KR102461435B1 - 유압 엔진/펌프용 밸브의 위상 시프터 - Google Patents

Abstract

유압 펌프 모터의 분배기 위상 시프터(300)는 유압 펌프 모터(1)에 제공되고, 상기 유압 펌프 모터(1)는 펌프 모터 하우징(2) 및 펌프 모터 중심 회전자(3)를 포함하고, 상기 중심 회전자(3)에 입력-출력 분배기(43)가 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부 및 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 집유부를 제공하며, 상기 위상 시프터는 상기 입력-출력 분배기(43)를 길이방향 축을 중심으로 그리고 결정된 각도 범위에 걸쳐 회전시키기 위하여 상기 펌프 모터의 하우징(2)에서 지지되는 위상 시프트 작용 요소(301)를 포함한다.

Description

유압 엔진/펌프용 밸브의 위상 시프터

본 발명은 본 출원인에 속하는 2013년 5월 22일자 프랑스 특허 출원 번호 3 001775의 주제를 구성하는 유압 펌프 모터의 개선을 구성하는 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(distributor phase shifter)에 관한 것이다.

본 출원의 주제를 형성하는 유압 펌프 모터는 내부에 유압 실린더들이 배열된 펌프 모터의 중심 회전자를 포함한다. 유압 피스톤들은 이 실린더들 내부로 이동할 수 있다. 중심 회전자가 펌프 모터의 하우징에 대해 회전할 때, 이 실린더들은, 원통형 고정자 또는 축방향 고정자로 구성된 입력-출력 분배기에 의해, 내부 입력-출력 도관과 관련되고 나서, 외부 입력-출력 도관과 교대로 관련된다. 이를 위해 이 분배기는 중심 회전자의 중심에 내부 입력-출력 도관에 연결된 내부 입력-출력 도관 각진 집유부(input-output conduit angular collector)를 구비하고, 외부 입력-출력 도관에 연결된 외부 입력-출력 도관 각진 집유부를 구비한다.

따라서 펌프 모터로부터 오는 오일은, 특히, 내부 도관의 입력-출력 각진 집유부를 향하거나 또는 외부 도관의 입력-출력 각진 집유부를 향하여 배치될 수 있는 중심 회전자의 입력-출력 오리피스에 각 유압 실린더를 연결하는 중심 회전자의 내부 입력-출력 채널로 인해 이 집유부들을 통해 이 분배기로부터 이 실린더들로 진행되고 나서, 이 실린더들로부터 이 분배기로 교대로 진행될 수 있다.

본 출원인에 속하는 특허 출원 번호 3 001 775에는 펌프 모터의 하우징에 대해 입력-출력 분배기의 각도 위상(angular phasing)이 고정되어 있는 것이 알려져 있다. 이제, 이 펌프 모터의 동작 조건은 특히 압력과 피스톤 스위프 볼륨에서 변할 수 있고, 그리고 이 펌프 모터가 "펌프" 모드에서 동작하고 있는지 또는 "모터" 모드에서 동작하고 있는지에 따라 변할 수 있다. 각 동작 조건은 - 유압 펌프 모터의 최상의 출력 기준을 위해 - 펌프 모터의 하우징에 대해 입력-출력 분배기의 최적의 각도 위상에 대응한다.

그 결과, 입력-출력 분배기의 위상은 펌프 모터의 출력을 최적화하기 위하여, 특히 압력, 피스톤 스위프 볼륨, 및 이 펌프 모터가 동작하고 있는 "펌프" 모드 또는 "모터" 모드의 함수로서 변할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

이러한 위상이 변하는 것의 중요성은 특히 이 펌프 모터에 구현된 펌프 모터 오일의 압축률이 0이 아니라는 것으로부터 유래한다. 실제로, 이러한 압축성은, 한편으로는 유압 실린더에 연결된 중심 회전자의 입력-출력의 내부 채널과, 다른 한편으로는, 이 내부 채널이 이 집유부를 갖는 중심 회전자의 입력-출력 오리피스를 통해 회전하게 되는 순간에, 내부 도관 또는 외부 도관의 입력-출력 각진 집유부 사이에 상당한 압력 차이가 있을 때 복구할 수 없는 일 손실을 초래한다.

실제, 이 채널이 이 각진 집유부와 관련될 때, 이 채널에서 나타나는 압력이 이 집유부에서 나타나는 압력보다 크다면, 이 채널에 포함된 펌프 모터 오일은, 펌프 모터 오일의 압축 에너지가 펌프 모터의 중심 회전자에 의해 유용한 일로 변환됨이 없이, 열의 형태로 소산되는 방식으로 일을 생성함이 없이, 이 집유부에서 이완된다(relaxed).

