KR20080059385A

KR20080059385A - 유체정역학적 피스톤 기계 및 그것의 제동장치를 위한스러스트 링

Info

Publication number: KR20080059385A
Application number: KR1020087007979A
Authority: KR
Inventors: 라이너 스텔저
Original assignee: 브뤼닝하우스 히드로마틱 게엠베하
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2008-06-27
Also published as: EP2024635A1; WO2007140869A1; CN101326362B; JP2009531620A; CN101326362A; DE102006025969A1; JP4988819B2

Abstract

본 발명은 하우징(2), 하우징 안에서 회전가능하도록 마운팅된 실린더 드럼(3) 및 멀티디스크 브레이크(16)를 포함하여 이루어지는 유체정역학적 피스톤 기계와, 상기 브레이크를 위한 스러스트 링(21)에 대한 것이다. 실린더 드럼(3)은 멀티디스크 브레이크(16)에 의해 하우징 내에서 제동될 수 있고, 멀티디스크 브레이크(16)는 실린더 드럼(3)에 회전가능하지 않게 연결된 적어도 하나의 제1제동디스크(19)와 하우징(2)에 회전가능하지 않게 연결된 적어도 하나의 제2제동디스크(20)를 포함하여 이루어진다. 제동디스크(19,20)들은 스러스트 링(21)에 의해 서로에 대하여 압력을 받을 수 있고, 스러스트 링(21)은 플라스틱 링이며 반경방향으로 탄성력이 있고 그 위에는 밀봉요소가 구비되는 적어도 하나의 지역(35,36)을 가진다.

스러스트 링, 피스톤, 제동장치

Description

유체정역학적 피스톤 기계 및 그것의 제동장치를 위한 스러스트 링{Hydrostatic Piston Machine and Thrust Ring for a Brake Device thereof}

본 발명은 유체정역학적 피스톤 기계의 브레이크 장치를 위한 스러스트 링 및 유체정역학적 피스톤 기계에 대한 것이다.

하우징 내에 회전가능하게 마운팅된 실린더 드럼을 가지는 유체정역학적 피스톤 기계의 경우에, 하우징에 대하여 실린더 드럼을 제동할 수 있다는 것이 알려져 있다. 이를 위하여 브레이크 장치가 멀티 디스크(multiple-disc) 브레이크의 형태로 실린더 드럼과 하우징 사이에 배열된다. 대부분의 경우에 멀티 디스크 브레이크는, 브레이크 디스크가 압축 스프링에 의해 서로에 대하여 압력을 받도록 구성된다. 따라서 안전의 이유 때문에, 단지 브레이크 디스크 상의 압축력이 압력 발생에 의해 감소되는 경우에만 실린더 드럼은 회전가능하다. 압축력을 전달하기 위하여 스프링에 의해 설치되는 스러스트 링이 구비되며, 스러스트 링은 반대방향으로 유압(hydraulic force)의 작용을 받을 수 있다.

상기와 같은 스러스트 링 및 유체정역학적 피스톤 기계가 독일특허공보 42 14 397 A1에 개시되어 있다. 스러스트 링은 대개 단순한 강(steel)로 제조한다. 하우징에 대하여 스러스트 링을 밀봉시키기 위하여, 오링(O-Ring)이 배열되어 있는 그루브(groove)가 스러스트 링의 외주에 구비된다. 이 오링들은 스러스트 링의 둘레 상에 형성되는 스텝(step)의 양 측면에 축방향으로 구비된다. 스텝은 스러스트 링 상에, 압력에 노출될 수 있는 축방향 면을 형성한다. 브레이크 장치를 해제하도록 하는 유압이 상기 면에 대하여 발생한다.

종래의 스러스트 링 및 종래의 유체정역학적 피스톤 기계의 단점은 스러스트 링의 소재로서 강(steel)이 사용된다는 것이다. 이것은 필요한 정확도를 가지는 요구되는 기하구조를 발생시키기 위하여 고가의 가공 공정을 필요로 한다. 특히, 압력에 노출될 수 있는 면(face)의 양 측면(side)에 신뢰할 만한 밀봉을 얻기 위하여 스텝을 형성하는 두 개의 직경 크기에 대하여 제조공차가 필요하다. 원치 않는 제동효과를 초래할 수 있는 압력면에서의 압력 저하를 방지하기 위해서는 이와 같은 유체기밀(fluid-tightness)이 요구된다.

