냉각하기 위한 냉각액 또는 자동차의 일부 다른 세정액 또는 공급액을 전달하기 위해 특별히 설계되고 치수화된, 즉 예를 들어 냉각액으로서 물-글리콜 혼합물의 전달을 위해 특별히 설계된 스크류 스핀들 펌프를 제안한다. 이러한 스크류 스핀들 펌프는, 단순한 구조와 매우 작은 포멧으로 구성될 수 있는 가능성 외에도, 특히 약 70%의 높은 전체 효율로 구별되므로, 알려진 원심 펌프보다 훨씬 더 효율적으로 작동하여 상기 스크류 스핀들 펌프를 구동하는 배터리를 통해 자동차의 전체적인 에너지 밸런스에 더욱 유리하다. 스크류 스핀들 펌프가 원심 펌프보다 높은 효율과 동시에 상당히 높은 스루풋을 갖는 매우 작은 포멧으로 치수화될 수 있다는 점과, 이러한 스크류 스핀들 펌프가 수천 rpm의 매우 높은 회전 속도에서 작동될 수도 있다는 점이, 특히 현대의 자동차에 적합하고, 여기서 원심 펌프는 그 중에서도 그 구조적 크기 또는 구조적 길이로 인해 부적합한 것으로 입증되어 있다.

이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프는 한편으로는 매우 작은 형태로, 또 한편으로는 단순한 구조로 설계될 가능성으로 구별된다. 상기 스크류 스핀들 펌프에는 적어도 2개의 스핀들을 수용하는 하우징을 가지며, 상기 스핀들은 페더 키형 지지 요소를 통해 축장향으로 고정 도는 지지되는데, 이는 스핀들 측에서 스핀들의 축방향 지지 또는 장착을 위해 특별한 예방 조치를 취할 필요가 없다는 것을 의미한다. 상기 페더 키형 지지 요소는 하우징에 제공되는 개구를 통해 외부에서 하우징 내로 푸시됨으로써 매우 단순한 방법으로 하우징에 장착된다. 조립 위치에서, 상기 지지 요소는 개구에 직경방향으로 대향되게 위치된 대응하는 수용부 내에서 전방 단부와 수용되고, 상기 개구 내에 다른 후방 단부가 수용되고, 상기 개구를 통해 상기 지지 요소는 축방향으로 지지되며, 그 결과 상기 지지 요소는 스핀들에 대한 지지 기능을 수행할 수 있다. 조립 위치에서 상기 지지 요소의 단순한 고정은 하우징에 제공되고 개구를 폐쇄하는 고정 요소에 의해 구현된다.

상기 개구 또는 상기 지지 요소는 원통형 하우징부에 편리하게 제공되며, 이로 인해 대응하는 원통형 과결합부(cylindrical over-engagement portion)를 갖는 상기 고정 요소의 장착이 특히 단순한 방식으로 구성된다.

이에 따라, 전적으로, 본 발명은 매우 작은 치수를 가질 수 있고, 매유 양호한 작동 매끄러움을 나타내고, 그 결과 매우 조용하게 작동하며, 수천 rpm의 극도로 높은 회전 속도에서 작동될 수 있는 단순하게 구성된 스크류 스핀들 펌프를 제안한다. 상기 스크류 스핀들 펌프는 높은 회전 속도 범위에 걸쳐 최대 대략 70%의 높은 전체 효율을 거의 일정하게 가지고 있으며, 회전 속도에 대해 평탄한 효율 곡선으로 구별된다. 따라서, 이러한 스크류 스핀들 펌프는, 특히 현대의 자동차, 부분적이거나 완전한 전기 드라이브를 갖는 자동차, 또는 종래의 내연기관, 또는 대체 구동 개념을 갖는 자동차에 유리하게 사용될 수 있는데, 그 이유는 상기 스크류 스핀들 펌프가 매우 작은 포멧을 갖지만, 그와 동시에 매우 높은 전체적인 효율, 및 그에 따라 낮은 전류 소비를 갖도록 설계될 수 있으므로, 작은 설치 공간을 갖는 복잡한 시스템 내에 통합될 수도 있다.

