KR19990035807A - 고압 및 높은 상대속도용 로터리 조인트 - Google Patents

고압 및 높은 상대속도용 로터리 조인트 Download PDF

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율겐 고벨
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Abstract

본 발명은 정치된 기계부품(1)으로부터 가압된 작업 유동액체를 회전하는 기계부품(2)으로 및/또는 역으로 전달하기 위하여 정치 기계부품(1)과 관련된 하우징(11)과, 회전하는 기계부품과 결합되어 있으며 하우징(11) 내에서 그리고 선택적으로 역시 그곳을 통하여 뻗는 샤프트(2)와, 하우징에 내장되어 샤프트를 단단하고 둘러싸고 반경방향으로 탄성 이동 가능하도록 하우징(11)내에 밀폐적으로 장착된 적어도 하나의 부시(3)를 포함하며, 이 부시(3)의 내부표면과 샤프트(2)의 주위표면이 서로에 대하여 미끄러지게 밀폐면(38,28)들로서 제공되고 그리고 상기한 부시(3)는 샤프트의 주위표면 및/또는 부시의 내부표면을 둘러싸는 환상의 통로(32)를 경유하여 가압된 작업 유동액체를 부시의 구멍을 통해 샤프트 내에서 축방향으로 뻗고 샤프트(2)에 있는 반경방향구멍(23)과 연결된 유체관(22)으로 운반하기 위하여 적어도 하나의 반경구멍과 연결되는 적어도 하나의 반경구멍(31)을 포함하는 그러한 로터리 조인트에 관한 것이다. 작업유체가 공급되어 질 수 있는 곳에 서로에 대하여 표면 미끄럼의 상대속도에서 및/또는 압력들 특히 변화하는 압력들에서 샤프트 지름의 증가를 허용하는 상기한 특징들을 가지는 로터리조인트를 제공하기 위하여, 발명에 따라 유체공급구멍(31)과 분리된 적어도 하나의 반경방향구멍(5)을 가지는 부시(3)를 구성함에 의하여 완화장치를 제공하는 것이 제안되며, 이 반경방향구멍(5)은 부시(3)의 내부표면상과 또는 샤프트(2)의 바깥표면 상에 형성된 완화통로(34)로 뻗고 가압된 유체로 장입될 수 있다.

Description

고압 및 높은 상대속도용 로터리 조인트
이러한 로터리 조인트는 예를들어 독일 공고 제 38 06 931호에 공지되어 있다. 공지된 로터리조인트에 있어서 이 로터리조인트가 모든 작동조건들 특히 고속과 동시에 고압하에서 절대적으로 안정하게 작동하고 부가적으로 최소의 누출가능 정도를 나타내는 것이 반경방향의 간극을 가지는 로터리 조인트를 향상시키기 위한 과제이다. 이것은 반경방향으로 변위 가능하게 장착되는 부시에 의하여 달성되며, 이것에 의한 제조 허용오차와 두 미끄럼 밀폐면들의 동심적 위치로부터의 가능한 진동 또는 편차는 미끄럼 밀폐면들 사이에서 발생하는 과도한 마찰없이 보상될 수 있다. 비록 하우징 내에서 반경방향으로 탄성적이고 동시에 밀폐적으로 장착되는 부시의 삽입은 과도한 누출 손실없이 회전속도 및/또는 로터리 조인트의 지름을 증가시키는 것을 가능하게 하지만, 이러한 로터리조인트의 많은 사용경우들에서 여전히 속도 및/또는 샤프트 지름의 제한요소로서 남는다. 공지된 방안으로서는 잡힘이 없고 동시에 작동압력이 일정치 않고 높고 더 낮은 값 사이에서 변화될 때 특히 낮은 누수율을 가지는 안정적이고 낮은 마찰의 작동을 달성시키는 것이 불가능하다. 이러한 이유로 인하여 역시 일부 경우들에서는 예를들어 토오크는 전달하지 않고 단지 약간의 부하되어지고 상응하게 테이퍼진 지름이 제공되어 질 수 있는 샤프트 확장부 또는 단부상으로 상응하는 로터리조인트들을 재위치하기 위한 이동이 존재하여 왔었다. 그러나 샤프트에서 축으로 뻗는 관들을 적절히 위치시키는 또는 샤프트 확장부에서 축으로 뻗는 관의 부분들을 가지는 연결을 이루는데 있어서 문제가 발생한다. 그것에 의하여 샤프트 또는 회전하는 기계부품은 대체로 더욱 복잡하여 진다. 또한 때때로 상응하게 큰 지름으로써 토오크 전달 샤프트 부분에서 작업유체를 전달시키는 것이 필요하다.