따라서, 양호하면서도 신뢰할 만한 밀봉효과가 간단한 방식으로 성취될 수 있고 낮은 비용으로 제조될 수 있는 스러스트 링 및 브레이크 장치를 구비한 유체정역학적 피스톤 기계를 안출하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적은 청구항 제1항의 발명에 따른 스러스트 링과 청구항 제12항의 발명의 특징을 가지는 유체정역학적 피스톤 기계에 의해 성취될 수 있다.

유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치에 대한 독창적인 스러스트 링은 압력에 노출될 수 있는 면(이하에서는 "압력받을 수 있는 면"이라 한다)을 포함한다. 스러스트 링 자체는 플라스틱 소재로 제조되며, 반경방향으로 탄성력 있는 적어도 하나의 지역과 탄성지역에 구비되는 밀봉요소(sealing element)를 가지고 있다. 강(steel) 소재의 링에 대해 요구되는 고가이면서도 복잡한 가공공정과 대조되어, 플라스틱 링으로서 본 발명에 따라 구성되는 스러스트 링은 요구되는 기하구조를 간단한 방식으로 발생시키는 것을 가능하게 한다. 특히, 탄성지역 안에서 독창적인 유체정역학적 피스톤 기계의 하우징을 등지고 밀봉요소를 가압하는, 적어도 하나의 탄성지역이 이러한 방식으로 형성될 수 있다. 이러한 하우징을 등지고 인접부(abutment) 내에 밀봉요소를 확실하게 고정하는 탄성지역의 구비를 통하여, 압력받을 수 있는 면의 양 측면 상의 스러스트 링의 실제외부직경이 비교적 큰 공차를 가지고 생산될 수 있다. 이것은 스러스트 링을 생산하기 위한 제조 도구의 생산을 단순화시키고, 따라서 내구성 손상 없이 제조 비용을 현저히 저감시킨다.

본 발명에 따른 스러스트 링의 이로운 개발예는 종속항에서 설명되어 있다.

특히, 압력받을 수 있는 면에 반대방향을 향하고 있는 스러스트 링의 단부면(end face) 상에, 탄성력 있는 압력요소가 배열되는 적어도 하나의 요홈을 구비하는 것이 바람직하다. 탄성력 있는 압력요소는 브레이크 장치를 축방향 힘을 받도록 하는데, 그럼으로써 유압시스템의 오류 및 해제압력의 약화의 경우에 브레이크 장치는 유체정역학적 피스톤 기계를 가동시키고 제동한다. 이 경우, 스러스트 링은 탄성력 있는 압력요소를 수용하기 위하여 요홈 지역에서 그 단부면을 넘어 축방향으로 늘어난다. 이는 탄성력 있는 압력요소의 개선된 안내를 보증함으로써, 예를 들어 나선형 스프링의 형태로 압력요소가 좌굴(buckling)되는 것을 방지한다.

밀봉요소가 배열되는 적어도 하나의 탄성지역은, 바람직하게는, 스러스트 링의 제1단부면 및/또는 제2단부면에 축방향으로 형성된다. 예를 들어, 두 부분(two-part)으로 된 분사 몰드(injection mould)가 스러스트 링을 생산하는 데에 사용된다면, 이 요홈은 각각의 경우에 단순히 분사몰드 공정에서 둘레 그루브(peripheral groove)의 형태로 생산될 수가 있다.

바람직한 제1실시예에 따르면, 밀봉 링(sealing ring)이 둘레 그루브들 각각의 지역 내에서 스러스트 링의 외주에 배열된다. 이를 위하여, 예를 들어 오링을 수용하기 위한 수용 그루브(receiving groove)가, 탄성을 일으키기 위한 둘레 그루브에 상당하도록, 축방향으로 형성된다.

제1링요소와 제2링요소를 구비하는 스러스트 링을 구성하는 것이 특히 바람직하다. 한편, 상기 두 부분(two-part)으로 된 구성은 제조를 단순화시킨다. 왜냐하면 개별적 분사몰드는 한 부분(one-part)으로 된 구성에 비해 여전히 훨씬 단순화되어 있기 때문이다. 이 경우, 하나의 링요소는 탄성력 있는 압력요소를 수용하기 위한 요홈과 압력받을 수 있는 면을 포함한다. 압력받을 수 있는 면은 제1단부면에 반대방향인 제1링요소의 단부면의 반경방향으로 바깥지역에 의해 형성된다. 제2링요소의 단부면은 반경방향으로 안쪽지역 내의 이 단부면에 인접해 있다.