이는 내부 도관 또는 외부 도관의 입력-출력 각진 집유부에 나타내는 압력이 중심 회전자가 이 커넥터와 관련되게 배치되는 순간에 중심 회전자의 내부 입력-출력 채널에 나타나는 압력보다 더 큰 경우 그러하다.

특허 번호 3 001 775의 출원에 따른 유압 펌프 모터의 주어진 압력 및 피스톤 스위프 볼륨에서, 펌프 모터의 하우징에 대해 이 각진 집유부의 단일 위상은, 이 펌프 모터가 "펌프" 모드에서 동작하고 있을 때에는 이 펌프 모터가 최상의 전달을 전달하는 반면, 이 커넥터들의 단일 다른 위상은, 펌프 모터가 "모터" 모드에서 동작하고 있을 때에는 최상의 가능한 전달을 이 펌프 모터에 제공하도록 한다.

특허 번호 3 001 775의 출원에 따른 펌프 모터로부터 최대 전달을 얻기 위해, 내부 도관 및 외부 도관의 입력-출력 각진 집유부들이 차지하는 각도 섹터(angular sector)는 변할 수 있는 것이 요구되고, 또한 펌프 모터 하우징에 대해 이 커넥터들의 각도 위치는 변할 수 있는 것이 요구된다.

불행히도, 펌프 모터 하우징에 대해 이 집유부들 각각의 각도 위치를 서로 독립적으로 변화시키는 것이 어렵거나 심지어 불가능한 것과 같이 외부 도관의 입력-출력 각진 집유부들이 차지하는 각도 섹터를 변경하는 것도 실제 어렵거나 심지어 불가능하다. 이것은 이 각도 섹터들이 하나의 동일한 부품으로 구성된 입력-출력 분배기에 배열되어 있기 때문이다.

한편, 필요한 수단이 제공되면, 펌프 모터 하우징에 대해 입력-출력 분배기의 각도 위치를 변경하는 것이 선험적으로 가능하다. 특허 출원 번호 3 001 775에 제공되지 않은 이 추가적인 기능은, 특히 유압 펌프 모터가 "모터" 모드에서 동작하고 있을 때 유지되는 각도 위치와는 상이한 "펌프" 모드에서 유압 펌프 모터가 동작하고 있을 때의 각도 위치를 입력-출력 분배기에 제공할 수 있게 한다. 이 각도 위치는 또한 유압 펌프 모터가 동작하고 있는 압력 및/또는 피스톤 스위프 볼륨에 의해 결정되거나 또는 그 특성에 관계 없이 임의의 다른 파라미터에 의해 결정될 수 있다. 이것은 출원 번호 3 001 775에 따른 펌프 모터의 전달 및 효율에 상당한 이득을 초래할 것이다.

따라서, 특히 이 펌프 모터가 "펌프" 모드로부터 "모터" 모드로 진행되고 또 역으로 진행될 때, 특허 출원 번호 3 001 775에 따른 펌프 모터의 전달을 상당히 개선하기 위하여, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는, 관련 실시예의 기능으로서,

펌프 모터 하우징에 대해 입력-출력 분배기의 각도 위치를 이산 방식으로 변화시킬 수 있고, 여기서 이 위치는 적어도 2개의 값을 가질 수 있다;

및/또는

펌프 모터 하우징에 대해 입력-출력 분배기의 각도 위치를 연속 방식으로 변화시킬 수 있고, 여기서 이 위치는 큰 수를 취하거나, 심지어 2개의 극값 사이에 무한대 값을 취할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는, 적당한 제조 원가로 이 펌프 모터를 실현하는 것을 위태롭게 하지 않고 또 복잡하거나 값비싼 자료를 사용하는 임의의 실현 프로세스를 사용하지 않고, 특허 출원 번호 3 001 775에 따른 펌프 모터에 통합되도록 제공된다.

특허 출원 번호 3 001 775에 따른 펌프 모터에 적용하는 것 이외에도, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 이 위상 시프터를 유리하게 활용할 수 있는 구성을 갖는 임의의 다른 유압 또는 공압 펌프 모터에 적용될 수 있는 것으로 이해된다.