기술한 바와 같이, 우선, 페더 키형 지지 요소의 개구를 통해 푸시되는 전방 단부는 대응하는 반대편의 수용부 내에 고정된다. 상기 수용부는 페더 키 단부가 결합하는 단순한 함몰부일 수 있다. 그러나, 서로 직경방향으로 대향되게 위치된 2개의 개구가 제공되는 것이 고려가능하며, 상기 지지 요소는 그 2개의 단부가 개구 내에 수용되고, 외부에서 2개의 개구를 폐쇄하는 고정 요소를 통해 고정된다. 따라서, 서로 직경방향으로 대향되게 위치된 2개의 개구를 형성함으로써 대칭적인 구성이 제공되며, 이는 제조 관점에서 특히 간단하다. 상기 페더 키형 지지 요소는 조립 동안 양단부에서 매우 쉽게 푸시될 수 있으며, 그 후에도 2개의 개구부에 대하여 지지 요소를 고정하는 고정 요소만이 배치하면 된다.

가능한 한 단순한 구성의 경우, 상기 하우징은 하나 또는 2개의 개구가 제공되는 외부 원통형 부분을 가지고 있으며, 상기 외부 원통형 부분 상에 상기 고정 요소가 배치되거나 또는 배치될 수 있다. 상기 하우징과 고정 요소에 관한 한 원통형 형상은 제조 동안에 단순한 방식으로 형성될 수 있으며, 또한 상기 원통형 부분 상에에 상기 고정 요소를 부착하는 것도 매우 단순한데, 그 이유는 그 공정에서 대응하는 개구 상에 푸시되기만 하면 되고, 그 다음 대응하는 개구 위에 자동으로 결합하기 때문이다.

본 발명의 특히 유리한 개선은 하우징이 2-부품 형태를 가지며, 상기 작동 스핀들과 하나 이상의 러닝 스핀들이 수용되는 제1 하우징부와, 상기 제1 하우징부 상에 탈착가능하게 배치되거나 배치될 수 있으며 냉각 매체 공급 라인을 위한 연결부를 갖는 제2 하우징부를 갖는 것을 제공한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프의 하우징은 제1 하우징부와 제2 하우징부를 갖는 2개 부분을 가지며, 상기 제1 하우징부는 스핀들 및 또한 지지 요소가 제공되는 실제의 중앙 하우징부이다. 대조적으로, 상기 제1 하우징부 상에 탈착가능하게 배치되거나 배치될 수 있는 상기 제2 하우징부는 냉각 매체 공급 라인을 위한 연결부를 갖는다. 이러한 실시예에서는 우선 중앙의 제1 하우징부가 어느 정도 표준화된 방식으로 설계될 수 있게 하는데, 그 이유는 모든 펌프에 대해 동일하기 때문이다. 대조적으로, 특히 냉각 매체 공급 라인의 연결부의 치수나 유형, 형상, 크기 및 방향에 관한 한, 제2 하우징부가 사용자-개인 방식으로 설계될 수 있다. 상기 제2 하우징부가 모든 유형에 대해 표준화되고 동일한 방식으로 설계된다 하더라도, 이러한 2-부품 실시예는 특히 제조 측면에서 편리한데, 그 이유는 2개의 하우징부가 대응하게 단순한 방식으로 설계될 수 있고, 모든 관련 구성요소를 수용하거나 갖는 전체적인 하우징을 얻기 위해 서로 연결되어야 하기 때문이다.

여기서, 본 발명의 이러한 변형례에 대한 특히 유리한 개선은 상기 제2 하우징부가 동시에 상기 고정 요소라는 것을 제공한다. 이는 상기 제2 하우징부가 한편으로 냉각 매체 공급 라인을 위한 연결부를 제공하고, 그 결과 흡입-측 연결을 형성하는 듀얼 기능을 갖지만, 다른 한편으로 페더 키형 지지 요소에 대한 고정 기능을 제공한다는 것을 의미한다. 이를 위해, 상기 제2 하우징부는 대응하는 고정부를 가지며, 상기 제2 하우징부에 의해 페더 키 단부가 수용되는 하나 또는 2개의 개구의 부분 위에서 공정에서 결합하는 방식으로 상기 제1 하우징부 상에 푸시된다. 그 조립은 단순하게 고려될 수 있는데, 그 이유는 페더 키의 배치 후에, 제2 하우징부가 푸시되고 대응하게 고정되기만 하면 되고, 그 후에 조립이 최종적으로 완성된다.

