KR20000070773A - 축방향으로 이동가능한 로터를 구비한 유체역학적 리타더 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유체역학적 리타더는 로터(4.0)를 갖는 로터 하우징(3.0) 및 스테이터(2.0)를 갖는 스테이터 하우징(3.0)을 구비한다. 로터 하우징과 스테이터 하우징은 스테이터와 로터 사이에 갭이 형성될 수 있도록 서로 연결되어 있다. 리타더는 로터를 스테이터에 대해 축방향으로 이동시킬 수 있는 장치를 구비한다. 상기 장치는 상기 로터를 제1 위치에서 제2 위치로 자동 이동시킬 수 있는 장치를 포함한다.

Description

축방향으로 이동가능한 로터를 구비한 유체역학적 리타더{HYDRODYNAMIC RETARDER WITH AXIALLY DISPLACEABLE ROTOR}

유체역학적 리타더는 기어기술II(Gear Technology II) VDI 안내서, VDI 지침서 VDI 2153, 유체역학적 동력 전달 개념-구성형태-기능방식의 제7장 브레이크 또는 더블(double), 기계구성(machine construction)의 지침서 제 18판 페이지 R49-R53 등에 공지되어 있다. 상기 출판물에 개시된 내용들은 본 출원에 반영된다. 자동차 또는 강하게 교호 작동하는 설비에 사용되는 리타더들은 블레이드가 장착된 작동 순환로를 작동 유체로 충전시키거나 텅 비게 하므로써 절환(Switch on/switch off)된다. 또한, 리타더가 off 상태로 절환되었을 경우, 예컨대 잔여 오일의 순환 등의 이유로 휴지기가 존재하게 된다. 휴지기에 의해 제동 모멘트는 매우 경미한 영향을 받지만, 높은 회전율은 좋지 않은 영향이 미치며 리타더를 불필요하게 고온으로 가열한다. 환기 손실을 피하기 위한 여러 가지 방법이 공지되어 있다. 특히, 스테이터 볼트의 사용과 함께 순환을 철수시키는 방식이 있다. 그러나, 이 방법은 매우 비용이 많이 들며 많은 공간을 필요로 하고, 리타더의 크기가 커야 한다는 문제가 있다. 스테이터 볼트를 사용하는 방법의 실질적인 단점은 스테이터 베이스의 형상이 제동 작동시 작동 순환로로 연장되므로써 유체의 순환을 방해한다는 것이다. 아이들(idle) 작동시 별도의 순환로에 정확하게 설정된 양의 오일이 포함되는 형태의 외측 냉각 순환로를 사용하는 경우는 부가적인 요소들을 필요로 하기 때문에 비용이 많이 소요된다. 또한, 각각의 순환로들 사이의 분리가 항시적으로 보장되어야 한다.

아이들 작동시 손실을 감소시키는 방법중의 하나는 로터 블레이드 휘일에 대해 스테이터 블레이드 휘일을 스윙(swing)시키는 것이다. 로터 블레이드 휘일에 대해 스테이터 블레이드 휘일의 스윙 위치를 변화시키는 것 또는 이와 동일한 형태의 이동에 대해서는 다음의 공보에 개시되어 있다.

1. DE 31 13 408 C1

2. DE 40 10 970 A1

3. DE 44 20 204 A1

4. DE 15 25 396 A1

5. DE 16 00 148 A1

이들을 실행하는 데에 있어서 발생되는 문제는 다른 작동상태에서도 능동적으로 적용될 수 있도록 하는 것이다.

DE 31 13 408 C1은 고정설비, 예컨대 풍력을 열로 전화시키는 풍력 발전 설비에 사용되는 리타더의 스테이터의 블레이드 휘일을 조절하는 방식을 개시하고 있다. 상기 조절은 수동으로 수행되거나 또는 보조 장치를 활용하여 수행한다. 스윙 위치에 스테이터 블레이드 휘일을 세팅시키는 것은 스크류 등과 같은 기계 장치에 의해 수행된다. 이러한 조절은 풍력발전 설비에 대한 유량을 제어하기 위해 사용된다. 상기 조절에는 시간이 많이 소요되며, 그 집행 역시 자동차의 경우와는 다르게 나타난다.