제1링요소와 제2링요소는 바람직하게는 서로 연결가능하여, 스러스트 링을 형성한다. 이 경우 연결부는 포지티브 맞춤(positive fit) 또는 재료 조인트(material joint)에 의해 생산될 수 있다. 연결부가 포지티브 맞춤의 형태라면, 예를 들자면 래치(latch) 연결에 의해 제1링요소가 제2링요소에 연결된다. 재료 조인트를 형성하는 적당한 방법은 우선은 두 개의 링요소를 서로 인접하도록 모으는 것이고, 다음은 예를 들어 초음파 용접에 의해 그들을 서로 연결시키는 것이다. 그 다음에, 이런 식으로 형성된 스러스트 링은 유체정역학적 피스톤 기계의 조립공정 동안 설치될 수 있다.

스러스트 링이 두 부분으로 된 구성의 경우에, 제1링요소와 제2링요소에 형성되는 적어도 하나의 탄성지역에서 반경방향으로 작용하는 밀봉부로서 플라스틱 립(lip)이 배열되도록 하는 것이 특히 바람직하다. 스러스트 링의 외주의 미세한 변화 및 그로 인한 반경방향 확장의 미세한 변화를 가능하게 하는 탄성지역을 형성하기 위해서, 제1링요소와 제2링요소 내에서 축방향으로 링요소들의 단부면들로부터 시작하는 둘레 그루브를 형성하는 것이 특히 이롭다. 이 경우에 둘레 그루브는 서로를 향하고 있는 링요소들의 단부면에서 시작하여, 축방향으로 형성된다. 이것은, 브레이크 장치를 해제하기 위하여 상기 링요소들 사이에 위치하는 압력받을 수 있는 면 때문에, 형성된 둘레 그루브 내의 압력이 증가하고 따라서 밀봉 립(sealing lip)이 하우징을 등지고 압력받는 힘 또한 증가한다는 잇점을 가지고 있는 것이다. 그러나, 유체정역학적 피스톤 기계가 작동되지 않는 경우와 같이, 이 지역이 압력받지 않는다면 밀봉 립은 반경방향으로 힘을 가지고 설치되지는 아니한다.

스러스트 링을 형성하기 위한 조립공정에서 간단한 방식으로 제1링요소와 제2링요소의 중심을 맞추는 것을 가능하게 하기 위하여, 제1링요소와 제2링요소는 각각 스텝진(stepped) 기하구조로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우에 예를 들어 제1링요소가 제2링요소에 형성된 스텝 상에 중심이 맞추어지는 방식으로, 서로를 향하여 마주보고 있는 스텝진 기하구조는 서로에게 대응한다.

본 발명에 따른 스러스트 링과 본 발명에 따른 유체정역학적 피스톤 기계의 의 바람직한 실시예는 도면에 도시되어 있고 다음에 더욱 상세히 설명되어 있다.

도면 중 도 1은 유체정역학적 피스톤 기계 단면의 대표도이고,

도 2는 본 발명에 따른 제1발명의 스러스트링을 구비한 브레이크 장치의 대표적인 실시예를 나타내고 있으며,

도 3은 본 발명에 따른 제2발명의 스러스트링을 구비한 브레이크 장치의 대표적인 실시예를 나타내고 있고,

도 4는 도 2에서의 제1발명 스러스트링의 상세도이며,

도 5는 도 3에 따른 제2발명 스러스트링의 상세도이다.

본 발명에 따른 스러스트 링의 설계구성을 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 유체정역학적 피스톤 기계를 그 핵심 구성요소에 대하여 먼저 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유체정역학적 피스톤 기계(1)를 나타내고 있다. 유체정역학적 피스톤 기계(1)는 회전가능하게 마운팅되어 있는 실린더 드럼(3)을 포함하고 있다. 하우징(2)은 유체정역학적 피스톤 기계(1)를 유압회로에 연결하는 연결부가 통상의 방식으로 형성된 연결판(4)에 의해 밀봉되어 있다.