이러한 로터리조인트들의 경우에 있어서 샤프트와 부시간에 소위 미끄럼 밀폐면들이 실제적으로 서로에 대하여 마찰로써 미끄러지게 제공되지 않고 가능하다면 이들의 이상적으로 동심이고 원통형인 밀폐면들 사이에 작업유체 또는 윤활유가 통과하고 가능한 적은 누출흐름이 존재하는 매우 좁고 균일한 간극이 제공되어져 있어야 한다. 그러나 이 간극이 좁을수록 샤프트와 부시간에 직접 접촉이 더 쉽게 발생하며 최악의 경우 멈추어 선다. 다른한편으로 더 큰 간극폭이면 큰 누출손실이 발생하며, 이것은 특히 고압과 큰 샤프트 지름인 경우 더 이상 받아들 일 수 없다.
본 명세서의 의미에서 작업유체는 어떠한 바라는 목적을 위하여 제공된 액체, 예를들어 유압오일, 린스제(rinsing agent), 물 또는 압축 공기등이다. "작업유체"란 항은 여기서 대체로 방출유체와 구별하여 사용되며, 그러나 이 방출유체는 작업유체와 동일할수도 있다. 또한 샤프트가 종래의 의미에서의 토오크 전달부분이 되어야 할 필요는 없고 오히려 본 명세서에서 "샤프트"는 거의 회전하는 원통형의 기계부품을 가리킨다. 또한 회전하며 고정된 기계부품들의 역할들은 바뀔수도 있으며, 따라서 샤프트는 고정 기계부분이 될 것이다.
이러한 로터리조인트에서 소위 미끄럼 밀폐면들은 서로에 대한 실제적인 마찰미끄럼의 목적을 위하여 제공되지 않으며 오히려 가능하다면 이들의 이상적인 동심의 원통형인 밀폐면들 사이에서 작업유체 또는 윤활유가 통과하고 가능한 작은 누출흐름이 흐르는 매우 좁지만 균일한 간극이 제공되어야 한다. 그러나 이 간극은 좁을수록 샤프트와 부시간에 더욱 쉽게 직접 접촉이 발생할 것이고 최악의 경우 멈추어 선다. 다른한편으로 간극폭이 더 크면 큰 누출손실이 발생하며, 이것은 특히 고압과 큰 샤프트 지름들인 경우 더 이상 받아들일 수 없다.
부시의 내부표면과 샤프트의 외부표면 사이에 형성된 압력실은 샤프트로 가는 작업유체 공급의 개별적인 압력으로써 장입될 수 있으며 부시의 일정한 연장을 보장하고 작업유체가 공급되지 않거나 또는 고압이 아닌 경우에 조차 서로에 대하여 미끄러지는 밀폐면들 간의 접촉압력과 마찰을 감소시킨다. 종래의 로터리 조인트들에서 하나의 문제가 존재하며 그중에서도 이것은 비록 미끄럼 밀폐면들 간의 마찰이 작업유체의 공급동안 계속 허용될 수 있고 동시에 발생하는 마찰열이 역시 부분적으로 작업유체에 의하여 배출되지만 만약 작업유체의 공급이 중단되거나 또는 작업유체의 압력이 상당히 감소되면 마찰과 발생하는 마찰열은 매우 급격하게 증가하는 것이다. 그러나 많은 경우들에 있어서 작업유체의 공급은 일정한 자주 짧은 주기들 동안 단지 제공되며, 회전하는 기계부품은 계속 일정하게 회전을 유지하고 미끄럼 밀폐면들은 따라서 서로 마찰한다.