DE 40 10 970 A1에 개시된 리타더는 상기 DE 31 13 408 C1에 개시된 장치와 유사하다. 여기서도, 스테이터 블레이드 휘일의 위치는 가변된다. 그러나, 상기 스테이터 블레이드 휘일의 위치의 변화는 제동 모멘트에 대해 부가적으로 발생되는 반력에 의해 발생되는데, 상기 반력은 제동 모멘트에 비례한다. 이러한 반력은 블레이드의 구조 또는 블레이드 휘일의 베어링에 의해 발생된다. 상기 반력에 대해 반대되는 조절력(adjusting force)이 존재하는데, 상기 조절력은 조절장치에 의해 발생된다.

상기 조절력은 반력 및 제동 모멘트에 결정적으로 영향을 미치는데, 그 이유는 폐쇄 시스템(closed system)에 작용하는 외부 모멘트의 합이 제로에 상응하기 때문이다. 양자는 제동 모멘트의 제어 또는 세팅을 위해 제공된다. 이들은 건설비용 및 구성요소의 수에 의해 구별된다.

DE 44 20 204 A1은 자동 스윙 스테이터를 구비한 리타더를 개시한다. 상기 자동 스윙 스테이터는 아이들링 위치에 있는 편심 베어링으로 인하여 자동으로 특정 위치에 배치되는데, 상기 위치에서는 공기가 로터 블레이드 휘일과 스테이터 블레이드 휘일의 사이로 이동되지 않거나 아주 작은 양의 공기만이 이동된다.

아이들링 손실을 감소시키기 위한 또 다른 기술이 DE 15 25 396 A1과 DE 16 00 148 A1에 개시되어 있다. 상기 공보에서는 아이들링 작동시 제동 샤프트로부터 로터를 해제시키며, 제동 작동시 이들을 결합시키는 커플링 시스템을 제공하므로써 아이들링 성능을 가능한 낮추고 있다. 이러한 기술의 문제점은 리타더의 제조 비용이 많이 소요된다는 것이다.

따라서, 상기 문제점들을 해소시킬 수 있는 리타더의 개발이 요청되고 있다. 아이들링 작동은 전체 리타더의 작동 시간의 약 95%에 달하기 때문에 최소 아이들링 성능을 찾아야 한다. 동시에, 가능한 최소 경비로 구조를 만들어야 하며, 리타더는 작동 준비 위치에 세팅되어 있어야 한다.

본 발명은 청구항 1항에 기재된 바와 같은 유체역학적 리타더(retarder)에 관한 것이며, 또한 시스템 에너지를 이용하여 리타더를 제1 위치에서 제2 위치로 자동 이송시키는 방법에 관한 것이다. 상기 제1 위치는 아이들링 위치이며 상기 제2 위치는 작업 위치이다.

상기 문제점들은 청구항 1항에 개시된 바와 같은 유체역학적 리타더를 제공함에 의해 해소될 수 있다.

본 발명에 따르면, 리타더는 로터를 스테이터에 대해 축방향으로 이동시키는 수단을 구비한다. 상기 수단은 로터를 제1 위치에서 제2 위치로 자동 이동시키는 수단을 구비한다.

상기 제1 위치는 아이들링 위치이며, 상기 제2 위치는 작업 위치이다.

이러한 경우, 아이들링 작동시 로터와 스테이터 사이의 공간이 작동 상태에 상응하는 공간에 도달될 때까지 리타더의 작동에 따라 자동으로 변경될 수 있다.

로터와 스테이터 사이에 충분한 공간이 확보되므로써 빈 리타더의 공기 순환에 의한 반발력이 현격히 감소될 수 있으며, 이에 의해 비제동시 냉각을 하지 않더라도 리타더가 가열되는 것을 피할 수 있다.

본 발명의 장점은 로터가 회전하는 로터 샤프트 상에서 축방향으로 활주할 수 있다는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터 하우징은 적어도 하나의 압력 공간을 갖고 있다. 이러한 경우, 압력 공간의 경계벽의 일부분이 로터의 후방측으로 형성된다. 이는 로터의 이동을 가능하게 만드는데, 그 이유는 로터의 후방측에 형성된 압력 공간이 피스톤과 같은 방식으로 로터를 축방향으로 이동시키는 압력매체로 충전되어 있기 때문이다. 리타더의 후방측 상에 작용하는 압력에 대항하는 유체역학적 반력은 공정 중에 극복되어야 한다.