구동샤프트(7)가 마운팅되는 제1베어링(5)과 제2베어링(6)이 하우징(2)과 연결판(4) 내에 배열된다. 실린더 드럼(3)은 구동샤프트(7)에 회전가능하지 않게 연결된다. 유체정역학적 피스톤 기계(1)가 펌프로서 사용될 때 이격된 용적(volume)을 발생시키기 위하여, 복수 개의 실린더 보어(9)가 실린더 드럼 내에 형성된다. 실린더 보어(9)는 축 방향으로 뻗어 있다. 피스톤(10)은 각각의 실린더 보어(9) 내에 길이방향으로 이격가능한 방식으로 배열된다. 피스톤(10)은 슬라이드 블록(slide block,11)을 거쳐 회전사판(swash plate,12)에 대향하여 지지된다.

도시된 대표적인 실시예에서, 회전사판(12)은 조절 가능한데, 그것을 위하여 조절장치(13)가 회전사판(12)에 작용한다. 조절장치(13)를 구동하기 위하여 구동피스톤(14)이 하우징(2)의 공동(cavity)내에 배치된다. 구동피스톤(14)은 공동 내 한 측면 상에 유압을 받을 수 있는데, 이를 위하여 압력매체(pressure medium)가 구동압력라인(15)을 거쳐 공급된다. 구동피스톤(14)의 위치에 따라서, 실린더 드럼(3)의 회전축에 대한 회전사판(12)의 경사가 변화하는데, 그리하여 실린더 드럼(3)이 회전하는 동안에 작동하는 피스톤(10)의 행정(stroke)이 조절될 수가 있다.

실린더 드럼(3)의 회전을 제동할 수 있도록 하기 위하여, 제동장치(16)가 실린더 드럼(3)과 하우징(2)의 사이에 구비된다. 이를 위하여 축방향으로 뻗는 복수 개의 그루브(17)가 실린더 드럼(3)의 외주 상에 형성된다.

이에 상응하여, 복수 개의 그루브(18)가 하우징(2) 내 상기 그루브(17)에 축방향으로 대응하는 위치에 형성된다. 제동장치(16)는 제1제동디스크(19)와 제2제동디스크(20)를 더 포함한다. 제동디스크(19,20)의 수는 기대하는 제동력(braking power)에 따라 선택된다. 제동디스크(19,20)는 실질적으로 환형(annular)인 구성을 가지고 있다. 제1제동디스크(19)의 외부직경은 제2제동디스크(20)의 내부직경보다 크다. 제1제동디스크(19)와 실린더 드럼(3) 사이의 회전가능하지 않은 연결부를 이루는 치형부(toothing)가 제1제동디스크(19)의 내주 상에 형성된다. 이를 위하여 제1제동디스크(19)의 치형부가 실린더 드럼(3)의 그루브(17)들에 맞물린다.

상응하는 방식으로, 하우징(2) 내의 그루브(18)들과 함께 작용하는 치형부가 제2제동디스크(20)의 외주 상에 형성된다. 이런 식으로 제1제동디스크(19)가 실린더 드럼(3)에 회전가능하지 않게 연결되고, 제2제동디스크(20)는 하우징(2)에 회전가능하지 않게 연결된다. 제동디스크들은 그루브(17,18) 내에서 축방향으로 이격가능하게 되어 있다. 제동디스크(19,20)들은 교대로 배열되는데, 제1제동디스크(19)보다 제2제동디스크(20)가 하나 더 많이 구비되어 있다. 따라서, 교대로 위치하는 제1 및 제2 제동디스크(19,20)로 이루어지는 집적된 판은 제2제동디스크(20)에 의해 각 측면 상에서 폐쇄되어 있는데, 이는 하우징(2)에 대하여 회전 가능하지 않게 배열된다.

집적 디스크에 축방향으로 어떠한 힘도 가해지지 않는 한, 제1제동디스크(19)들은 거의 힘 없이 제2제동디스크(20)들 사이에서 회전할 수 있는데, 그리하 여 하우징(2) 내 실린더 드럼(3)의 회전이 가능하다. 제1제동디스크(19)와 제2제동디스크(20) 사이의 표면압력을 증가시키고 그럼으로써 제동효과를 얻기 위해서, 스러스트 링(21)이 구비된다. 스러스트 링(21)은 집적 디스크에 축방향 힘을 가할 수 있다. 제1제동디스크(19)와 제2제동디스크(20)를 서로에 대하여 가압하기 위하여, 예를 들어 스러스트 링(21)의 힘을 흡수하기 위한 압력판(22)이 스러스트 링(21)의 반대쪽 집적 디스크의 측면 상에 구비된다. 가압판(22) 대신에 간단히 반경방향 스텝이 하우징(2) 내에 구비될 수도 있다.