본 발명의 다른 특징들은 상세한 설명 및 독립 청구항을 직접 또는 간접 인용하는 종속 청구항에서 제시되어 있다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 유압 펌프 모터에 제공되고, 상기 유압 펌프 모터는 한편으로는 펌프 모터 하우징과 다른 한편으로는 펌프 모터 중심 회전자를 포함하고, 상기 중심 회전자는 유압 피스톤이 병진 이동할 수 있는 적어도 하나의 유압 실린더를 수용하며, 상기 중심 회전자가 상기 펌프 모터 하우징에 대해 회전할 때, 상기 유압 실린더가, - 상기 중심 회전자의 입력-출력 내부 채널을 통해 그리고 나서 상기 중심 회전자의 입력-출력 오리피스를 통해 - 내부 도관의 입력-출력 환형 집유부에 의해 입력-출력 내부 도관과 관련되고 나서, 외부 도관의 입력-출력 환형 집유부에 의해 입력-출력 외부 도관과 교대로 관련되는 방식으로 상기 중심 회전자가 입력-출력 분배기와 협력하며 상기 입력-출력 분배기가 상기 중심 회전자에 상기 내부 도관의 상기 입력-출력 각진 집유부 및 상기 외부 도관의 상기 입력-출력 환형 집유부를 제공하고, 상기 위상 시프터는,

적어도 하나의 부분이 이 분배기와 일체형인 회전 동반 수단(means for entrainment in rotation)에 직접 또는 간접 작용하는 동안, 상기 입력-출력 분배기를 길이방향 축을 중심으로 그리고 결정된 각도 범위에 걸쳐 회전시킬 수 있도록 상기 펌프 모터 하우징에서 직접 또는 간접 지지되는 적어도 하나의 위상 시프트 작용 요소를 포함한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 복동 유압 잭(double-acting hydraulic jack)인 위상 시프트 작용 요소를 포함하고, 상기 복동 유압 잭의 복동 피스톤(double-acting piston)은, 잭 실린더 및 2개의 잭 단부와 함께, 2개의 잭 챔버를 형성하고, 상기 잭 챔버의 제1 챔버는 상기 입력-출력 내부 도관과 연통하는 반면, 상기 잭 챔버의 제2 잭 챔버는 상기 입력-출력 외부 도관과 연통한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 2개의 단동 유압 잭(single-acting hydraulic jack)으로 구성된 위상 시프트 작용 요소를 포함하고, 상기 단동 유압 잭의 단동 피스톤은, 잭 실린더 및 잭 단부와 함께, 잭 챔버를 형성하고, 상기 제1 유압 잭의 잭 챔버는 상기 입력-출력 내부 도관과 연통하는 반면, 상기 제2 유압 잭의 잭 챔버는 상기 입력-출력 외부 도관과 연통하고, 상기 제1 유압 잭의 단동 피스톤은, - 상기 회전 동반 수단을 통해 - 제1 방향으로 상기 입력-출력 분배기를 동반할 수 있는 반면, 상기 제2 유압 잭의 단동 피스톤은 - 상기 회전 동반 수단을 통해 - 제2 방향으로 상기 입력-출력 분배기를 동반할 수 있다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 위상 시프트 작용 요소 및/또는 상기 작용 요소의 적어도 하나의 복귀 스프링과 협력하는 회전 동반 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는, 한편으로는 상기 잭에서 직접 또는 간접 지지되고 그리고 다른 한편으로는 상기 복동 피스톤 또는 상기 단동 피스톤에서 직접 또는 간접 지지되는 상기 작용 요소의 적어도 하나의 복귀 스프링을 수용하는 잭 챔버를 포함한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 무한 나사(endless screw)를 회전 동반할 수 있는 전기 모터인 위상 시프트 작용 요소를 포함하는 반면, 상기 회전 동반 수단은, 무한 웜(endless worm)이 맞물리는, 상기 입력-출력 분배기와 일체형인 웜 크라운 휠(worm crown wheel)로 구성된다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 상기 입력-출력 분배기와 일체형인 위상 시프트 레버를 포함하는 회전 동반 수단을 포함하고, 상기 레버는 상기 위상 시프트 작용 요소에 직접 링크되거나 또는 위상 시프트 로커 바(rocker bar)의 중개에 의해 링크된다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 상기 위상 시프트 작용 요소에 의해 병진 이동될 수 있는 위상 시프트 랙(rack)으로 구성된 회전 동반 수단을 포함하고, 이 랙은 상기 입력-출력 분배기와 일체형인 톱니형 위상 시프트 휠과 협력한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터는 단동 또는 복동으로 구동되는 유압 잭인 위상 시프트 작용 요소를 포함하고, 상기 유압 잭의 적어도 하나의 잭 챔버는 적어도 하나의 위상 시프트 전기 밸브에 의해 고압 유압 소스 또는 저압 유압 소스와 관련될 수 있다.