상기 제2 하우징부가 동시에 고정 요소인 구성에 대한 대안으로서, 상기 하우징에 부착된 칼라 링의 고정 요소로서 사용할 수 있고, 상기 하우징에 탈착가능하게 배치되거나 배치될 수 있는 별도의 연결 피스 구성요소를 제공하는 것이 고려가능하다. 상기 칼라 링(예컨대, 스크류 링)은 하우징 상의 대응하는 보유부 상에 위치되어, 예컨대 나사 결합으로 고정되어, 이러한 방식으로 페더 키의 대응하는 고정이 제공될 수 있다. 추가적으로, 이러한 구성에서, 그 다음 연결 피스 구성요소가 하우징에 고정되어야 하며, 예를 들어 나사 연결에 의해 구현될 수 있다. 반면, 여기서 상기 스크류 스핀들은 3가지 구성요소, 즉 하우징, 별도의 고정 요소 및 별도의 연결 피스 구성요소를 가지고 있는데, 상술한 발명의 제1 대안으로서, 상기 제2 하우징부는 원래대로 다기능적이며, 연결 피스를 제공할 뿐만 아니라 고정 장치로서 역할도 하는데, 이는 특히 적은 개수의 부품으로 구별된다.

그러나, 양자의 변형례에서, 2개의 하우징부 또는 하우징과 칼라 링을 서로 탈착가능하게 고정하는 것이 필요하다. 적어도 하나의 고정 요소는 이러한 목적을 위해 편리하게 이용되며, 이러한 고정 요소에서 대응하는 요소를 서로 충분히 견고하게 연결하는 한, 즉 서로에 대해 특히 축방향으로 보유하거나 고정하는 한 그 특성에서 변할 수 있다. 또한, 2개의 하우징부 또는 칼라 링의 구성요소 중 2개 또는 모두에 대한 나사 연결이 구현될 수도 있는데, 그 목적을 위해 대응하는 나사산 부분이 구성요소 상에 제공된다.

본 발명의 일 개선에서, 이러한 고정 요소는 하우징부 양자 또는 하우징과 칼라 링 내의 리세스 및/또는 그루브 내에 결합하는 클램프 또는 클립일 수 있다. 따라서, 클램프 또는 클립을 이용하여 매우 단숨한 기계적 고정이 이루어지는데, 그 이유는 상기 클램프 또는 클립은 대응하는 리세스/그루브 내에 단지 삽입되기만 하고, 그를 통해 부품들이 서로 자동으로 고정되기 때문이다.

상기 클램프 또는 클립의 단순한 고정 또는 배치를 위해, 상기 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링 내에는 상기 제1 하우징부 또는 상기 하우징 내의 하나 이상의 제2 그루브형 리세스와 관련된 하나 이상의 슬롯형 제1 리세스를 제공하며, 상기 조립 위치에서, 상기 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링 상에 고정되는 상기 클램프 또는 클립이 하나 이상의 제1 슬롯형 리세스를 통해 결합하고, 하나 이상의 그루브형 제2 리세스 내로 결합하는 것이 고려가능하다. 여기서, 서로 직경방향으로 대향되게 위치된 2개의 제1 및 제2 리세스가 바람직하게 제공되어, 서로 대향되게 위치된 2가지 위치에서 안전하고 대칭적인 방식으로 고정이 가능하다.

조립 동안, U-자형 구성요소인 상기 클램프 또는 클립이 측부로부터 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링 상으로 어느 정도 푸시되게 하고, 그에 따라 기다란 슬롯형 리세스 내에 푸시되게만 하는 것이 필요하고, 여기서 단부 위치에 도달하면, 상기 클램프 또는 클립, 혹은 그 아암은 슬롯형 리세스를 통해 자동으로 결합하고, 그 아래에 위치된 제2 그루브형 리세스 내로 결합 또는 스냅 결합한다. 따라서, 상기 클램프 또는 클립은 상기 제1 및 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링 및 상기 하우징에 고정되고, 그 결과 안정적인 축방향 고정이 제공된다. 상기 제1 하우징부 또는 상기 하우징 내의 그루브형 리세스는 대응하는 그루브 림브(groove limbs), 및 또는 폴드 타입의 리세스를 통해 양측부 상에서 경계를 이루는 리세스인 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일 개선에서, 상기 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링을 지탱하는 지지 링이 제공되고, 이를 통해 상기 제2 하우징부 또는 칼라 링은 상기 제1 하우징부 또는 상기 하우징에 대해 반경방향으로 지지된다. 상기 지지 링은 예를 들어 원추형 받침면을 가지며, 이에 의해 상기 제1 하우징부 또는 상기 하우징 상의 원추형 지지면에 대해 지지된다.

또한, 상기 제1 및 제2 하우징부들 또는 상기 칼라 링과 상기 하우징 사이에 밀봉을 제공하는 적어도 하나의 밀봉 요소, 예컨대 고무 또는 일부 다른 엘라스토머 등으로 구성된 단순한 밀봉 링이 편리하게 제공된다. 상기 하우징에 대한 상기 2-부품 하우징 또는 상기 칼라 링의 액밀성 밀봉은 상기 밀봉 요소를 통해 구현되며, 그 결과 이러한 영역에서의 임의의 유체 누설이 배제된다.