미끄럼 밀폐면들의 한쪽 또는 양쪽에 후미부 또는 홈의 형태로 제공된 완화 챔버로 가압된 유체의 개별적인 공급을 통하여, 미끄럼 밀폐면들 간에 영구적으로 유지되는 윤활막 뿐만아니라 완화 챔버에서 그리고 인접한 미끄럼 밀폐면들 사이에서 지배적인 압력은 부시를 약간 연장하고 이들이 서로 거의 접촉하지 않고 마찰과 결과하는 마찰열이 상당히 감소되도록 멀리 분리되게 이 미끄럼 밀폐면들에 힘을 작용한다. 종래의 로터리 조인트들에서와 같이 미끄럼 밀폐면들 사이를 관통하는 유체는 상응하게 제공된 누출수집 챔버들에서 부시의 축의 바깥으로 수집되고 누출탱크로 귀환되거나 또는 이와 유사하다. 완화 챔버로 공급된 유체는 부시와 회전하는 기계 부분 사이의 마찰을 막거나 또는 감소시키기 때문에 이 부시는 공지된 로터리조인트를 보다 더욱 단단하게 끼워질 수 있다. 따라서 누출 손실들은 고압에서 그리고 큰 샤프트 지름들을 가지고 및/또는 미끄럼표면들 간의 상대적으로 높은속도들에서 수용가능한 정도로 감소된다. 동일한 유체에 대하여 작업유체로서 역할을 하므로서 방출유체로서 사용되어지는 것이 가능한 유리하다. 이것은 특히 윤활특성들을 가지는 유체들에 있어 올바르다.
본 발명은 정치된 곳으로부터 가압된 유동액체를 회전하는 기계부품으로 및/또는 역으로 전달하기 위하여 정치 기계부품과 관련된 하우징, 회전하는 기계부품과 관련된 하우징 내에서 그리고 선택적으로 역시 그곳을 통하여 뻗는 샤프트 그리고 하우징에 내장되어 샤프트를 단단하고 둘러싸고 반경방향으로 탄성 이동 가능하도록 하우징내에 밀폐적으로 장착된 적어도 하나의 부시를 포함하며, 부시의 내부표면과 샤프트의 주위표면이 밀폐면들로서 서로에 대하여 미끄러지게 제공되고 부시는 샤프트의 주위표면 및/또는 부시의 내부표면을 둘러싸는 환상의 통로를 경유하여 가압된 유동액체를 부시의 구멍을 통해 샤프트 내에서 축방향으로 뻗고 샤프트에 있는 반경구멍과 연결된 유체관으로 운반하기 위하여 적어도 하나의 반경구멍과 연결되는 적어도 하나의 반경구멍을 포함하는 그러한 로터리 조인트에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 축을 포함하는 완전하 로터리 조인트의 종단면도를 나타내고,
도 2는 단지 부시의 축 종단면도를 도 1에서 보여 질 수도 있는 것보다 더욱 상세하게 나타내며,
도 3은 축에 수직으로 그리고 완화홈들을 포함하는 면에서 부시의 횡단면도를 나타낸다.
발명의 첫 번째 실시예에서 이 완화챔버는 샤프트의 외부 또는 주위표면 또는 바람직하게 부시의 내부표면에 환형으로 둘러싸는 홈로서 구성된다. 이 완화챔버에서 원주에 걸쳐 지배되는 균일한 압력은 만약 극히 작다면 부시의 균일한 연장을 보장하고 역시 부시와 샤프트 간에 일정한 센터링 효과를 가지며, 이것은 회전하는 샤프트가 샤프트와 부시사이에서 미끄럼 밀폐면들을 따라 유체를 완화챔버로부터 밀폐간극으로 유체를 유입하는 및/또는 더 넓은 간극에서의 압력이 누출쪽으로 더 급속하게 감소하는 사실과 가능하게 연관될 수 있다. 결과하는 압력의 형태는 샤프트와 부시상에서 간극을 형성하는 밀폐면들의 센터링 효과를 가지게 된다.
발명의 또다른 바람직한 실시예에서 이 완화 홈는 여러개의 독립적인 분절들로 분할되며 즉 배출유체를 위한 여러개의 반경방향 투입구들이 제공되고, 이것들은 원주의 한 부분에 걸쳐 연장되는 이들 자체의 챔버 또는 홈와 각각 연결된다. 적어도 세 개의 이러한 완화챔버들의 바람직하게 제공되며, 이것의 중심들이 서로에 대하여 120°로 서로 엇갈려지고 이것은 예를들어 남아있는 주위부분들이 서로 이 개별적인 챔버들을 분리하는 반면 대략 100 또는 110°의 한 주위부분의 위로 뻗는다. 유사하게 네 개 또는 그이상의 동일한 챔버들이 샤프트의 원주에 대하여 균등하게 그리고 분절들로서 분배될 수 있다. 이 분절형태의 홈 부분들은 선택적으로 후미부들로서 부시의 내벽에 미끄럼 밀폐면들에 및/또는 샤프트의 외벽에 제공될 수 있다.