더 명확히 하기 위하여, 도 1에서는 스러스트 링(21)을 단순화된 형태로 도시하고 있다. 스러스트 링(21)의 정확한 설계구성은 도 2 내지 도 5에 대하여 아래에서 설명할 것이다.

압력받을 수 있는 면(23)이 스러스트 링(21)에, 그 외주 상의 반경방향 스텝에 의해 형성된다. 압력받을 수 있는 면(23)에 대응하는 반경방향 스텝은 하우징(2) 내에 구비되는데, 이로써 구동압력챔버(24)가 스러스트 링(21)과 하우징(2)의 사이에 형성된다. 구동압력챔버(24)가 압력매체로써 압력을 받으면, 도 1의 좌측을 향해 스러스트 링(21)을 설치하는 축방향 힘이 스러스트 링(21)의 압력받을 수 있는 면(23) 상에 작용하게 된다. 따라서 구동압력챔버(24)에 압력을 채우면, 집적 디스크 상의 하중을 덜어주는 힘이 압력챔버(21)에 가해진다. 이 경우, 하우징 내(2) 실린더 드럼(3)의 자유회전이 가능하게 된다.

제동장치(16)에 의해 제동효과를 발생시킬 수 있기 위해서, 복수 개의 탄성 압력요소가 구비되는 것이 바람직하다. 도시된 대표적 실시예에서, 탄성압력요소는 나선형 스프링(25)의 형태로 되어 있다.

제1단부면(27)이 압력받을 수 있는 면(23)의 반대편 스러스트 링(21) 상에 형성된다. 제1단부면(27)으로부터 뻗는 복수 개의 요홈(26)이 스러스트 링(21) 내에 형성되는데, 이는 그 둘레 주변에 분포된다. 나선형 스프링(25)은 이 요홈들(26) 내로 삽입되어서 예를 들어 연결판(4)에 대하여 반대방향으로 지지되어 있다. 따라서, 제1제동디스크(19)와 제2제동디스크(20)로 이루어지는 집적디스크에 대하여 지지되는 스러스트 링(21) 상에서 축방향 스프링 힘이 나선형 스프링(25)에 의해 가해지게 된다.

따라서 구동압력챔버(24)가 구동압력을 받지 않는다면, 제동력은 나선형 스프링(25)에 의해 발생되고, 제1 및 제2 제동디스크(19,20)는 서로를 대향하여 압력을 받게 된다. 제동력을 발생시키기 위하여, 제2 구동압력챔버 내에 제2압력받을수 있는 면이 또한 구비된다.

구동압력챔버(24)로부터의 불필요한 압력손실을 방지하기 위하여, 제1밀봉요소(28)와 제2밀봉요소(29)가 스러스트 링(21) 상에 구비된다. 도월 핀(dowel pin,31)과 함께 하우징(2) 내 스러스트 링(21)이 원치않게 동반하여 회전하지 않도록 하는 슬리브(30)는, 스러스트 링(21)의 또 하나의 요홈 내에 배치된다. 이를 위하여 도월 핀(31)이 연결판(4) 보어(32) 내에 고정된다.

도 2는 바람직한 제1실시예에 따른 스러스트 링(21)의 확대도이다. 스러스트 링(21)의 외주는 스텝진 구성을 가지고 있는데, 압력받을 수 있는 면(23)은 두 개 의 다른 직경 사이의 천이부(transition)에서 형성된다. 제1단부면(27)은 압력받을 수 있는 면(23)으로부터 먼 쪽을 향하고 있다. 제2단부면(34)은 스러스트 링(21)의 축방향 반대쪽 단부 상에 형성되어 있다. 도시된 대표적 실시예에서, 제2제동디스크(20)들의 전면 디스크 상에 제동효과를 발생시키기 위하여 축방향 힘을 가하는 돌출부(34`)가 제2단부면(34) 상에 형성되어 있다.