이 경우, 상기 제2 하우징부 또는 상기 칼라 링의 내주부, 및/또는 상기 제1 하우징부 또는 상기 하우징의 외주부는, 밀봉 링의 형태인 상기 밀봉 요소가 수용되는 포위형 그루브 또는 칼라가 편리하게 제공된다. 상기 그루브 또는 상기 칼라 및 상기 밀봉 링은 물론 안전하고 액밀성 받침 또는 밀봉이 보장되는 방식으로 치수설정된다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프는 기본적으로 매우 작은 포멧로 설계되고, 이에 따라 축방향으로 볼 때 매우 짧고 반경방향으로 매우 가늘게 구성될 가능성을 제공한다. 보다 구체적인 개선에서, 이러한 목적을 위해 서로 맞물리는 구동 스핀들 및 적어도 하나의 러닝 스핀들의 부분들이 최대 4 cm, 특히 최대 3 cm 및 적어도 1 cm, 특히 적어도 2 cm의 길이를 갖도록 제공될 수 있다. 이는 스핀들 길이가 불과 몇 cm의 영역에 있다는 것을 의미하며, 그 결과 2-부품 하우징, 1-부품 하우징, 궁극적으로 이것이 구체적으로 어떻게 형성되었는지에 관계없이 연결 피스 구성을 포함하는 하우징의 전체적인 길이가 몇 cm의 영역에 마찬가지로 있다는 것을 의미한다. 상기 연결 피스 부분 자체는 실제의 스핀들 하우징 영역으로부터 몇 cm만 돌출하므로, 그 길이는 스핀들 길이의 영역에 있다. 이는 이러한 스크류 스핀들 펌프가 최대 8 cm의 전체적인 길이를 갖지만, 4 cm 미만의 스핀들에 대해 이보다 상당히 낮다.

상기 스핀들이 또한 가능한 한 반경방향으로 콤팩트하기 위해서는, 서로 맞물리는 상기 작동 스핀들 및 상기 적어도 하나의 러닝 스핀들의 부분들이 최대 1 cm 및 적어도 0.5 cm의 외경을 갖는 것이 편리하다. 이는 본 발명에 따르면, 극도로 가느다란 스핀들이 사용된다는 의미이고, 물론 상기 하우징의 외경에도 유리한 효괄르 갖는다.

기술된 바와 같이, 상기 하우징은 구체적으로 어떻게 설계하는지에 관계없이 구동 조립체, 통상적으로 매우 콤팩트한 전기 모터에 결합되어야 한다. 이를 위해, 상기 구동 스핀들의 구동측 단부 상에는, 상기 구동 조립체에 결합되거나 결합될 수 있는 결합 요소가 회전 공동 방식(rotationally conjoint manner)으로 연결되는 연결 지오메트리가 편리하게 제공된다. 이러한 기계적 결합은 예를 들어 DE 10 1015 101 443 A1에 공지되어 있으며, 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프와 함께 제공될 수도 있다. 상기 결합 요소는 상기 구동 스핀들이 일측부에 연결될 수 있는 표준화된 인터페이스를 제공하고, 상기 구동 조립체의 구동 샤프트는 상기 펌프의 하우징이 상기 구동 조립체의 하우징에 연결, 통상적으로 나사 결합될 때 타측부에 연결될 수 있다.

본 발명의 유리한 개선은 상기 하우징, 즉 2-부품 구성의 경우에 상기 제1 및 제2 하우징부, 또는 상기 하우징과 상기 칼라 링 등, 및 마찬가지로 하나가 별도로 제공된다면 연결 피스를 플라스틱으로 제조하는 것을 제공한다. 이는 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프의 전체 하우징이 플라스틱으로 구성되므로, 매우 가벼우며 적절한 플라스틱 사출성형 공정으로 제조될 수 있음을 의미한다. 단지 상기 스핀들이 금속으로 구성되며, 이는 제공된다면 상기 클램프 또는 클립에도 대응하게 적용된다. 상기 결합 요소도 금속으로 구성될 수 있지만, 플라스틱으로 구성될 수 있다.

상기 스크류 스핀들 펌프 자체 외에도, 본 발명은 냉각액 또는 세정액 또는 공급액을 전달하기 위해 자동차 내에 스크류 스핀들 펌프, 특히 상술한 유형의 스크류 스핀들 펌프를 사용하는 것에 관한 것이다.