이러한 연결에 있어서 특히 효과적인 로터리 조인트의 한 실시예는 그곳에 방출유체를 위하여 공급관 바람직하게는 각각이 절기판을 포함하는 반경방향의 공급구들이 있으며, 이것은 방출유체의 공급이 이 절기판에 의하여 매우 크게 제어되고 만약 미끄럼 밀폐면들과 인접한 이것의 홈 부분 사이에 있는 밀폐간극이 최대폭이면 절기판의 상류흐름의 존재하는 공급압력에 있어서 압력의 축적이 발생하게 설치되거나 또는 설치될 수 있는 것이다. 만약 밀폐간극이 더 좁다면 대응하는 홈 부분의 압력은 상응하게 더 커진다. 이와같은 방식으로 샤프트가 부시의 미끄럼 밀폐면들에 대하여 더욱 조여지게 놓여지는 지점과 잠재적으로 더 큰 마찰과 더 큰 마찰열이 발생하는 시점에 이들 면상에 배열된 홈 부분들에서 다른 홈 부분드레서 보다 더 높은 압력이 존재하며, 이 압력들이 부시를 샤프트면으로부터 밀어 이탈시키기 때문에 이 트로틀링은 부시에서 회전하는 샤프트에 대하여 매우 우수한 센터링 효과를 보장한다. 다른 글루부 부분들에 인접하는 밀폐 간극은 이로인하여 더 작아지며, 따라서 거기에 너무 높은 압력이 형성되며 최종적으로 회전하는 샤프트의 경우에 있어서 동적 평형이 발생하고 이 샤프트는 최적으로 중심에 위치되고 부시의 미끄럼 밀폐면들과는 최소의 마찰을 나타낸다.
이 완화홈들 또는 글루부 부분들은 바람직하게 쌍으로 배열되고 부시의 및/또는 공급구들의 축방향으로 양쪽면들 상에 있는 샤프트 또는 작업유체에 대하여는 홈들의 미끄럼 밀폐면들에 제공된다.
또한 분리 홈들이 완화 홈들 또는 홈 부분들과 작업유체를 위한 공급구 또는 공급홈 사이에서 바람직하게 부시의 미끄럼 표면들에 제공되며 이 분리홈들은 누출관 또는 누출 디스차지와 연결되고 가압된 작업유체가 밀폐간극을 통하여 완화 장치의 홈들 또는 홈 부분들로 통과하지 않게 보장하며, 이로인하여 완화 홈들의 센터링 효과를 감하거나 또는 방지한다. 이 분리 홈은 완화장치의 홈들 또는 글루부 부분들과 분리 홈 사이에 항상 압력차가 존재하는 것을 보장하며, 즉 누출캠버에 대하여 이것이 더 클수록 각각의 홈 부분과 완화 글루부 사이에 있는 영역에서 밀폐면들 간의 밀폐간극은 더 좁다. 다른한편으로 밀폐간극에 의하여 형성된 작업유체 압력과의 접속은 홈 부분들의 센터링 효과를 손상시킬 수 있다. 완화 홈의 방향으로 작업유체용 공급구 또는 공급홈로부터 벗어날 수 있는 작업유체는 분리 홈에 의하여 수집되고 누출 수집챔버로 이송된다. 다른한편으로 밀폐간극에 의하여 형성된 작업유체 압력과의 접속은 홈 부분들의 센터링 효과를 감할 수 있다.
예고없이 이 분리홈들은 바람직하게 쌍들로 주어질 수도 있고 작업유체용 홈들을 완화 홈들 또는 홈 부분들을 포함하는 쌍들로부터 분리하여 진다.
완화유체에 대한 압력원은 기본적으로 작업유체에 대한 압력원과 같고 따라서 바람직하게는 작업유체와 완화유체는 동일하다. 작업유체를 위하여 구멍들 및 홈들로의 유체공급이 차단될 수 있고 반면 동시에 완화홈들 또는 홈부분들로의 공급이 유지되고 회전하는 기계부분이 정지할 때 필요하다면 정지되는 것이 밸브들에 의하여 상응하게 보장될 수 있다.
하지만 특히 작업유체에 대한 압력원이 일정한 압력을 위하여 구성되지 않거나 또는 변화될 때 또는 완화홈들에서 압력의 개별적인 제어가 계획적으로 바래어질 때 완화유체에 대하여 독립된 압력원을 제공하는 것이 유리할수도 있다.