이미 설명한 바와 같이, 제1단부면(27)에서 시작되는 복수 개의 요홈(26)이 스러스트 링(21) 내에 형성되는 것이 바람직하다. 그 안에 배치되는 나선형 스프링(25)의 안내를 향상시키기 위하여, 제1단부면(27)을 넘어서는 연장부(prolongation,33)가 스러스트 링(21) 상에 형성된다. 이러한 연장부(33)는 각 요홈(26)에 대하여 개별적으로 형성되거나 또는 스러스트 링(21) 상에서 연속적인 고리(collar)로써 접합되어 형성된다.

밀봉지역들이 압력받을수 있는 면(23)의 축방향 양 측면의 스러스트 링(21) 상에 형성된다. 밀봉효과를 향상시키기 위하여, 제1탄성지역(35)이 제1단부면(27)의 방향으로 압력받을수 있는 면으로부터 배치된다. 제2탄성지역(36)은 제2단부면(34)을 향하여 압력받을수 있는 면(23)으로부터 형성된다. 제1밀봉요소(28)는 제1탄성지역(35)에 배치된다. 이에 상응하여, 제2밀봉요소(29)가 제2탄성지역(36)에 형성된다.

스러스트 링(21)에 플라스틱 재료로 이루어지는 제1탄성지역(35)을 형성하기 위하여, 제1단부면(27)으로부터 시작되는 연속적 그루브(37)가 스러스트 링(21) 에 축방향으로 형성된다. 제1탄성지역(35)에서의 탄성은 재료의 적절한 선택과 아울 러, 연속적 그루브(37)의 깊이에 따라 조절될 수 있다. 밀봉요소(28)를 수용하기 위하여, 스러스트 링(21)의 외주에서 시작되는 반경방향 수용그루브(receiving groove)가 제1탄성지역(35) 내의 스러스트 링(21)에 형성된다. 또 하나의 반경방향 수용그루브가 제2탄성지역(36) 내의 스러스트 링(21)에 형성되는데, 제2밀봉요소(29)가 이 제2수용그루브 내에 배치된다. 제1밀봉요소(28)와 제2밀봉요소(29)는 예를 들어 오링(O-ring)의 형태로 되어 있고, 지지요소(supporting element)가 예를 들어 안정고리(stabilising ring)의 형태로 각각의 수용그루브 내에 배치된다.

제1탄성지역(35)에 상응하여, 제2탄성지역(36)이 스러스트 링(21)에 제2둘레그루브(38)를 형성함으로써 구비된다. 이 경우, 제2단부면(34)에서 시작되는 제2둘레그루브(38)는 스러스트 링(21)에 형성된다. 제2탄성지역(36)의 탄성은, 스러스트 링(21)의 재료선택 및 제2둘레그루브(38)의 깊이확장과 반경방향 확장을 통하여 다시 조절할 수가 있다. 스러스트 링(21)에 더하여, 조립 링(40)이 제1단부면(27)의 측면 상에 구비된다.

도 3은 본 발명에 따른 스러스트 링(21)의 대표적인 제2실시예를 나타내고 있다. 이 경우, 스러스트 링(21`)은 제1링요소(41)와 제2링요소(42)를 포함하여 이루어진다. 스러스트 링(21)의 특징에 일치하는 도 2에서의 특성들은 동일한 도면부호로 나타내어진다. 반복을 피하기 위하여, 완전한 재서술은 생략될 것이다.

나선형 스프링(25)을 수용하기 위한 요홈(26)들이 제1링요소(41)에 배치된다. 제1단부면(27)으로부터 먼 쪽을 향하고 있는 단부면(46)이 제1링요소(41) 상에 형성된다. 이 경우, 제1단부면(46)의 반경방향 바깥쪽 지역은 압력받을수 있는 면(23)을 형성한다. 외경반경의 크기에 대하여, 제2링요소(42)는 제1링요소(41)보다 작다. 스러스트 링(21`)의 제2단부면(34)으로부터 먼 쪽을 향하고 있는, 제2링요소(42)의 단부면(47)은, 제1링요소(41)의 단부면(46)의 반경방향 안쪽 지역에 인접해 있다. 두 개의 링요소(41,42)의 내경은 서로에 대하여 일치한다. 제1링요소(41)의 단부면(46)과 제2링요소(42)의 단부면(47) 각각은 스텝(step)을 가지고 있다. 제1링요소(41)와 제2링요소(42)의 스텝들의 위치는 서로 일치함으로써, 링요소(41,42)들의 센터링(centring,45)은 스텝들에 의해 성취된다.