다음 상세한 설명을 통해 비-제한적인 실시예로 주어진 첨부 도면을 참조하면 본 발명 및 본 발명이 제시하는 특징들 및 본 발명이 가져올 수 있는 장점들이 더 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터가 적용된 유압 펌프 모터의 개략적인 단면을 도시한다.
도 2는 유압 펌프 모터를 구비한 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터의 개략적인 단면을 도시하며, 여기서 위상 시프터는 특히 복동 유압 잭으로 구성되고, 이 복동 유압 잭의 제1 잭 챔버는 이 펌프 모터의 입력-출력 내부 도관과 연통하고, 이 복동 유압 잭의 제2 잭 챔버는 이 펌프 모터의 입력-출력 외부 도관과 연통한다.
도 3은 유압 펌프 모터를 구비한 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터의 개략적인 단면을 도시하며, 여기서 위상 시프터는 특히 2개의 단동 유압 잭으로 구성되고, 이 단동 유압 잭의 제1 잭은 이 펌프 모터의 입력-출력 내부 도관에 연결되는 반면, 제2 잭은 이 펌프 모터의 입력-출력 외부 도관에 연결된다.
도 4는 개략 단면으로 도시된 유압 펌프 모터를 구비한 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터의 개략도를 도시하며, 여기서 위상 시프터는 특히 전기 모터로 구성되고, 상기 전기 모터는 입력-출력 분배기와 일체형인 웜 크라운 휠과 협력하는 무한 웜을 회전 동반할 수 있다.
도 5는 개략 단면으로 도시된 유압 펌프 모터를 구비한 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터의 개략도를 도시하며, 여기서 이 위상 시프터의 회전 동반 수단은 위상 시프트 랙으로 구성되고, 상기 위상 시프트 랙은 입력-출력 분배기와 일체형인 톱니형 위상 시프트 휠과 협력한다.
도 6은 유압 펌프 모터를 구비한 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터의 개략적인 단면을 도시하며, 여기서 위상 시프터는 복동 방식으로 구동되는 유압 잭으로 구성된 위상 시프터 작용 요소를 포함하고, 상기 유압 잭의 잭 챔버는 위상 시프트 전기 밸브에 의해 유압 고압 소스 또는 유압 저압 소스와 관련될 수 있다.

도 1 내지 도 6은 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300), 그 구성 요소, 변형예 및 그 부속품의 다양한 상세를 도시한다.

유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)는 도 1에 도시된 것과 같은 유압 펌프 모터(1)에 제공되고, 유압 펌프 모터는 한편으로는 모터 펌프 하우징(2) 및 다른 한편으로는 모터 펌프 중심 회전자(3)를 포함하고, 이 중심 회전자는 유압 피스톤(13)이 병진 이동할 수 있는 적어도 하나의 유압 실린더(14)를 수용하며, 이 중심 회전자(3)가 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 회전할 때, 유압 실린더(14)가, - 중심 회전자의 입력-출력 내부 채널(15)을 통해 그리고 나서 중심 회전자의 입력-출력 오리피스(16)를 통해 - 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부에 의해 입력-출력 내부 도관(57)과 관련되고 나서, 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 집유부에 의해 입력-출력 외부 도관(58)과 교대로 관련되는 방식으로 중심 회전자(3)가 입력-출력 분배기(43)와 협력하며 상기 입력-출력 분배기가 이 중심 회전자(3)에 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부와 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 수용부를 제공한다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)는, 적어도 하나의 부분이 이 분배기(43)와 일체인 회전 동반 수단(302)에 직접 또는 간접 작용하는 것에 의해 입력-출력 분배기(43)를 길이방향 축을 중심으로 그리고 결정된 각도 범위에 걸쳐 회전시키기 위하여, 펌프 모터의 하우징(2)에서 직접 또는 간접 지지되는 적어도 하나의 위상 시프트 작용 요소(301)를 포함한다.

이 구성은 입력-출력 분배기(43)가 펌프 모터의 중심 회전자(3)의 중심에 배열된 고정자 실린더 내에 약간의 유격을 두고 이와 동축으로 수용된 원통형 고정자이도록 적용되거나, 또는 입력-출력 분배기(43)가 이 중심 회전자(3) 상에 배열된 분배 면과 균형 면을 각각 향하는 펌프 모터의 중심 회전자(3)의 양측에 축방향으로 배치된 분배 단부 쉴드(distribution end shield) 및 균형 단부 쉴드(balancing end shield)로 구성된 축방향 고정자이도록 적용되고, 이 경우 분배 단부 쉴드와 균형 단부 쉴드는 이 중심 회전자(3)의 중심에 배열된 고정자 실린더를 통해 이 중심 회전자(3)를 축방향으로 횡단하고 그리고 이와 동축으로 배열된 중심 축방향 고정자 허브에 의해 서로 기계적으로 연결된다는 것이 주목된다.