로터 하우징은 두 개의 압력공간을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 하나의 압력공간은 리타더의 배출 채널의 일부분이 된다. 상기 구성을 갖는 본 발명은 리타더가 비어 있을 때 로터 하우징 상에 압력이 작용하지 않게 된다는 장점이 있으며, 이에 따라 스위치가 off인 상태에서는 소정 크기를 갖는 갭이 형성되고 스테이터와 로터는 서로 멀리 이격된다.

제2 압력 공간은 리타더의 충전 채널의 일부분으로 되는 것이 바람직하다. 그러면, 리타더가 충전되었을 경우, 로터는 스테이터에 대해 축방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 배출 압력이 상승되고 매우 좁은 휘일 갭이 형성되게 된다.

본 발명은 로터 하우징 내에 제3 압력 공간을 제공할 수도 있다. 이러한 경우, 제1 및 제2 압력 공간은 충전 채널 및 배출 채널의 일부분으로 되는 것이 바람직하다. 그러면, 리타더가 이미 비어있는 경우, 또는 완전히 비어 있지는 않은 경우, 또는 부분적으로만 충전되어 있는 경우에 압력 공간을 통해 부가적인 압력이 발생한다.

경제적인 형태로서, 상기 이동 수단은 로터의 토오크를 축방향 이동으로 전화시키는 장치를 구비한다. 아이들링 위치에서, 리타더가 로터 토오크의 전환에 의해 회전하는 상태로 되어 있다면, 다음과 같은 공식이 성립된다.

Fax(기계적인 축방향 힘) > +F(축방향 유압력)

따라서, 로터와 스테이터의 공간은 작동 상태의 공간으로 될 때까지 감소하게 된다.

로터에 작용하는 토오크를 축방향 이동으로 전환시키기 위하여, 여러 가지 구조적인 해결책이 제시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가파른 경사도를 가지며 균일한 피치를 갖는 스크류가 제공될 수 있다.

또한, 활주 블록 가이드가 제공될 수도 있다.

스크류 또는 슬라이드 블록 가이드는 로터 허브 상에 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 스크류 또는 슬라이드 블록 가이드는 함께 회전하는 로터 하우징 내에 설치되는 것도 가능하다.

토오크를 축방향 이동으로 전화시키기 이해 스크류의 형태로된 수단을 사용하는 대신에 트랙션(traction) 메커니즘 또는 호이스팅(hoisting) 장치 등을 사용하는 것도 가능하다.

작동 상태로 돌입할 때, 로터를 스테이터로부터 자동으로 분리시키는 것이 필요하다면, 복원 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 복원 장치를 제공함에 의해, 비제동위치에 있는 로터를 자동으로 아이들링 위치로 복귀시키는 것이 가능하며, 이때, 로터는 스테이터로부터 큰 간격을 두고 이격된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복원 장치는 스프링을 포함한다. 또한, 상기 복원 동작은 압력의 인가에 의해 발생된다.

스테이터에 대해 축방향으로 로터를 이동시키는 또 다른 수단으로서 피스톤이 제공될 수 있으며, 전기적 세팅 드라이브가 제공될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리타더를 보여주는 도면이다.

도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리타더를 보여주는 도면으로서, 도1에 도시된 리타더에 추가의 압력공간이 제공된 상태를 보여주는 도면이다.

도3은 충전 채널이 스테이터 측에 배열된 상태를 보여주는 도면이다.

도4는 축방향 이동을 위하여 피스톤이 사용되는 것을 보여주는 도면이다.

도5는 축방향 이동을 위하여 세팅 모터가 적용된 상태를 보여주는 도면이다.

도6은 리타더 토오크를 축방향 이 동력으로 전환시키기 위한 수단을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리타더를 보여주는 도면이다.

도7은 전환 수단으로서 로터의 허브 상에 설치된 스크류의 상세도이다.

도8A-B는 전환 수단인 슬라이드 블록 가이드의 상세도이다.

도9A-9C는 전환 수단인 레버의 상세도이다.

