KR20090028426A - 축추력 제거 장치 - Google Patents

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쉴레 한스
그라프 하트머트
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보이트 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 기계 샤프트(2)의 축추력 평형을 위한 축추력 제거 장치를 제공하는데 이러한 축추력 제거 장치는,
추력 평형 링(3)을 구비하되, 상기 추력 평형 링(3)은 가압된 매질을 공급하기 위한 공급 채널(9)이 내부에 형성되어 상기 추력 평형 링(3)의 전면 상에서 환형 공간(10) 내로 개방되고;
제 1 측 디스크(5)와 제 2 측 디스크(6)가 상기 추력 평령 링(3)에 축방향으로 인접하면서 그 양 반대편에 설치되어 제 1 압력 챔버(7) 및 제 2 압력 챔버(8)를 생성하고, 상기 제 1 압력 챔버(7) 및 제 2 압력 챔버(8)는 출구 유동 측 상에서는 래비린스 씰(17,18)에 의해서 밀봉되고, 입구 유동 측 상에서는 상기 제 1 압력 챔버(7)를 위한 제 1 흐름 제한 위치(12)와 상기 제 2 압력 챔버(8)를 위한 제 2 흐름 제한 위치(13)에 의해서 상기 환형 공간(10)으로의 연결이 존재하며;
디스크 형상 흐름 제한 요소(11)가 상기 환형 공간(10) 내로 삽입되어 있고;
상기 추력 평형 링(3)과 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)는 둘 중 하나는 축방향으로 고정되고 나머지 하나는 할당된 기계 샤프트(2)의 축방향 이동을 추 종하게 형성되어, 상기 추력 평형 링(3)과 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11) 양자 간의 상대적인 축방향 이동에 의해서 상기 제 1 흐름 제한 위치(12)와 상기 제 2 흐름 제한 위치(13)가 상반되게 열리고 닫혀서 상기 제 1 압력 챔버(7)와 상기 제 2 압력 챔버(8) 간에 압력차가 생성되게 된다.
축추력, 축추력 평형, 축추력 제거

Description

축추력 제거 장치{Axial thrust offloading device}
본 발명은 축추력 제거 장치에 관한 것으로서, 특히 축추력 제거 장치를 유압 구성부품(component)을 구비한 제어가능한 구동 트레인에 적용하는 것에 관한 것이다.
펌프 및 터빈기계류 샤프트의 축베어링 축추력 제거를 위한 다양한 축추력 제거 장치가 존재한다. 여기서 제거 요소는 디스크형 또는 피스톤형으로 만들어질 수 있고, 그에 할당된 압력 챔버를 구비하며, 제어 유닛에 의해서 압력 챔버 내에는 압력이 형성되고 그 압력이 축추력에 대항하여 작용한다. 그러한 방식의 능동적으로 제어되는 축추력 제어장치가 US 4,884,942, JP 09170401, DE 100 05 309 등에 개시되어 있다.
밀폐 제어 회로에 의해서 평형 피스톤(balancing piston)이 압력을 작용하는 방식은, 축추력을 결정하기 위한 센서 시스템과, 항압을 생성하는 제어 유닛 및 작동 요소를 구현하는데 요구되는 설계상의 노력이 크다는 단점이 있다. 따라서 제어 장치가 불필요한 수동 축추력 제거 장치가 바람직하다.
일방향 추력 제거를 위한 수동 시스템이 DE 1 709 611 U, DE 1 453 787 A 등 에 개시되어 있다. 이들 문헌에 개시된 바, 추력 평형 피스톤이 압력 챔버 형상으로 만들어지고, 압력 챔버의 입력 측과 출력 측에는 흐름 제한 요소(restrictor elements)가 구비되고, 흐름 제한 요소는 추력이 억제될 기계 샤프트의 축방향 이동에 의해서 상호적으로 열리고 닫히게 된다. 만약 기계 샤프트가, 예를 들어, 입력측 흐름 제한 요소가 열리고 출력측 흐름 제한 요소가 닫히도록 기계 샤프트가 이동하면 입력 측의 흐름 제한 요소를 가로지르는 압력 강하는 감소하고 출력 측의 흐름 제한 요소를 가로지르는 압력 강하는 증가하여서 압력 챔버 내의 내부 압력이 증가하고, 그에 따라 압력 챔버의 측벽에 작용하는 증가된 압력이 축추력에 대항하여 작용하여서 기계 샤프트를 중립 위치로 되돌리도록 한다. 그러나, 상술한 축추력 제거 장치는 일방향으로만 작용하므로 일방향 축추력만이 존재하는 증기 터빈과 같은 특별한 터빈기계류에만 적용이 가능하다.