본 발명의 또다른 유리한점들, 특징들 그리고 가능한 적용들이 선호되는 실시예와 관련된 도면들의 다음 기술로부터 명백해 질 것이다.
도 1에 고정된 기계부분(1)과 샤프트(2)의 형태로 회전하는 기계부분을 도시한다. 이 고정된 기계부분(1)은 기본적으로 반경방향 구멍들(12)와 (14) 그리고 축방향 구멍(13)을 가지는 하우징(11)으로 이루어지며, 그 이상의 반경방향 및 축방향 구멍들이 설명된 횡단면의 바깥에 제공된다. 하우징(11)은 또한 두 개의 미끄럼 밀폐부시들(3,3')을 내장하며, 이것은 하우징 내부에서 약간의 반경방향으로 움직이게 배열되고 탄성적인 O-링 시일(seal)들(6)에 의하여 하우징 내에서 대체로 중심이 맞추어지고 밀폐가 유지되지만 O-링들이 약간 변형될 때 반경방향으로 탄성 이동될 수도 있다. 이 O-링들은 하우징(11)의 원통형 내벽에 있는 상응하는 홈들에 내장되지만 부시들의 외표면들에 이들 홈들을 제공하는 것이 역시 가능하다.
이 부시들(3,3')은 더욱 상세하게 설명되지 않은 부시들과 두 개의 써클립들(circlip) 사이에 있는 마찬가지로 상세하게 설명되지 않은 내부로 돌출하는 쇼율더에 의하여 이들의 축 위치에 고정된다. 두 개의 볼 베어링들(4)이 부시들의 축 바깥으로 하우징(11)에 역시 배열되며, 이 볼 베어링들은 주로 반경방향의 마찬가지로 축방향의 부하들을 흡수할 수 있다. 로터리 조인트의 마감은 탄성의 밀폐립들을 가지며 단지 미세한 힘으로써 샤프트(2) 표면상에 놓여지지만 어떠한 큰 마찰 또는 마찰열을 야기시키지 않는 두 개의 미끄럼 시일(seal)들에 의하여 축방향으로 이루어 진다.
하우징(11) 내의 반경방향 구멍들(12,14) 그리고 마찬가지로 부시들(3,3')내의 반경방향 구멍들(31)은 각각이 하우징의 내부와 홈들(32,33)을 각각 둘러싸는 부시들의 외부 및 내부상에서 개방되어 유체가 하우징 또는 홈들 내에서 원주방향으로 반경방향 구멍들(14,31)의 상대적인 위치에 상관없이 이들의 구멍들 및 홈들을 경유하여 운반될 수 있다. 마찬가지로 유체는 홈(32)을 경유하여 구멍(31)에서 샤프트(2)의 반경방향 및 축방향 구멍들(22,23)로 이동되어 다시 이것은 원주방향에서 이것의 위치에 의존하지 않게 된다.
이 두 개의 부시들(3,3')은 작업유체의 공급과 다른 모든 상기한 특징들에 대하여 동일하다. 그러나 부시(3)는 부시(3)에서 홈들(34)과 부가적인 반경방향 구멍들(5)에 의하여 형성되고 이를 경유하여 가압된 완화유체가 공급되는 완화장치에 의하여 부시(3')와 구별된다. 부시(3')가 상응하는 완화장치와 함께 역시 제공될 수 있지만 도 1에 따른 실시예에서 도시되는 바와같이 완화장치를 가지는 부시와 완화장치를 가지지 않는 부시(3')와의 조합이 만약 예를들어 구멍들(14,31)을 통하여 그리고 따라서 부시(3')을 통하여 공급된 작업유체(예컨데 린싱매체로서 역할하는 물)가 부시(3)을 통하여 공급된 작업유체;(예컨데 유압오일)보다 대체로 더 낮은 압력 밑이거나 또는 공급되어져야만 한다면 일정한 적용들을 위하여 역시 지각되어지는 것이 예고없이 이루어진다. 