도 2의 대표적 제1실시예의 경우와 마찬가지로, 제1탄성지역(35`)과 제2탄성지역(36`)이 스러스트 링(21`)에 형성된다. 대표적인 제2실시예에서, 제1탄성지역(35`)은 제1링요소(41)에 배치되고, 제2탄성지역(36`)은 제2링요소(42)에 배치된다. 탄성지역(35`,36`)들을 생성하기 위하여, 제1 둘레그루브(37`)와 제2 둘레그루브(38`) 각각이 또한 제공된다. 제1둘레그루브(37`)는 제1링요소(41)에 형성되는데, 그 단부면(46)에서부터 시작된다. 밀봉요소로서 제1플라스틱립(43)이, 제1링요소(41)에 형성되며 그 단부면(46)에서부터 시작되는 제1둘레그루브(37`)에 의해 제1링요소(41)의 외주 에지(edge) 상에 형성된다. 제1플라스틱립(43)은 탄성적으로 제1링요소(41)에 연결된다. 대표적 제2실시예에 의하면, 스러스트 링(21`)의 경우에 밀봉효과가, 스러스트 링(21`)이 설치될 때 하우징(2)에 인접하는 상기 제1플라스틱립(43)에 의해 발생한다. 상응하는 방식으로, 제2둘레그루브(38`)가 제2링요소(42)에 형성되며, 그 단부면(47)에서 시작되게 된다. 그럼으로써 밀봉요소로서 제2탄성지역(36`)과 제2플라스틱립(44)이, 제2링요소(42)의 외주 에지 상에 형성된다. 제1플라스틱립(43)에 상응하여, 마찬가지로 제2링요소(42)와 하우징(2) 사이의 밀봉효과는 제2플라스틱립(44)에 의해 성취된다. 이를 위하여 스러스트 링(21`)이 조립된 상태에서, 제2플라스틱립(44)은 유체정역학적 피스톤 기계(1)의 하우징(2)에 인접한다.

제1그루브(37`)와 제2그루브(38`)의 개방된 측면이 압력받을수 있는 면(23) 쪽으로 향해 있기 때문에, 제1둘레그루브(37`)와 제2둘레그루브(38`)는 구동압력챔버(24)의 가압에 따라 압력매체로써 압력이 채워진다. 이것은 제1플라스틱립(43)과 제2플라스틱립(44)의 외경들의 팽창을 유발하고, 그럼으로써 두 개의 플라스틱립(43,44)의 밀봉효과 나아가 구동압력챔버(24)의 밀봉효과가 개선되게 된다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 스러스트 링(21,21`)의 대표적 실시예들을 다시 나타내고 있다. 특히, 도 5에는 제1링요소(41)가 래치 연결부(latching connection)를 거쳐 제2링요소(42)에 연결가능하다는 것이 도시되어 있다. 그러한 형태 맞춤(form-fitting) 연결은 추가적인 공정단계 없이 두 개의 링요소(41,42)들을 함께 꽂음(plugging)으로써 그들이 간단하게 서로 연결될 수 있게 한다는 이점을 지닌다. 도시된 대표적 실시예에서, 래치 연결은 센터링(45)의 지역의 외주 상에 경사지도록 배치된 측부(flank)에 의해 그리고 다른 링요소의 상응하는 요홈에 의해 형성된다. 이에 더하여 도 5로부터, 제2플라스틱립(44)은 압력받을수 있는 면(23)에 대한 그 인접부의 지역에 우회채널(48)을 가지고 있으며, 그럼으로써 제2 둘레그루브(38`)의 내부 용적이 구동압력챔버(24)와 유체접촉한다는 것을 알 수 있다. 이것은, 이미 설명한 바와 같이, 구동압력챔버(24)가 구동압력으로 채워질 때 밀봉효과의 증가를 가져온다.

도 3과 도 5에 도시된 대표적 실시예들에서, 제2단부면(34)은 평평하다.

형태 맞춤 연결에 더하여, 또는 그것에 대한 대안으로서, 제1링요소(41)가 재료조인트에 의해 제2링요소(42)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1링요소(41)와 제2링요소(42)의 단부면들(46,47)의 상호인접지역들이 초음파 용접에 의해 그들의 내주지역에 있는 재료조인트에 의해 서로 연결될 수 있다.