도10A-10C는 전환 수단인 트랙션 장치의 상세도이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리타더를 보여주는 도면이다. 본 발명에 따른 유체역학적 리타더는 로터(4.0)를 수용하는 로터 하우징(3.0) 및 스테이터(2.0)가 설치되어 있는 스테이터 하우징(1.0)을 구비한다. 본 실시예에서, 로터(4.0)는 샤프트(10.0)에 견고하게 연결되어 있다. 상기 샤프트(10.0)는 기어 휘일(도시 안됨)에 결합되는데, 일차 리타더의 경우 모터의 크랭크축에 결합되며, 또는 이차 리타더의 경우 기어의 비구동측, 예컨대 기어의 비구동측에 배열된 샤프트에 결합되어 있다. 로터와 스테이터 사이에는 갭(12.0, 12.1)이 형성되어 있다. 갭(12.0)은 제동작동시 나타나게 되며, 갭(12.1)은 스위치가 off 상태일 경우에 나타나게 된다.

샤프트(10.0)는 로터 하우징(3.0)을 향해 연장하는데 로터의 후방벽(4.4)을 관통하지는 않는다. 이러한 구조는 로터의 후방벽(4.4)에 압력 공간(3.1)이 형성되는 것을 가능하게 한다. 압력 공간(3.1)이 작용할 때, 로터는 축방향으로 이동하게 된다.

리타더에 대한 충전은 충전 채널의 일부분인 압력공간(3.1)으로부터 개구부(103)를 통해 로터의 블레이드들로 매체를 유동시키므로써 이루어진다. 개별 블레이드들을 통해 리타더를 충전시키는 것은 중심부에 대한 충전시 낮은 충전압력이 형성된다는 장점을 갖는다. 또한, 시작압력이 낮게 형성된다는 장점이 있다..

본 실시예는 로터 하우징(3.0) 내에 두 개의 압력공간이 형성된다는 특징으로 가지고 있다. 압력공간(3.1)은 리타더의 충전채널의 일부분이며, 압력공간(3.2)은 배출채널의 일부분이다. 압력공간(3.1, 3.2)들은 벽 구조로서 하우징 벽의 일부분 및 로터의 후방측(4.4)을 포함한다. 로터의 외경에는 회전식 밀봉체(4.1)가 제공되며, 내경에는 회전식 밀봉체(4.2)가 제공된다. 이에 따라, 압력공간 또는 채널(3.1, 3.2)이 서로에 대해 그리고 외부에 대해 밀봉된다. 로터 하우징 내의 로터의 위치는 위치(A)와 위치(B)로 표시되어 있다. 위치(A)는 리타더에 의해 제동이 이루어지는 제동위치이며, 이때 스테이터(2.0)와 로터(4.0) 사이의 거리(12.0)는 매우 작다. 반면, 휴지위치(B)는 도1에서 하부에 해당되는 위치로서, 아이들링 작동 상태를 나타내며, 스테이터와 로터 사이에 큰공간(12.1)이 형성된다. 아이들링 위치에서 스테이터(2.0)와 로터(4.0)는 그 구조 범위 내에서 최대한 서로에 대해 이격된다. 이러한 위치에서 스테이터(2.0)와 로터(4.0) 사이의 갭(12.1)은 매우 크게 형성되며, 따라서, 두 개의 블레이드 휘일이 상호 이격되고, 이에 의해, 아이들링 작동상태, 즉 리타더가 비어 있는 상태에서는 최소 열에너지가 발생하게 된다. 휴지위치에서, 아이들링 작동상태인 리타더를 별도로 냉각시키는 것 또는 작동 매체를 순환시키는 것은 필요치 않거나, 약간 필요하다. 그 이유는 발생되는 열이 허용치를 초과하지 않거나 약간 초과하기 때문이다. 도1에 예시된 실시예의 장점은 로터를 휴지위치에서 도1의 상부에 도시된 작업 위치로 자동 이동시키는 것이 가능하게 된다는 것이다. 이는 리타더의 가동 이후 스위치-온(switch-on) 임펄스를 부가하여 리타더의 작동 매체를 충전 채널 및 충전채널 압력공간(3.1)을 통해 리타더로 유동시킴에 의해 달성된다. 충전 채널 압력공간(3.1) 구역에서 로터의 후방측(4.4)에 압력을 인가함에 의해, 로터(4.0)는 도1의 상부에 도시된 작업 위치로 축방향으로 이동되며, 갭(12.0)은 유체역학적 축방향 힘에 대항한다. 로터 후방측에 압력을 인가하여 제동 위치로 로터를 자동이동시키는 것은 부가적인 외력의 인가를 필요치 않는다는 장점을 갖는다. 비제동 작동시 또는 아이들링 작동시 작동 매체가 리타더에 충전되어 있지 않을 경우에는, 예컨대 스위치 오프(switch-off) 임펄스에 의해 충전 채널로의 작동 매체의 공급이 방해를 받게되며, 이에 따라, 압력공간(3.1, 3.2) 내의 압력이 최소 값으로 떨어지게 된다. 이러한 압력은 빈 리타더에 작용하는 축방향 힘에 대항하여 로터를 작동위치에 유지시키기에 충분치 않다. 그러므로, 리타더는 휴지 위치로 이동된다. 금속편(metal cheeks)을 삽입하여 아이들링 손실을 최소화하는 실시예와는 달리, 본 실시예에서는 이러한 작업이 자동적으로 이루어지게 되며, 따라서, 제조비용이 많이 소요되는 부가적인 레버 장치 및 별도의 기구 장치가 필요치 않게 된다.