양방향 수동 축추력 제거 장치가 EP 0 461 131 B1에 개시되어 있는 바, 여기서는 통합된 래디얼 베어링 및 축 베어링을 구비한 축추력 제거 장치가 개시되어 있다. 여기서, 래디얼 및/또는 축 베어링은 동시에 압력 챔버의 흐름 제한 요소로 기능하며, 이에 따라 베어링 시스템 및 추력의 간단한 제거가 이루어진다. 그러나, 고속으로 운행되는 기계에 대해서는, 발생되는 베어링력 때문에 흐름 제한 요소의 위치 조절이 불가능하며, 그에 따라 베어링 지지와 추력 제거가 혼합되어서 축추력 제거 목표치에 도달하지 못하게 되는 단점이 있다. 나아가, 베어링/흐름 제한 요소의 이중적 기능으로 인해, 가압된 매질이 높은 체적 유량(volumetric flow rate)으로 압력 챔버를 통과하는 것을 방지하는 것이 불가능하여, 가압된 매질의 누설이 많게 된다. 따라서, 가압된 매질의 작업 압력을 유지하기 위해서는 그에 맞춘 치수로 만들어진 압력 생성 장치가 제공되어야만 한다.
본 발명의 목적은 양방향 축추력을 흡수하는 수동인, 즉 자가 조절되는 축추력 제거 장치를 제공하되, 설계 및 제작이 간단하면서 작동 신뢰도가 높은 축추력 제거 장치를 제공하는 것이다. 더 나아가, 본 발명의 또 다른 목적은, 유압 토크 변환기 또는 유압 클러치와 같은 유압 구성부품(component)을 구비한 제어가능한 구동 트레인에 사용하기에 적합한 축추력 제거 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 축추력 제거 장치는 축방향으로 양측이 두 압력 챔버에 각각 인접하는 추력 평형 링을 포함한다. 추력 평형 링의 각 측벽은 각 압력 챔버의 한쪽 측벽을 형성하며, 압력 챔버는 제 1 압력 챔버와 제 2 압력 챔버로 불린다. 제 1 압력 챔버에 대해서는 제 1 측 디스크가, 제 2 압력 챔버에 대해서는 제 2 측 디스크가 압력 챔버의 축방향으로의 다른 측벽을 형성한다. 제 1 실시예에서 제 1 및 제 2 측 디스크는 기계 샤프트의 축방향 이동을 추종하도록 연결된다. 제 1 및 제 2 측 디스크는 바람직하게는 기계 샤프트와 함께 회전하는 요소로 구성된다. 그 경우 추력 평형 링은 기계 샤프트의 축방향 이동을 추종하지 않도록 구성되며, 그에 따라 추력 평형 링은 고정되게 유지되는 것이 바람직하다. 또 다른 실시예에서는 추력 평형 링이 기계 샤프트와 함께 회전하고, 제 1 및 제 2 측 디스크는 고정되는 요소가 된다.
각 경우 모두 래비린스 씰이 제 1 압력 챔버 및 제 2 압력 챔버의 출구 유동 측의 밀봉을 제공한다. 이들은 바람직하게는 제 1 측 디스크 및 제 2 측 디스크의 면에 설치되며 할당된 기계 샤프트의 축방향에 평행하게 연장된다. 기계류의 어떠한 축방향 이동에 의해서도 출구 유동 측 래비린스 씰의 밀봉 기능은 거의 영향을 받지 않는다.