회전을 용이하게 하기 위해, 입력-출력 분배기(43)는 적어도 하나의 볼 베어링 또는 롤러 상에 전체적으로 또는 부분적으로 장착될 수 있다는 것이 주목된다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 도 2에 도시된 변형 예에 따르면, 위상 시프트 작용 요소(301)는 복동 유압 잭(305)일 수 있고, 여기서 복동 유압 잭의 복동 피스톤(306)은, 잭 실린더(307) 및 2개의 잭 단부(312)와 함께, 2개의 잭 챔버(308)를 형성하고, 제1 챔버(308)는 입력-출력 내부 도관(57)과 연통하는 반면, 제2 잭 챔버(308)는 입력-출력 외부 도관(58)과 연통하며, 유압 펌프 모터(1)가 "펌프" 모드에서 동작하기 시작하자마자, 입력-출력 분배기(43)가 제1 방향으로 회전하기 위해, 복동 피스톤(306)이 자연스럽게 회전 동반 수단(302)에 작용하는 반면, 이 유압 펌프 모터(1)가 "모터" 모드에서 동작하기 시작할 때에는, 이 피스톤(306)은 이 분배기(43)가 제2 방향으로 회전하는 방식으로 이 수단(302)에 자동적으로 작용하는 방식으로 동작한다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 도 3에 도시된 또 다른 변형 예는 위상 시프트 작용 요소(301)가 2개의 단동 유압 잭(309)으로 구성될 수 있고, 여기서 단동 유압 잭의 단동 피스톤(310)은, 잭 실린더(307) 및 잭 단부(312)와 함께, 잭 챔버(308)를 형성하고, 이 제1 유압 잭(309)의 잭 챔버(308)는 입력-출력 내부 도관(57)과 연통하는 반면, 이 제2 유압 잭(309)의 잭 챔버(308)는 입력-출력 외부 도관(58)과 연통하고, 이 제1 유압 잭(309)의 단동 피스톤(310)은 - 회전 동반 수단(302)을 통해 - 제1 방향으로 입력-출력 분배기(43)를 동반할 수 있는 반면, 제2 유압 잭(309)의 단동 피스톤(310)은 회전 동반 수단(302)을 통해 제2 방향으로 입력-출력 분배기(43)를 동반할 수 있다.

따라서, 유압 펌프 모터(1)가 "펌프" 모드에서 동작하기 시작할 때, 제1 단동 유압 잭(309)의 단동 피스톤(310)은 입력-출력 분배기(43)가 제1 방향으로 회전하는 방식으로 자연스럽게 회전 동반 수단(302)에 작용하는 반면, 이 유압 펌프 모터(1)가 "모터" 모드에서 동작하기 시작할 때에는 단동 제2 유압 잭(309)의 단동 피스톤(310)은 이 분배기(43)가 제2 방향으로 회전하는 방식으로 이 수단(302)에 자동적으로 작용하는 방식으로 동작한다.

위상 시프트 작용 요소(301) 및/또는 회전 동반 수단(302)은 위상 시프트 작용 요소(301)가 가할 수 있는 힘과 반대 힘을 가하는 작용 요소(311)의 적어도 하나의 복귀 스프링과 협력할 수 있다는 것이 주목된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 잭 챔버(308)는, 예를 들어 입력-출력 내부 도관(57)에서 나타나는 압력이 입력-출력 외부 도관(58)에서 나타나는 압력과 동일하거나 동등할 때, 입력-출력 분배기(43)의 각도 위치가 이 분배기(43)의 극단적인 각도 위치에 대해 대략 중심에 위치하는 방식으로, 한편으로는 잭의 단부(312)에서 그리고 다른 한편으로는 복동 피스톤(306) 또는 단동 피스톤(310)에서 직접 또는 간접 지지되는 작동 요소(311)의 적어도 하나의 복귀 스프링을 수용할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 실시예의 변형 예는 위상 시프트 작용 요소(301)가 무한 나사(303)를 회전 동반할 수 있는 전기 모터(322)일 수 있는 반면, 회전 동반 수단(302)은, 무한 웜(303)이 맞물리는, 입력-출력 분배기(43)와 일체형인 웜 크라운 휠(304)로 구성되고, 이 무한 웜은 크라운(304)을 회전 동반하고 이 크라운은 결정된 각도 범위에 걸쳐 그 기능을 위해 입력-출력 분배기(43)를 회전 동반한다.

도 2, 도 3 및 도 6에서, 회전 동반 수단(302)은 입력-출력 분배기(43)와 일체인 위상 시프트 레버(313)를 포함할 수 있으며, 이 레버(313)는 위상 시프트 작용 요소(301)에 직접 연결되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 위상 시프트 로커 바(314)의 중개에 의해 연결된다는 것이 주목된다.