설명된 대표적 실시예들에서, 제동력은 나선형 스프링(25)에 의해 발생한다. 구동압력챔버(24)에 구동압력을 발생시킴으로써 제동장치(16)의 해제가 이루어진다. 반대로, 제동장치는 나선형 스프링들에 의해 해제위치에 고정될 수 있고 제동력은 구동압력챔버(24)에 압력을 채움으로써 생성될 수 있다. 그 경우, 압력받을수 있는 면과 피스톤기계의 탄성요소들의 배열은 적당히 거꾸로 할 수도 있다.

본 발명은 설명된 대표적 실시예들에 한정되지 아니한다. 특히, 대표적 실시예들의 개별적 특성들을 어떤 원하는 방식으로 서로 결합시키는 것이 가능하다.

본 명세서의 내용에 포함되어 있음.

Claims

적어도 하나의 압력받을수 있는 면(23)을 구비한 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링으로서,

스러스트 링(21,21`)이 플라스틱 재료로 되어 있고, 반경방향으로 탄성력 있으며 그 위에 밀봉요소(28,29;43,44)가 구비되는 적어도 하나의 지역(35,36;35`,36`)을 가지는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제1항에 있어서,

탄성압력요소(25)를 수용하기 위한 적어도 하나의 요홈(26)이 압력받을수 있는 면(23)에 반대로 향하고 있는 제1단부면(27)에 형성되며, 스러스트 링(21,21`)이 적어도 하나의 요홈 지역에서 제1단부면(27)을 넘어 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

적어도 하나의 탄성지역(35,36,35`,36`)을 형성하기 위하여, 둘레그루브(37,38)가 제1단부면(27)의 측면 및/또는 반대방향으로 향하고 있는 제2단부면(34)의 측면으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제3항에 있어서,

스러스트 링(21,21`)의 외주 상에 맞추어져 있으며 반경방향으로 작용하는 밀봉요소(28,29)가 둘레그루브(37,38)의 지역에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

스러스트 링은 제1링요소(41)와 제2링요소(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제5항에 있어서,

상기 제1링요소(41)는 적어도 하나의 탄성압력요소(25)를 수용하기 위하여 압력받을수 있는 면(23)과 함께 적어도 하나의 요홈(26)을 포함하고, 상기 압력받을수 있는 면(23)은 제1단부면(27)에 반대방향을 향하고 있는 제1링요소(41)의 단부면(46)의 반경방향으로 바깥쪽 지역에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 제1링요소(41)와 제2링요소(42)는 스러스트 링(21`)을 형성하기 위하여 형태 맞춤 연결에 의해 연결가능한 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계 의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 제1링요소(41)와 제2링요소(42)는 스러스트 링(21`)을 형성하기 위하여 재료조인트에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제5항 내지 제8항에 있어서,

반경방향으로 작용하는 밀봉부(sealing section)가 제1링요소(41) 및/또는 제2링요소(42) 상의 플라스틱립(43,44)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제9항에 있어서,

플라스틱립(43,44)을 형성하기 위하여 제2링요소(42)를 향하고 있는 제1링요소(41)의 단부면(46)에서부터 시작되는 둘레그루브(37`)가 제1링요소(41)에 형성되는 것 및/또는 플라스틱립(43,44)을 형성하기 위하여 제1링요소(41)를 향하고 있는 제2링요소(42)의 단부면(47)에서부터 시작되는 그루브가 제2링요소(42)에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1링요소(41)와 제2링요소(42)는 서로를 향하고 있는 그들의 단부면들(46,47) 상에 서로에 대하여 두 개의 링요소(41,42)의 중심을 맞추는 상응하는 스텝진 기하구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계의 제동장치를 위한 스러스트 링.
하우징(2)과 상기 하우징 안에서 회전가능하게 마운팅되어 있는 실린더 드럼(3)을 포함하여 이루어지고,

상기 실린더 드럼(3)은 멀티디스크 브레이크(16)에 의해 하우징(2) 내에서 제동될 수 있으며,

상기 멀티디스크 브레이크(16)는 실린더 드럼(3)에 회전가능하지 않게 연결된 적어도 하나의 제1제동디스크(19) 및 하우징(2)에 회전가능하지 않게 연결된 적어도 하나의 제2제동디스크(20)를 포함하며, 스러스트 링(20,21`)에 의해 서로에 대하여 압력을 받을 수 있고,

상기 스러스트 링(21,21`)은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 링인 것을 특징으로 하는 유체정역학적 피스톤 기계.