특히, 상기 스크류 스핀들 펌프는 자동차의 내연기관 또는 전기기계와 같은 배터리 또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액을 공급하는데 사용되며, 물-글리콜 혼합물이 냉각액으로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상술된 유형의 적어도 하나의 스크류 스핀들 펌프를 포함하는 자동차에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이러한 스크류 스핀들 펌프를 자동차에 복수로 제공될 수 있다는 것은 말할 필요도 없고, 이는 다른 조립체와 연관되어 냉각액, 세정액 또는 공급액을 전달하는 역할을 한다. 예를 들어, 제1 스크류 스핀들 펌프는 차량의 배터리(들) 또는 전력 전자장치에 냉각액을 전달하는 역할을 할 수 있는 한편, 제2 스크류 스핀들 펌프는 예를 들어 차량, 특히 부분적이거나 완전히 자율적으로 구동하는 차량 등의 카메라 또는 센서 시스템의 고압 세정을 위해 분사되는 세정액을 전달하는 역할을 한다.

본 발명의 추가적인 장점과 세부사항은 하기에 기술된 예시적인 실시예 및 도면을 참조하여 나온다.

도 1은 제1 실시예의 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프의 분해도를 도시한다.
도 2는 90°단면도를 도시하며, 도 1의 스크류 스핀들 펌프가 조립된 상태에 있는 도면이다.
도 3은 제2 실시예의 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프의 기본적인 단면도를 도시한다.

도 1은 배터리 및/또는 전력 전자장치를 냉각하기 위한 냉각액 또는 자동차의 세정액 또는 공급액을 전달하도록 설계된 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프(1)를 기본적인 형태로 도시한다. 상기 펌프는 서로 탈착가능하게 고정될 수 있는 제1 하우징부(3) 및 제2 하우징부(4)를 갖는 하우징(2)을 구성한다.

또한, 작동 스핀들(5) 및 러닝 스핀들(6)이 제공되어, 조립된 위치(도 2 참조)에서 서로 정합하고 맞물린다. 결합 요소(7)는 대응하는 연결 지오메트리에서 작동 스핀들(5)에 부착될 수 있으며, 상기 결합 요소를 통해 전기 모터의 형태로 구동 조립체(더 이상 상세히 도시되지 않음)에 대한 연결이 구현될 수 있다. 또한, 제2 하우징부(4)를 반경방향으로 지지하는 역할을 하는 지지 링(9)과, 액밀성 방식으로 서로에 대해 2개의 하우징부(3, 4)뿐만 아니라, 클램프 또는 클립의 형태인 부착 요소(11)를 밀봉하는 역할을 하는 밀봉 링의 형태인 밀봉 요소(10)가 제공되고, 2개의 하우징부(3, 4)를 통해 서로 고정된다.

도 2에 따른 도면은 조립 위치를 도시한다. 우선, 제1 하우징부(3)는 단부측 고정 플랜지(12)를 갖는 것으로 볼 수 있고, 이를 통해 대응하는 연결 나사가 나사 결합되는 부시(13)를 포함하는 적절한 나사 연결을 통해 구동 조립체의 하우징에 연결된다. 도 2는 제1 하우징부가 축방향으로 볼 때 고정 플랜지(12)의 영역에서 개방되어 있으며, 그 결과 2개의 스핀들(5, 6)의 단부가 노출되고, 결합 요소(7)를 통한 구동 조립체로의 결합이 쉽게 가능해지고, 또한 (화살표(S)로 도시된) 흡입측로부터 흡입된 유체가 (화살표(D)로 식별되는) 압력측을 통해 전달될 수 있다.

또한, 제1 하우징부(3)는 기다란 원통형 부분(14)을 가지고 있으며, 도시된 예에서, 2개의 개구(15)(그 중 하나만이 도면에 도시됨)가 형성되며, 상기 개구는 페더 키형 지지 요소(16)를 수용하는 역할을 한다. 상기 지지 요소(도 2 참조)는 다소 외부로부터 제1 개구(15) 내로 도입되고, 그 선단부의 경우, 반대편의 제2 개구 내로 삽입되는 한편, 타단부는 제1 개구 내에 수용된다. 상기 페더 키형 지지 요소는 2개의 스핀들(5, 6)를 축방향으로 지지하는 역할을 한다.

또한, 그루브형 수용부(17)가 제1 하우징부의 외측부 내에 제공되고, 후술되는 바와 같이, 부착 요소(11)를 수용하는 역할을 하고, 그를 통해 제2 하우징부(4)는 제1 하우징부(3)에 고정된다. 또한, 제1 하우징부(3)의 외측부 상에는, 지지 링(9)이 도 2에 도시한 바와 같이 원추형 받침면(19)으로 지탱하는 원추형 지지부(18)가 제공된다.