이러한 경우에 있어서, 부시(3') 즉, 이것의 원통형 표면(38)과 샤프트(2)의 주위표면 사이에 미끄럼 밀폐면들이 심지어 상대적으로 큰 밀폐간극들로서 단지 약간의 누출흐름이 공급된 유체의 낮은 압력으로 인하여 흘러 나오기 때문에 이러한 영역에서 다소 더 큰 역할로서 만들어져서 이 경우 마찰발생과 마찰열은 더 작아진다. 만약 작업유체의 압력이 영구적으로 높다면 밀폐간극으로 관통하는 유체가 역시 독립적이고 둘러싸인 완화홈으로부터 공급된 유체에 대하여 유사한 효과를 가지기 때문에 독립의 릴리프를 생략하는 것이 선택적으로 가능하다. 그러나 만약 서로에 대한 표면 미끄러짐의 상대속도들 및 작업유체의 압력이 상당히 높지만 특히 매우 빠르게 회전하는 샤프트들의 경우에서나 또는 큰 지름을 가지고 적당히 빠르게 회전하는 샤프트들의 경우에 가끔 낮은 값들을 역시 나타낼 수 있으며, 이것은 예를들어 가끔은 매우 높은 압력하에 있지만 종종 그리고 가끔은 매우 낮은 압력하에 역시 있는 유압오일 또는 이와 유사한 것으로서 공급되어져야 한다면 이 완화장치는 필요하거나 또는 적어도 인식가능하다. 완화유체는 하주징에 있는 축방향구멍(13) 및 반경방향 구멍(12)을 경유하여 부시(3)에 있는 반경방향 구멍들(5)로 운반되며, 여기서 역시 반경방향 구멍(12)의 오르피스에서 하우징(11)의 내부표면을 둘러싸는 홈들(35)이 또다시 원주방향에서 구멍(5)의 위치에 상관없이 유체의 공급을 보장한다.
완화구멍들은 둘러싸는 홈들(34) 또는 홈부분들에서 부시(3)의 내부면 상에 차례로 개방되며, 각각의 홈부분은 그다음 이 자체의 반경방향 공급구(5)를 경유하여 공급된다. 이러한 실시예의 또다른 상세부들이 도 2 및 도 3에 도시되어 진다. 도 2는 도 1에서의 경우에서와 동일한 단면이지만 하우징(11)과 샤프트(2)가 없이 부시(3)을 다시 도시하며, 이 단면은 작업유체를 위하여 두 개의 직경방향으로 반대된 공급구들(31)을 관통한다. 이러한 공급구(31)는 부시(3)의 내부면상에서 둘러싸는 홈들(32)로 개방되며, 거기에서부터 유체는 도 1에 도시된 샤프트(2)에서 반경방향구멍(23)으로 통과할수도 있다.
완화장치는 작업유체를 위한 공급구들 및 홈들의 양쪽면들 상에 쌍으로 제공되지만 도 2에서 이것은 오른쪽면에 참조 숫자들로서만 제공되고 아래에 설명된다. 상세하게 이 완화장치는 120°원주간 거리로 서로에 대하여 파상배치되고 각각이 내부면상에서 홈부분(34')으로 열린 세 개의 구멍들(5)을 포함한다. 각각의 구멍들(5)에는 선택적으로 조정가능하여 질수도 있는 하나의 절기판(7)이 배열되어 있다.
샤프트(2)의 외부 원통형 주위표면(28)과 부시(3)의 내부 원통형표면(38) 사이의 밀폐간극(40)이 도 3에 매우 과정되어 도시되어 있다. 사실상 표면들(28,38)은 꼭맞게 그리고 좁은 밀폐간극으로서 서로 인접하여 그러나 홈부분들(34')에서의 압력은 부시(3)의 어떠한 연장을 보증하고 표면들(28,38)간의 마찰물림을 감소시킨다. 이것이 완화장치의 정확한 목적이며 이러한 완화효과와 마찰감소는 다수의 홈부분들(34') 대신에 단일의 둘러싸는 홈이 단지 단일의 공급구(5)가 상응하게 제공되어질 필요가 있기 위하여 제공될 때 분명히 현저하여진다. 절기판(7)은 역시 생략될 수 있다.