도1에 도시된 실시예의 장점은 로터(4.0)의 축방향 이동을 위해 외부적인 조치를 취할 필요가 없다는 것이다. 이미 시스템 내에 존재하는 압력을 사용하며 리타더는 비작동시 휴지 위치로 자동으로 이동된다.

도2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리타더가 도시되어 있다. 도1과 동일한 요소에 대해서는 동일한 도면부호를 표기하였다. 본 실시예에서, 유체역학적 리타더는 로터(4.0)를 수용하는 로터 하우징(3.0) 및 스테이터(2.0)가 설치되어 있는 스테이터 하우징(1.0)을 구비한다. 충전 채널(3.1) 및 배출 채널(3.2)은 로터의 후방측에 작용하도록 배치된다. 또한, 하우징은 충전 채널의 일부분인 압력 공간(3.1)과 배출 채널의 일부분인 압력 공간(3.2) 외에, 로터의 후방측에 작용하는 추가의 압력 공간(3.3)을 구비한다. 상기 압력 공간에 대한 밀봉은 회전 밀봉체(4.1, 4.2, 4.3)에 의해 보장된다. 본 시스템은 도1에 예시된 시스템과 동일한 기능을 갖는다. 둘 사이의 차이는 추가적인 압력 공간(3.3)에 의해 스테이터가 압력의 작용에 따라 부가적으로 외측으로 작용한다는 것이다. 여기서, 압력공간(3.3)으로 유체 또는 가스가 공급된다. 압력 공간(3.3)은 리타더의 작업 유체와는 독립적으로 충전되므로, 압력 공간(3.1) 내에서 충전 압력이 발생하기 전에, 로터(4.0)를 스테이터(2.0) 방향으로 축방향으로 이동시켜 작업위치로 이동시키는 것이 가능하다. 이에 의해, 리타더의 스위치-온 시간은 현격히 감소될 수 있다. 도2의 하부에 예시된 휴지위치로 리타더를 축방향으로 자동 이동시키는 것은 도1의 경우와 유사하게 이루어진다.

도3에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 여기서도 동일한 요소에 대해서는 동일한 도면부호를 표기하기로 한다.

도1 및 도2와는 달리, 본 실시예의 리타더는 로터 충전을 하지 않고 개구부(103)를 통해 스테이터를 충전한다. 그 결과, 충전 채널은 스테이터 하우징(1.0)과 스테이터(2.0) 사이에 배치된다. 스테이터는 충전 채널에 대한 밀봉체를 구비한다. 충전 채널을 스테이터와 스테이터 하우징 사이의 구역에 배치함에 의해, 로터 후방측 상의 압력 공간(3.2, 3.3)의 밀봉을 위해, 두 개의 밀봉체(4.1, 4.2)가 필요하게 된다. 압력 공간(3.2)은 배출 채널의 일부분이며, 압력 공간(3.3)은 리타더의 작동 매체에 대해 독립적으로 충전되는 추가의 압력공간이다. 압력 공간(3.2)의 확대된 작용표면으로 인하여, 로터를 축방향으로 이송시키기 위한 압력은 감소될 수 있으며, 리타더의 구조를 짧게 만들 수도 있고, 이에 따라 점유공간을 감소시킬 수 있다. 도3에 개시된 리타더의 기능에 대해서는 도1 및 도2에 개시된 바를 참조하면 된다. 도3의 리타더는 도1 및 도2의 리타더와 유사하게 가동된다.