위상 시프트 레버(313)가 위상 시프트 작용 요소(301)에 직접 연결되는 경우, 위상 시프트 작용 요소는 바람직하게는 펌프 모터의 하우징(2)에 관절식으로 결합되는 반면, 이 레버(313)가 위상 시프트 로커 바(314)의 중개에 의해 위상 시프트 작용 요소(301)에 연결되는 경우, 이 작동 요소(301)는 이 하우징(2) 상에 고정되어 하우징과 일체로 장착되는 것이 바람직하다는 것이 주목된다.

도 5는, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 변형 예로서, 회전 동반 수단(302)이 위상 시프트 작용 요소(301)에 의해 병진 이동할 수 있는 위상 시프트 랙(315)으로 구성될 수 있고, 이 랙(315)은 입력-출력 분배기(43)와 일체인 위상 시프트 톱니 휠(323)과 협력하는 것을 도시한다.

위상 시프트 랙(315)은 슬라이드, 롤러(321)에 의해 또는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있는 임의의 다른 가이드 수단에 의해 펌프 모터의 하우징(2) 내에서 안내될 수 있다는 것이 주목된다.

도 6을 참조하면, 도 6은, 위상 시프트 작용 요소(301)가 단동 방식으로 구동되는 유압 잭(316)일 수 있고, 이 유압 잭의 적어도 하나의 잭 챔버(308)가 적어도 하나의 위상 시프트 전기 밸브(317)에 의해 고압 유압 소스(319) 또는 저압 유압 소스(320)와 관련될 수 있고, 이 전기 밸브는 위상 시프트(318)를 관리하는 컴퓨터에 의해 구동되는 것을 도시한다.

이 경우 입력-출력 분배기(43) 및/또는 위상 시프트 작용 요소(301) 및/또는 회전 동반 수단(302)에는 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 입력-출력 분배기(43)의 각도 위치를 위상 시프트(318)를 관리하는 컴퓨터에 직접 또는 간접 전달하는 위치 센서가 제공될 수 있다.

발명의 작용:

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 기능은 도 1 내지 도 6으로부터 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은, 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부가 입력-출력 내부 도관(57)에 연결되는 방식으로 그리고 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 집유부가 입력-출력 외부 도관(58)에 연결되는 방식으로, 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터가 적용된 유압 펌프 모터(1)의 입력-출력 분배기(43)를 도시한다.

펌프 모터의 중심 회전자(3)가 시계 방향으로 회전할 때, 중심 회전자는 수용하는 유압 실린더(14)들을 자기 자신과 함께 동반 회전하는 것이 도 1로부터 용이하게 추론될 수 있다. 이를 수행하는 동안, 유압 피스톤(13)들은 협력하는 유압 실린더(14) 내에서 각각 병진 이동을 한다.

도 1에 따라, 유압 펌프 모터(1)가 "펌프" 모드에서 동작하고 있는 경우, 즉 유압 펌프 모터가 압력 하에서 오일을 출력하기 위해 외부 기동 소스(motive source)에 의해 공급되는 일을 하고 있는 경우, 펌프 모터의 중심 회전자(3)의 축의 좌측에 위치된 유압 피스톤(13)들은 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부 내로 오일을 유입한다. 일단 유입되면, 이 오일은 중심 회전자의 입력-출력 오리피스(16)를 통해 그리고 나서 중심 회전자의 입력-출력 내부 채널(15)을 통해 이 피스톤(13)들에 대응하는 유압 실린더(14)들과 연속적으로 결합하고, 이 오리피스(16) 및 이 채널(15)은 이 순간에 이 실린더(14)들을 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부에 연결시킨다.

펌프 모터의 중심 회전자(3)는 계속하여 회전해서, 이 피스톤(13)들은 펌프 모터의 중심 회전자(3)의 축의 오른쪽으로 진행된다. 이 순간으로부터 시작하여, 이 피스톤(13)들은 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부 안으로 이전에 흡입된 오일을, 피스톤과 협력하는 유압 실린더(14)로부터 밖으로 되푸시한다. 이러한 방식으로 되푸시하면, 이 오일은 중심 회전자의 입력-출력 내부 채널(15) 안으로 연속적으로 진행되고 나서, 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 집유부와 재결합하기 전에, 중심 회전자의 입력-출력 오리피스(16)를 통해 진행된다.

오일의 출력은 이러한 방식으로 입력-출력 내부 도관(57)과 입력-출력 외부 도관(58) 사이에 수립되고, 이어서 내부 도관(57)으로부터 이 외부 도관(58)으로 수립된다.