이 세 개의 홈부분들(34') 또는 그안의 압력하에 수용된 완화유체는 부가적으로 샤프트(2) 상에 센터링 작용을 가한다. 이것은 물론 유체가 밀폐간극(40)을 통하여 흘러나가기 때문에 만약 부시(3)에 대하여 샤프트(2)의 반경방향 변위로 인하여 축방향으로 적절한 홈부분(34')에 인접하는 밀폐간극(40)이 확장된다면 절기판들(7)이 압력의 상당한 감소가 챔버(34') 내에서 발생되도록 조정되어지는 것이 필요하다. 만약 반대로 이용가능한 반경방향의 운동을 이용하여 홈부분들(34') 중의 하나의 방향으로 샤프트(2)가 변위된다면, 이 영역에 인접한 밀폐간극(40)은 크기가 감소하며 따라서 상응하게 작은 완화유체가 이 밀폐간극(40)을 통하여 배출될 수 있고 절기판(7)을 통하는 압력하에서 흐르는 완화유체는 이 밀폐간극을 통하여 흘러나가는 유체와 절기판(7)을 통하여 흐르는 유체사이에 평형이 도달될때까지 이러한 홈부분(34')에서 압력을 증가시킨다. 만약 홈부분들(34') 중의 하나에서의 압력이 다른 두 홈부분들(34')과 관련하여 증가한다면 첫 번째 홈부분(34')에서의 더 높은 압력이 중심을 향한 샤프트(2) 반경방향 변위를 보증한다. 이러한 방식에서 첫 번째 홈부분(34')에서의 압력은 다른 두 부분들(34')에서 낮아지고 증가하여 평형에 최종적으로 도달되며, 여기서 이 샤프트(2)는 최적으로 중심에 맞추어 진다. 비록 이상적으로 중심이 맞추어지는 위치에 대하여 샤프트(2)의 경미한 요동과 진동이 발생하지만 표면들(28,38)간에 발생하는 마찰은 이러한 센터링 효과에 의하여 서로 최소화 된다.
도 1에는 보이지 않는 부시(3)의 또다른 특징은 한쌍의 분리홈들(36)의 형태인 것이며, 이것은 다시한번 도 2의 오른쪽 반에 표시되어 참조번호로서 제공되고 설명된다. 부시(3)의 왼쪽반은 오른쪽 반의 거울 대창상으로서 구성되어 진다. 부시(3)의 내표면상에 그리고 특히 밀폐면(38)에서 한 후미부로서 제공된 분리홈(36)은 작업유체를 위한 공급홈(32)과 완화유체를 위한 홈부분들(34') 사이에 축방향으로 배열된다. 이러한 완화홈(36)은 부시(3)에서 반경방향과 축방향으로 뻗고 도 1에서 도시된 누출수집 챔버들(26')로 이르는 구멍들 또는 관들(37)과 연결되며, 이 누출수집챔버들은 하우징(1)에 있는 구멍들(26)을 경유하여 누출탱크(8)에 이른다.
도 2에서 보여질 수 있는 바와같이 부시(3) 미끄럼 밀폐면(38)의 대략 2/3이 완화유체로 덮혀지며, 이것은 홈부분들(34')에서 출발하여 분리홈(36) 또는 부시(3)의 전단부를 경유하여 누출수집챔버(26')로 나아간다. 근사의 방식으로써 완화유체가 홈부분(34')에서부터 완화홈(36) 또는 홈부분(34')에 대하여 대략 일정거리로서 선형의 관계에 있는 홈(3)의 자유전단부로 이동함에 따라 압력은 떨어지며, 반면 홈(34) 또는 (34') 자체의 영역에서는 최대압력이 지배한다. 따라서 중심부에 홈부분(34')에 작용하는 압력의 반 이상이 완화유체에 의하여 부하되어지는 표면상에 가해진다. 만약 작업유체가 구멍(31)과 공급홈(32)을 통하여 부가적으로 공급된다면 이 작업유체의 누출흐름은 면(38)과 분리홈(36)의 샤프트 사이에 있는 밀폐간극을 경유하여 분리홈(36)으로 흘러 나가고 상응하는 압력으로 밀폐면(38)의 이러한 부분에 역시 힘을 가한다. 이것은 부가적으로 미끄럼 밀폐면들(38,28) 사이에 마찰감소에 기여하며 부분들(34')과 밀폐간극(40)의 인접부분들에 의하여 가하여지는 압력은 부가적으로 샤프트(2)의 중심맞추기에 영향을 준다. 이러한 실시예로써 밀폐간극(40)에서 발생하는 작업유체의 과도하게 많은 손실없이 고속 또는 연결반경범위와 매우 높은 전달압력으로 로터리 조인트들을 작동시키는 것이 가능하다. 독립적인 완화홈들 또는 홈부분들을 가지는 본 발명에 따르는 실시예에서는 부시들이 상대적으로 치밀한 허용오차로서 샤프트의 원주에 합치되어 질 수 있는 효과를 가지며, 이로인하여 이 누출흐름은 심지어 높은 전달압력들에서 최저로 유지되고 압력완화장치는 그럼에도 불구하고 동시에 과도한 마찰 또는 마찰열의 발생 방지를 도모한다. 부가적인 마찰감소 효과들은 예를들어 특수한 미끄럼 표면코팅과 같은 종래의 수단에 의하여 물론 달성될수도 있다. 