또한, 도 1 및 2는 제2 하우징부(4)의 대응하는 세부사항을 도시한다. 이는 서로 직경방향으로 대향되게 위치되고 제2 하우징부(4)의 종축에 대해 횡방향으로 다소 연장되는 2개의 슬롯형 리세스(20)를 갖는다. 조립 위치에서, 상기 리세스는 이러한 경우에 둘러싸는 그루브형 리세스(17)에 직접적으로 인접하게 위치되어, 한편으로 슬롯형 리세스(20) 내로 결합하고, 또한 다른 한편으로 그루브형 리세스(17) 내로 결합하고, 그 결과 축방향 고정이 제공된다.

또한, 제2 하우징부(4)의 내주부에는, 밀봉 링의 형태인 밀봉 요소(10)가 수용되는 포위형 그루브 또는 칼라(21)가 제공된다.

마지막으로, 제2 하우징부(4)의 자유 단부에는, 흡입된 유체를 공급하는 유체 공급 라인의 고정을 위한 대응하는 연결부(22)가 제공된다.

조립 동안, 우선, 이후 단계에서 가능한 경우가 아니라면, 2개의 스핀들(5, 6)이 결합 요소(7)와 함께 삽입한다. 어쨌든, 페더 키형 지지 요소(16)는 2개의 개구(15) 내로 푸시되고, 그 결과 제1 하우징부(3) 상에 지지 링(9)이 푸시된 후 밀봉 링(10)이 푸시되고, 그 후 제2 하우징부(4)가 제1 하우징부(3) 상에 푸시된다. 상기 제2 하우징부는 슬롯형 리세스(20)가 하나 또는 2개의 그루브형 리세스(17)와 반경방향으로 중첩하는 정도로 푸시되고, 그 후 클램프 또는 클립형 부착 요소(11)가 측부로부터 푸시되어 각 경우에 아암(23)이 각각의 슬롯형 리세스(20) 및 그루브형 리세스(17) 내로 결합하고, 그를 통해 양자의 하우징부가 서로에 대해 축방향으로 고정된다. 조립 위치에서, 고정 요소는 하우징(2)에 견고하게 고정된다. 이는 적어도 대응하는 힘의 소비로만 클램핑 또는 스냅핏으로부터 해제될 수 있다. 제2 하우징부(4)는 지지 링(9)에 대해 반경방향으로 지지된다. 그와 동시에, 제2 하우징부(4)는 2개의 개구(15)를 넘어 칼라(21)에 인접하게 형성되는 칼라(24)와 반경방향으로 결합하고, 그 결과 페더 키형 지지 요소(16)가 이러한 방식으로 고정된다.

이는 제2 하우징부(4)에 듀얼 기능이 할당됨을 의미한다. 한편으로, 페더 키형 지지 요소(16)를 한 위치에 고정시키는 고정 요소로서 역할을 하지만, 다른 한편으로, 대응하는 연결부(22)를 제공한다.

2개의 하우징부(3, 4)는, 지지 링과 마찬가지로, 플라스틱으로 제조되며, 밀봉 요소(10)는 플라스틱 또는 엘라스토머 링이다. 2개의 스핀들(5, 6) 및 결합 결 요소(7), 페더 키형 지지 요소(16) 및 부착 요소(11)만이 금속으로 구성된다.

그 구성이 매우 단순하여, 제조 비용에 유리한 효과를 갖는다. 또한, 이는 스크류 스핀들 펌프(1)가 매우 작은 치수를 갖는 경우인데, 그 이유는 스핀들(5, 6) 또는 그 상호결합부의 길이가 불과 몇 cm의 영역에 있고, 이는 바람직하게 최대 4 cm의 길이, 바람직하게 약간 더 짧은 길이이고, 대략 0.5-1 cm의 직경을 가지므로, 축방향과 반경방향 모두에서 매우 콤팩트한 작은 구성이 얻어진다. 제2 하우징부(4)가 제1 하우징부(3)을 넘어 그 길이의 대략 절반을 넘어 결합되고, 연결부(22)만이 계속하여 돌출하기 때문에, 축방향으로 볼 때 모든 구성 부품을 갖는 스크류 스핀들 펌프의 매우 짧은 구조적 길이가 그에 따라 얻어진다.