유압 펌프 모터(1)가 동작하고 있는 피스톤 스위프 볼륨 및 압력에 따라 그리고 유압 펌프 모터가 "펌프" 모드에서 동작하고 있는지 또는 "모터" 모드에서 동작하고 있는지 여부에 따라, 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 입력-출력 분배기(43)의 이 펌프 모터(1)의 에너지 수율에 가장 유리한 위상이 수 도(several degree)만큼 이동된다.

따라서, 모든 상황에서 유압 펌프 모터(1)에 최상의 수율을 제공하기 위해, 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 입력-출력 분배기(43)의 위상을 제어하는 것이 유리하다.

이것이 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)가 위상 시프트 작동 요소(301)에 의해 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 결정된 각도 범위에 걸쳐 그리고 길이방향 축을 중심으로 입력-출력 분배기(43)를 회전시킬 수 있는 이유이다.

이를 위해, 위상 시프트 작용 요소(301)는 입력-출력 분배기(43)와 일체인 회전 동반 수단(302)에 직접 또는 간접 작용하도록 제공된다.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 실시예에 따르면, 펌프 모터의 하우징(2)에 대해 입력-출력 분배기(43)의 위상은 유압 펌프 모터(1)가 "펌프" 모드에서 동작하고 있는지 또는 "모터" 모드에서 동작하고 있는지에 따라 자동적으로 변하는 것으로 이해된다. 실제로, "펌프" 모드 또는 "모터" 모드는 입력-출력 내부 도관(57)에서 나타나는 압력과 입력-출력 외부 도관(58)에서 나타나는 압력 사이의 포지티브 또는 네거티브 압력 차이에 의해 특성화된다.

도 2는, 입력-출력 내부 도관(57)에 나타나는 압력이 입력-출력 외부 도관(58)에 나타나는 압력보다 더 큰 경우, 복동 유압 잭(305)의 하부 잭 챔버(308)에 나타나는 압력이 이 잭(305)의 상부 잭 챔버(308)에 나타나는 압력보다 더 큰 것을 도시한다. 그 결과 복동 피스톤(306)은 위상 시프트 레버(313)를 당기고, 입력-출력 분배기(43)는 시계 방향으로 회전하게 된다.

상황이 역전되고 - 유압 펌프 모터(1)의 "펌프" 모드로부터 "모터" 모드로 변하거나 또는 그 역으로 변하는 것을 나타내고 - 그리고 복동 유압 잭(305)의 하부 잭 챔버(308)의 하부 잭 챔버 내 압력이 이 잭(305)의 상부 잭 챔버(308)에 나타나는 압력보다 더 낮은 경우, 입력-출력 분배기(43)는 반시계 방향으로 회전한다.

도 3은 복동 유압 잭(305) 대신에 2개의 단동 유압 잭(309)을 사용하여 구현된 동일한 원리를 도시한다. 이 구성에 의해 생성된 효과는 도 2에 도시된 것과 유사하다.

도 4, 도 5 및 도 6은 입력-출력 분배기(43)가 회전한 것과 동일한 결과를 산출하지만, 이 경우 이 회전의 방향과 진폭은 위상 시프트(318)를 관리하는 컴퓨터에 의해 데이터를 매핑하거나 또는 보다 분석적인 방식으로 결정될 수 있고, 여기서 컴퓨터는 최상의 가능한 수율 및 최상의 가능한 효율을 유압 펌프 모터(1)에 제공하는데 필요한 만큼 많은 파라미터의 함수로서 이 분배기(43)의 각도 위치를 정확히 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)의 가능성은 앞서 설명된 응용으로 국한되지 않고, 이전의 설명은 단지 예시적인 것으로 주어진 것일 뿐, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 나아가 본 발명의 범위는 앞서 설명된 실시 상세를 임의의 다른 등가물로 대체하는 것에 의해서는 벗어나지 않는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

1. 유압 펌프 모터(1)에 구비된 유압 펌프 모터용 분배기 위상 시프터(300)로서, 상기 유압 펌프 모터는 한편으로는 펌프 모터 하우징(2)과 다른 한편으로는 펌프 모터 중심 회전자(3)를 포함하고, 상기 중심 회전자는 유압 피스톤(13)이 병진 이동할 수 있는 적어도 하나의 유압 실린더(14)를 수용하며, 상기 중심 회전자(3)가 상기 펌프 모터 하우징(2)에 대해 회전할 때, 상기 유압 실린더(14)가, - 상기 중심 회전자의 입력-출력 내부 채널(15)을 통해 그리고 나서 상기 중심 회전자의 입력-출력 오리피스(16)를 통해 - 내부 도관(44)의 입력-출력 각진 집유부(angular collector)에 의해 입력-출력 내부 도관(57)과 연결되고 나서, 외부 도관(89)의 입력-출력 각진 집유부(angular collector)에 의해 입력-출력 외부 도관(58)과 교대로 연결되는 방식으로 상기 중심 회전자(3)가 입력-출력 분배기(43)와 협력하며 상기 입력-출력 분배기가 상기 중심 회전자에 상기 내부 도관(44)의 상기 입력-출력 각진 집유부 및 상기 외부 도관(89)의 상기 입력-출력 각진 집유부를 구비하고, 상기 위상 시프터(300)는,
   