따라서 예컨데 샤프트의 주위표면은 세라믹층으로서 제공될 수 있으며, 반면 부시의 내부표면(38)은 내마찰합금으로서 특수하게 라이닝될 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 이전의 기술에 대하여 상기 언급된 특징들 즉 서로에 대하여 미끄러지는 표면들의 상대속도들에서 및/또는 압력들 특히 심지어 변화하는 압력들에 작업유체가 공급될 수 있는 압력들에서 샤프트 지름의 더 큰 증가를 허용하는 로터리조인트를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 작업유체 공급구로부터 독립된 적어도 하나의 반경방향의 구멍을 가지며 이 반경방향의 구멍은 부시의 내부표면 상에 또는 샤프트의 외부표면상에 형성된 압력실로 뻗고 투입구를 통하여 액체압력으로 작업유체를 독립적으로 공급하여 장입될 수 있는 그러한 부시를 구성하여 해제장치를 제공함으로 달성된다.

Claims (8)

  1. 정치된 기계부품(1)으로부터 가압된 작업 유동액체를 회전하는 기계부품(2)으로 및/또는 역으로 전달하기 위하여 정치 기계부품(1)과 관련된 하우징(11)과, 회전하는 기계부품과 결합되어 있으며 하우징(11) 내에서 그리고 선택적으로 역시 그곳을 통하여 뻗는 샤프트(2)와, 하우징에 내장되어 샤프트를 단단하고 둘러싸고 반경방향으로 탄성 이동 가능하도록 하우징(11)내에 밀폐적으로 장착된 적어도 하나의 부시(3)를 포함하며, 이 부시(3)의 내부표면과 샤프트(2)의 주위표면이 서로에 대하여 미끄러지게 밀폐면(38,28)들로서 제공되고 그리고 상기한 부시(3)는 샤프트의 주위표면 및/또는 부시의 내부표면을 둘러싸는 환상의 통로(32)를 경유하여 가압된 유동액체를 부시의 구멍을 통해 샤프트 내에서 축방향으로 뻗고 샤프트(2)에 있는 반경방향구멍(23)과 연결된 유체관(22)으로 운반하기 위하여 적어도 하나의 반경구멍과 연결되는 적어도 하나의 반경구멍(31)을 포함하는 그러한 로터리 조인트에 있어서,
    완화장치는 유체공급구(31)로부터 분리된 적어도 하나의 반경방향 구멍(5)을 가지는 부시(3)를 구성함으로써 제공되며, 이 반경방향구멍(5)은 부시(3)의 내부표면상에 및/또는 샤프트(2)의 외부표면상에 형성된 완화통로(34)에로 뻗고 가압된 유체로서 힘이 가하여 질 수 있는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  2. 제 1항에 있어서,
    완화통로는 환상으로 둘러싸인 홈(34)으로서 바람직하게는 부시(3)의 내부표면에 구성되어 지는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    완화장치는 여러 주위부분들에 배열도고 주위단편에 걸쳐서 연장된 챔버와 각각이 연결되는 다수의 반경방향 구멍들(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  4. 제 3항에 있어서,
    절기판수단(7)이 각각의 챔버(34')에 대하여 유체의 공급에 제공되어 지는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  5. 제 2항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서,
    완화수단이 작업유체를 위하여 제공된 반경방향 구멍의 양쪽면들에 축방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,
    환상으로 둘러싸인 분리홈(36)이 미끄럼 밀폐영역에서 작업유체를 위한 완화수단과 공급부(31,32) 사이에 제공되며, 이 분리홈(36)은 외부로 개방되거나 또는 구멍들(37)을 경유하여 누출수집챔버(8)와 연결되는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    완화챔버들이 작업유체공급을 위하여 제공된 것과 동일한 압력원으로부터 힘을 받는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
  8. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    독립의 압력원이 완화수단을 위하여 제공되며, 이 압력원은 바람직하게 작업유체를 위나 관(31)으로 공급되어지는 것과 똑같은 작업유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 로터리조인트.
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