도 3은 본 발명에 따른 스크류 스핀들 펌프(1)의 기본적인 도면을 도시하며, 동일한 참조부호가 동일한 구성요소를 위해 사용된다. 여기서도, 하우징(2)으로 제공되지만, 1-부품 설계를 갖는다. 윤곽만이 나타내어진 작동 스핀들(5) 및 러닝 스핀들(6)이 다시 수용되고, 상기 하우징 내에서 페더 키형 지지 요소(16)를 통해 축방향으로 지지된다. 상기 페더 키형 지지 요소는 상술한 바와 동일한 방식으로 2개의 개구915) 내의 그 2개의 단부를 갖는 하우징(2)에 다시 고정된다.

지지 요소(16)의 고정을 위해, 도 1 및 2에서와 같은 제2 하우징부(4)와 동일한 방식으로 클램프형 부착 요소(11)를 통해 고정되는 칼라 링(25)이 사용된다. 이를 위해, 칼라 링(25)도 마찬가지로 2개의 슬롯형 리세스(20)를 가지며, 하우징(2)도 하나 또는 2개의 그루브형 리세스(17)를 가지며, 그 내로 클램프형 부착 요소(11)의 대응하는 아암(24)이 결합한다. 이는 도 1과 같이 제2 하우징부와 동일한 방식으로 축방향 고정이 구현됨을 의미한다. 대안적으로, 칼라 링(25)도 나사 결합될 수 있다.

지지 및 밀봉하는 역할을 하는 대응하는 지지 링(9) 및 밀봉 요소(10)가 다시 제공된다.

또한, 하우징(2)의 외부 나사산 부분(28) 상에 나사 결합되는 내부 나사산 부분(27)을 갖는 별도의 연결 피스 구성요소(26)가 제공된다. 예를 들어, 연결 피스 구성요소(26)는 칼라 링(25)에 대해 나사 결합되어 칼라 링(25)이 축방향으로 추가적으로 고정되고, 또한 물론 대응하는 공간이 제공될 수 있으며, 가능하게는 칼라 링(25)과 연결 피스 구성요소(26) 사이에 추가적인 밀봉 요소 등이 제공될 수도 있다.