도4에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 여기서도, 동일 요소에 대해서는 동일 부호를 표기하기로 한다.

로터 하우징(3.0) 내에 배치된 로터를 축방향으로 이송시키기 위한 수단으로서, 도4에 도시된 실시예에서는 로터 하우징(3.0)의 커버 역할을 하는 실린더(7.0)를 구비한다. 상기 실린더(7.0)는 별도의 하우징(7.3)에 내장되어 있으며 로터 하우징의 후방측에 연결되어 있는 피스톤 로드(7.1)에 작용하는 피스톤(7.2)을 구비한다. 압력 스프링(5.0)은 상기 피스톤 로드(7.1)를 감싸고 있으며, 한편으로는 피스톤(7.2) 상에 작용하고 다른 한편으로는 로터 하우징(3.0)의 후방벽에 작용한다. 휴지 상태일 경우 상기 리타더는 도면의 하부에 도시된 위치에 배치되는데, 이때, 로터는 로터와 스테이터 사이의 거리가 최대로 되는 위치로 구동한다. 이미 언급했던 바와 같이, 로터는 구동 샤프트(10) 상에서 안내된다. 도1 및 도2에서와 같이, 로터 하우징은 충전채널 압력공간(3.1) 및 배출채널 압력공간(3.2)을 구비한다. 도3과 유사하게, 실린더(7.0)에 대한 충전은 유체 또는 가스를 사용하는 것이 모두 가능하다. 가스를 사용하는 것은 공기역학적 가동을 가능하게 해준다.

도5에 도시된 리타더는 유체역학적으로 또는 공기역학적으로 구동되는 실린더(7.0) 대신에 전기모터 세팅 구동장치(8.0)를 제공한다는 점에서 도4의 리타더와 차이가 있다. 본 실시예에서는 매우 단순한 방식으로 세팅 구동력(drive)을 공급하므로써 작동중인 휘일의 갭이 무단식으로(stagelessly) 조절된다. 이는 압력공간(3.1, 3.2)에서 발생되는 압력과 함께 세팅 구동력을 부가함에 의해 달성된다. 이러한 방식에 의해, 로터 후방측에 갭(12.0)을 유지시키기 위해 필요한 힘이 생성되며, 또는 세팅 구동력을 부가함에 의해 상기 힘이 감소됨과 동시에 로터와 스테이터 사이의 갭이 확대된다. 세팅 구동력을 부가함에 의해 최대 공간(12.1)이 스테이터와 로터 사이에 형성될 수 있는데, 이를 아이들링 공간이라고도 한다. 중개(arbitrary intermediate)세팅 장치를 사용하는 것도 가능하다. 로터와 스테이터 사이의 공간을 가변시킴에 의해, 리타더의 성능지수(λ)도 다양하게 나타난다(에에 대해서는 Dubbel, Taschenbuch fur den Maschinenb au, R40 쪽을 참조하라). 세팅 모터를 제공함에 의해 로터와 스테이터 사이의 공간이 가변하게 되므로, 제동 작동시 모멘트를 조절하는 것이 가능해진다. 바람직하게는, 세팅 모터는 라인(102)을 통해 자동차의 전자제어유닛(ECU)에 해당되는 스테이터 조절 유닛(100)에 연결된다. 세팅 모터의 제공과 함께 제어 유닛의 설정된 제동 모멘트 값을 근거로, 로터와 스테이터 사이의 간격 및 제동 동작시 바람직한 제동 모멘트가 세팅될 수 있다.