   

   적어도 하나의 부분이 상기 분배기(43)와 일체인 회전 동반 수단(means for entrainment in rotation)(302)에 직접 또는 간접 작용하는 동안, 상기 입력-출력 분배기(43)를 길이방향 축을 중심으로 그리고 결정된 각도 범위에 걸쳐 회전시킬 수 있도록 상기 펌프 모터 하우징(2)에서 직접 또는 간접 지지되는 적어도 하나의 위상 시프트 작용 요소(301)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트 작용 요소(301)는 복동 유압 잭(double-acting hydraulic jack)(305)이고, 상기 복동 유압 잭의 복동 피스톤(306)은, 잭 실린더(307) 및 2개의 잭 단부(312)와 함께, 2개의 잭 챔버(308)를 형성하고, 상기 잭 챔버의 제1 챔버(308)는 상기 입력-출력 내부 도관(57)과 연통하는 반면, 제2 잭 챔버(308)는 상기 입력-출력 외부 도관(58)과 연통하는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
3. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트 작용 요소(301)는 2개의 단동 유압 잭(309)으로 구성되고, 상기 단동 유압 잭의 단동 피스톤(310)은, 잭 실린더(307) 및 잭 단부(312)와 함께, 잭 챔버(308)를 형성하고, 제1 유압 잭(309)의 상기 잭 챔버(308)는 상기 입력-출력 내부 도관(57)과 연통하는 반면, 제2 유압 잭(309)의 상기 잭 챔버(308)는 상기 입력-출력 외부 도관(58)과 연통하고, 상기 상기 제1 유압 잭(309)의 상기 단동 피스톤(310)은 - 상기 회전 동반 수단(302)을 통해 - 제1 방향으로 상기 입력-출력 분배기(43)를 동반할 수 있는 반면, 상기 제2 유압 잭(309)의 상기 단동 피스톤(310)은 - 상기 회전 동반 수단(302)을 통해 - 제2 방향으로 상기 입력-출력 분배기(43)를 동반할 수 있는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
4. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트 작용 요소(301) 및/또는 회전 동반 수단(302)은 상기 작용 요소의 적어도 하나의 복귀 스프링(311)과 협력하는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 잭 챔버(308)는, 한편으로는 상기 잭 단부(312)에서 그리고 다른 한편으로는 상기 복동 피스톤(306) 또는 상기 단동 피스톤(310)에서 직접 또는 간접 지지되는 상기 작용 요소의 적어도 하나의 복귀 스프링(311)을 수용하는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
6. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트 작용 요소(301)는 무한 나사(endless screw)(303)를 회전 동반할 수 있는 전기 모터(322)인 반면, 상기 회전 동반 수단(302)은, 무한 웜(303)이 맞물리는, 상기 입력-출력 분배기(43)와 일체형인 웜 크라운 휠(worm crown wheel)(304)로 구성된 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
7. 제1항에 있어서, 상기 회전 동반 수단(302)은 상기 입력-출력 분배기(43)와 일체형인 위상 시프트 레버(313)를 포함하고, 상기 레버(313)는 상기 위상 시프트 작용 요소(301)에 직접 링크되거나 또는 위상 시프트 로커 바(rocker bar)(314)의 중개에 의해 링크된 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
8. 제1항에 있어서, 상기 회전 동반 수단(302)은 상기 위상 시프트 작용 요소(301)에 의해 병진 이동될 수 있는 위상 시프트 랙(rack)(315)으로 구성되고, 상기 랙(315)은 상기 입력-출력 분배기(43)와 일체인 톱니형 위상 시프트 휠(323)과 협력하는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.
9. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트 작용 요소(301)는 단동 또는 복동으로 구동되는 유압 잭(316)이며, 상기 유압 잭의 적어도 하나의 잭 챔버(308)는 적어도 하나의 위상 시프트 전기 밸브(317)에 의해 고압 유압 소스(319) 또는 저압 유압 소스(320)와 관련될 수 있는 것을 특징으로 하는 분배기 위상 시프터.

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