Claims

자동차의 배터리 및/또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액 또는 자동차의 세정액 또는 공급액을 전달하도록 설계된 스크류 스핀들 펌프(screw spindle pump)에 있어서,
구동 조립체에 있거나 또는 결합되는 작동 스핀들(5)과, 상기 구동 조립체와 맞물리는 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)을 수용하는 하우징(2); 및 상기 하우징에 의해 그리고 상기 작동 스핀들(5)과 상기 러닝 스핀들(6)이 축방향으로 지지되는 페더 키형 지지 요소(feather key-like support element)(16)를 포함하고,
상기 하우징(2) 내에는 적어도 하나의 개구(15)가 제공되고, 상기 개구를 통해 상기 지지 요소(16)를 삽입가능하고, 조립 위치에서 상기 지지 요소(16)는 일단부가 상기 개구(15) 내에 수용되고, 타단부가 상기 개구(15)에 직경방향으로 대향되게 위치된 수용부(15) 내에 수용되고,
상기 지지 요소(16)는 외부에서 상기 개구(15)를 폐쇄하는 적어도 하나의 고정 요소를 통해 고정되는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
서로 직경방향으로 대향되게 위치된 2개의 개구(15)가 제공되고, 상기 지지 요소(16)는 그 2개의 단부가 상기 개구(15) 내에 수용되고 상기 2개의 개구부를 외부에서 폐쇄하는 상기 고정 요소를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징(2)은 하나 또는 2개의 개구(15)가 제공되는 외부 원통형 부분(14)을 갖고, 상기 원통형 부분(14) 상에 상기 고정 요소가 배치되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징(2)은 2-부품 형태를 가지고, 상기 작동 스핀들(5)과 상기 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)이 수용되는 제1 하우징부(3)와, 상기 제1 하우징부(3) 상에 탈착가능하게 배치되고 냉각 매체 공급 라인을 위한 연결부(22)를 갖는 제2 하우징부(4)를 갖는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제2 하우징부(4)는 동시에 상기 고정 요소인 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
상기 고정 요소는 칼라 링(collar ring)(25)이고, 상기 하우징(2) 상에 탈착가능하게 배치되는 별도의 연결 피스 구성요소가 제공되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제4항에 있어서,
상기 하우징부(3, 4) 양자는 적어도 하나의 부착 요소(11) 또는 스크류 연결을 통해 서로 탈착가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제7항에 있어서,
상기 부착 요소(11)는 상기 하우징부(3, 4) 양자 내의 리세스(20) 및/또는 그루브(17) 내로 결합하는 클램프 또는 클립인 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제8항에 있어서,
상기 제2 하우징부(4) 내에는, 상기 제1 하우징부(3) 내의 하나 이상의 그루브형 제2 리세스(17)와 관련된 하나 이상의 슬롯형 제1 리세스(20)가 제공되고,
상기 조립 위치에서, 상기 제2 하우징부(4) 상에 고정되는 상기 클램프 또는 클립은 상기 하나 이상의 슬롯형 제1 리세스(20)를 통해 결합하고, 상기 하나 이상의 그루브형 제2 리세스(17) 내로 결합하는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제9항에 있어서,
서로 직경방향으로 대향되게 위치된 2개의 제1 및/또는 제2 리세스(17, 20)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제2 하우징부(4)를 지탱하는 지지 링(9)이 제공되고, 상기 제2 하우징부 또는 고정 요소는 상기 제1 하우징부(3)에 대해 반경방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제11항에 있어서,
상기 지지 링(9)은 원추형 받침면(19)을 갖고, 상기 원추형 받침면(19)에 의해 상기 제1 하우징부(3) 또는 상기 하우징(2) 상의 원추형 지지면(18)에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 하우징부(3, 4)들 사이에서 적어도 하나의 밀봉 요소(10)가 밀봉을 제공하는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제13항에 있어서,
상기 제2 하우징부(4)의 내주부, 및/또는 상기 제1 하우징부(3)의 외주부에는, 밀봉 링의 형태인 상기 밀봉 요소(10)를 수용하는 포위형 그루브 또는 칼라(21)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
서로 맞물리는 상기 작동 스핀들(5) 및 상기 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)의 부분들은 최대 4 cm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
서로 맞물리는 상기 작동 스핀들(5) 및 상기 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)의 부분들은 최대 1 cm 및 적어도 0.5 cm의 외경을 갖는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
상기 작동 스핀들(5)의 구동측 단부 상에는, 상기 구동 조립체에 결합되는 결합 요소(7)가 회전 공동 방식(rotationally conjoint manner)으로 연결되는 연결 지오메트리가 제공되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징(2)은 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항에 있어서,
냉각액, 세정액 또는 공급액을 전달하기 위한 자동차에 사용되는,
스크류 스핀들 펌프.
제19항에 있어서,
상기 스크류 스핀들 펌프는 배터리 또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액을 전달하는데 이용되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제6항에 있어서,
상기 하우징(2)과 상기 칼라 링(25)은 적어도 하나의 부착 요소(11) 또는 스크류 연결을 통해 서로 탈착가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제21항에 있어서,
상기 부착 요소(11)는 상기 하우징(2)과 상기 칼라 링(25) 내의 리세스(20) 및/또는 그루브(17) 내로 결합하는 클램프 또는 클립인 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제6항에 있어서,
상기 칼라 링(25) 내에는, 상기 하우징(2) 내의 하나 이상의 그루브형 제2 리세스(17)와 관련된 하나 이상의 슬롯형 제1 리세스(20)가 제공되고,
상기 조립 위치에서, 상기 칼라 링(25) 상에 고정되는 클램프 또는 클립은 상기 하나 이상의 슬롯형 제1 리세스(20)를 통해 결합하고, 상기 하나 이상의 그루브형 제2 리세스(17) 내로 결합하는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제6항에 있어서,
상기 칼라 링(25)을 지탱하는 지지 링(9)이 제공되고, 상기 칼라 링은 상기 하우징(2)에 대해 반경방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제6항에 있어서,
상기 칼라 링(25)과 상기 하우징(2) 사이에서 적어도 하나의 밀봉 요소(10)가 밀봉을 제공하는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제25항에 있어서,
상기 칼라 링(25)의 내주부, 및/또는 상기 하우징(2)의 외주부에는, 밀봉 링의 형태인 상기 밀봉 요소(10)를 수용하는 포위형 그루브 또는 칼라(21)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 하우징부(3, 4)들 또는 상기 고정 요소는 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제6항에 있어서,
상기 칼라 링(25)은 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제15항에 있어서,
서로 맞물리는 상기 작동 스핀들(5) 및 상기 적어도 하나의 러닝 스핀들(6)의 부분들은 최대 3 cm 또는 적어도 1 cm 또는 적어도 2 cm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제20항에 있어서,
상기 스크류 스핀들 펌프는 내연기관 또는 전기기계의 배터리 또는 전력 전자장치 또는 구동 조립체를 냉각하기 위한 냉각액을 전달하는데 이용되는 것을 특징으로 하는,
스크류 스핀들 펌프.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 스크류 스핀들 펌프를 포함하는 자동차.