도6에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있는데, 상기 실시예는 로터를 아이들링 위치에서 작동위치로 자동 이송시키는 수단이 로터 토오크를 축방향 모멘트로 전화시키는 수단을 구비한다는 특징을 갖고 있다. 도1 내지 도5와 유사한 요소에 대해서는 동일한 도면부호가 표기되었다. 로터(4.0)는 샤프트(10) 상에서 활주가능하게 가이드되며, 상기 샤프트(10)는 주 리타더의 경우 모터의 크랭크샤프트에 연결되고, 2차 리타더의 경우기어의 비구동측에 배치된 샤프트에 결합된다. 도6에 도시된 실시예의 특징은, 로터(4.0)가 가파른 나사산을 갖는 스크류(100)를 따라 가이드된다는 것이다. 상기 스크류는 로터 샤프트의 외주를 따라 작동된다. 상기 실시예에서, 가파른 나사산을 따라 축방향으로 이동가능한 로터(4.0)는 스토퍼(102)를 구비하는데, 상기 스토퍼(102) 상에는 복원 스프링(104)이 설치된다. 도6에 예시된 바와 같은 아이들링 상태에서는 로터(4.0)와 스테이터(2.0) 사이에 큰 갭(12.1)이 형성된다. 상기 갭은 로터를 도시된 위치에 유지시키는 스프링(104)의 편향력에 의해 유지된다. 아이들링 작동시, 상기 로터는 가동되지 않으며, 스프링(104)의 편향력은 회전하는 로터(4.0)의 축방향으로 변환된 토오크에 대항하여 로터를 아이들링 위치에 유지시키기에 충분하게 발휘된다. 이때, 큰 갭(12.1)이 형성된다. 리타더가 충전되었을 경우, 로터의 토오크는 증가한다. 또한, 스프링(104)의 강도는 회전이동에 의해 변환된 축방향 힘을 보상하기에 충분치 않다. 스크류 구조로 인하여, 로터는 충전시 스테이터(2.0) 방향으로 이동하여 스토퍼(2.2) 위치까지 이동한다. 이에 따라, 작동 상태에 도달한다. 작동시 갭은 지속적으로 유지되는데, 그 이유는 스토퍼(202)로부터 충분히 큰 반력이 변환된 축방향 이동력에 대항하여 발생하기 때문이다. 리타더가 비어있을 경우, 변환된 축방향 힘보다 큰 힘이 스프링(104)에 의해 발생되며, 로터는 도면에 표시된 아이들링 위치로 자동 복귀된다. 상기 실시예의 장점은 리타더의 충전이 스테이터 블레이드 휘일의 중간 부분에서 특별한 제한이 없이 개구부(103)를 통해 이루어진다는 것이다.

도7은 토오크를 축방향 힘으로 전환시키기 위한 수단으로서 급경사도를 갖는 나사산을 갖는 스크류를 구비한 로터 샤프트(10)를 도시하고 있다. 상기 스크류의 나사산(200)은 샤프트의 특정 단면 방향으로 형성되는데, 상기 샤프트와 스크류는 축방향 스토퍼(202)에 의해 경계 지워 진다. 로터(4.0)는 로터부(204)와 로터 허브(206)로 나뉘는데, 상기 로터 허브(206)는 나사산(200) 상에서 가이드 된다. 상기 나사산을 샤프트에 형성하는 대신에 로터 허브(206)의 내측에 형성할 수도 있다.

도8A 및 8B는 슬라이드 블록 가이드의 형태를 갖는 변환수단을 도시하고 있다. 도8A에는 로터(4.0)와 샤프트(10)가 도시되어 있다. 상기 로터(4.0)는 로터 허브(206)를 구비한다. 상기 로터 허브(206)는 가이드 그루브(300)를 구비하는데 상기 가이드 그루브(300)에는 샤프트의 핀(310)이 계합된다. 작동 상태에서, 로터 허브와 핀(310)은은 그루브(300)를 따라 작동위치로 가이드된다.

도9A, 9B 및 9C에는 로터의 이동을 축방향이동으로 전환시키기 위한 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 로터(4.0) 또는 로터 허브(206)와 샤프트(10) 상에 배치된 샤프트 플랜지(400) 사이에는 레버 조인트(404, 406)를 갖는 레버(402)가 배치되어 있다. 로터와 샤프트는 스토퍼를 구비하는데, 도9B에 도시되어 있는 바와 같이, 스토퍼(410)는 샤프트측 스토퍼이며, 스토퍼(412)는 로터측 스토퍼이다.

도10A-10C에는 로터 토오크를 축방향 이동으로 전환시키기 위한 수단으로서 트랙션(traction) 수단이 도시되어 있다. 트랙션 수단(500)은 로터 플랜지(406)를 갖는 로터(4.0)와 샤프트(10) 상에 배치되어 있는 샤프트 플랜지(502) 사이에 위치한다. 두 개의 스토퍼가 제공되는데, 하나는 샤프트측 스토퍼(504)이며, 다른 하나는 로터측 스토퍼(506)이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 리타더의 구조를 콤팩트하게 만드는 것이 가능하며, 이에 따라 아이들링 손실을 최소로 감소시키는 것이 가능하고, 또한 제동 모멘트의 무단(stageless) 조절이 가능하다.

Claims (21)

1. 로터(4.0)를 갖는 로터 하우징(3.0);

   스테이터(2.0)를 가지며, 상기 로터와 스테이터 사이에 갭(12.0, 12.1)이 형성될 수 있도록 상기 로터 하우징에 연결되어 있는 스테이터 하우징(1.0); 및

   상기 스테이터(2.0)에 대해 로터(4.0)를 축방향으로 이동시키기 위한 제1수단을 구비하며, 상기 제1 수단은 상기 로터(4.0)를 제1 위치에서 제2 위치로 자동 이송시키는 제2 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 위치는 아이들링 위치(B)이며, 상기 제2 위치는 작업 위치(A)인 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 수단은 로터 하우징에 배치된 압력 공간(3.1)을 포함하며, 상기 압력 공간(3.1)의 경계벽(4.4)의 적어도 일부분은 로터의 후방측에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
4. 제3항에 있어서, 상기 로터 하우징은 두 개의 압력 공간(3.1, 3.2)을 구비하며, 제2 압력 공간(3.2)은 리타더의 배출 채널의 일부분인 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
5. 제3항에 있어서, 상기 로터 하우징은 두 개의 압력 공간을 구비하며, 제1 압력 공간(3.1)은 리타더의 충전 채널의 일부분이며, 제2 압력 공간(3.2)은 리타더의 배출 채널의 일부분인 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 제3 압력 공간(3.3)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수단은 스테이터 토오크를 축방향 이동으로 전환시키는 제2 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2수단은 균일한 피치를 갖는 스크류 나사산(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
9. 제7항에 있어서, 상기 제2수단은 균일한 또는 비균일한 피치를 갖는 사이드 블록 가이드(300, 310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 스크류 나사산 또는 슬라이드 블록 가이드는 로터 허브(206) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 스크류 나사산 또는 슬라이드 가이드 블록은 함께 회전하는 로터 하우징 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 리타더.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 나사산은 롤러 나사산인 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
13. 제7항에 있어서, 상기 제2 수단은 로터의 원주방향 이동을 축방향이동으로 편향시키기 위한 트랙션 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
14. 제7항에 있어서, 상기 제2 수단은 로터의 원주방향 이동을 축방향이동으로 편향시키기 위한 분절식 레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 스테이터와 로터 사이의 갭(12.1)이 최대로 되는 위치로 로터를 축방향으로 이동시키기 위한 적어도 하나 이상의 복원장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
16. 제15항에 있어서, 상기 복원 장치의 복원력은 스프링 그리고/또는 압력에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 제1 수단은 피스톤(7.2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
18. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1수단은 세팅 구동장치(8.0)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체역학적 리타더.
19. 로터의 후방측에 적어도 하나 이상의 압력 챔버를 형성하고 있는 유체역학적 리타더에서 축방향으로 이동가능한 로터를 제1위치에서 제2 위치로 이동시키기 위한 방법으로서,

    리타더를 작동 매체로 충전시키므로써 리타더의 로터 후방측 상에 배치된 적어도 하나 이상의 압력 챔버에 압력을 형성시키고, 상기 압력에 의해 상기 로터를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키며, 이에 따라 상기 스테이터와 로터 사이에 소정의 갭이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 로터 토오크를 축방향 이동으로 전화시킬 수 있는 수단을 구비한 유체역학적 리타더에서 축방향으로 이동가능한 로터를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키기 위한 방법으로서,

    리타더를 작동매체로 충전시키고, 로터 회전 휘일을 구동 샤프트에 대해 상대적으로 회전하도록 세팅시키며, 초기 상태에서 기계적 축방향 힘(F)을 유압적 축방향 힘(+F) 보다 크게 형성시키므로써 스테이터를 제1 위치에서 제2 위치로 자동 이동시키고, 상기 스테이터와 로터 사이에 소정의 갭이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 리타더는 복원 장치를 구비하며, 리타더로부터 작동 매체를 제거하므로써 리타더를 자동으로 제1 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법.