압력 챔버의 입구 유동 측에는 제 1 압력 챔버를 위한 제 1 흐름 제한 위치와 제 2 압력 챔버를 위한 제 2 흐름 제한 위치가 제공된다. 추력 평형 링이 측 디스크들에 대해서 축방향으로 상대적으로 이동함에 따라서, 제 1 흐름 제한 위치와 제 2 흐름 제한 위치는 상반되게 열리고 닫힌다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 가압된 매질을 위한 하나 이상의 공급 채널이 추력 평형 링 내에 제공되는데, 공급 채널은 환형 공간 내로 개방되어 있고, 그 개방부는 추력 평형 링의 전면 상에 형성되어 있다. 디스크 형상 흐름 제한 요소가 이 환형 공간 내로 반지름 방향으로 삽입되며, 이 디스크 형상 흐름 제한 요소는 측 디스크들과 함께 움직인다. 따라서, 할당된 기계 샤프트의 축방향 이동이 있으면, 환형 공간의 하나의 측벽과, 그와 마주하는 디스크 형상 흐름 제한 요소의 측벽 사이의 거리는 감소하며, 그와 동시에 디스크 형상 흐름 제한 요소의 반대쪽 측벽과, 그와 마주하는 환형 공간의 다른 측벽 사이의 거리는 증가한다. 축방향의 상대적인 이동이 있는 이들 영역에서상반되게 열리고 닫히는 흐름 제한 위치들이 생성된다. 여기서 제 1 흐름 제한 위치 및 제 2 흐름 제한 위치는 축추력 제거 장치가 작은 양의 축방향 왕복 이동만을 허용하도록 형성되며, 전형적으로 500 ㎛ 보다 작은 양이다. 이를 위해서, 제 1 흐름 제한 위치 및 제 2 흐름 제한 위치에는 씰링 에지가 제공되며, 씰링 에지의 프 로파일(측면 형상)은 바람직하게는 V 자 형이다. 씰링 에지를 환형 공간의 측벽에 결합하여 이들이 디스크 형상 흐름 제한 요소의 측벽에 대항하여 작용하도록 하는 것이 가능하다. 또 다르게는, 씰링 에지를 디스크 형상 흐름 제한 요소에 결합하고 환형 공간의 마주보는 측벽에 대항하여 작용하도록 하는 것도 가능하다.
제 1 흐름 제한 위치는 제 1 압력 챔버로의 연결을 열고 닫는다. 마찬가지로 제 2 흐름 제한 위치는 환형 공간과 제 2 압력 챔버 간의 연결을 형성한다. 만약 흐름 제한 위치가 씰링 에지를 포함한다면, 작은 양의 축방향 이동에 대해서도 이들 에지에서 존재하는 압력 강하가 변화하며, 그에 따라 할당된 기계 샤프트의 작은 양의 축방향 이동에 대해서도, 제 1 압력 챔버와 제 2 압력 챔버 간에 충분한 압력차가 발생하게 된다. 여기서 기계 샤프트는 회전하여야만 하는 것은 아니다. 그 대신, 디스크 형상 흐름 제한 요소가 축방향 중립 위치(neutral position)에서 벗어나게 이동함에 의해서 축추력 평형을 위해 필요한 차압이 압력 챔버 내에서 발생한다.
본 발명에 따른 축추력 제거 장치의 바람직한 응용은, 유압 구성부품(component)에 연결된 기계 샤프트를 포함하는 기계류에 가능하다. 구체적으로는 유압 토크 변환기 또는 유압 클러치가 유압 구성부품으로 고려된다. 유압 구성부품의 동작시에는 유압 구성부품 내로 유입된 작동 매질이 순환되고 압력 하에서 작동 공간을 빠져나오게 되며, 재순환되기에 앞서 통상적으로 냉각장치를 통과하게 된다. 압력 하의 작동 매질이, 가압된 매질로서 축추력 제거 장치로 직접적으로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 축추력 제거 장치의 그러한 응용은 특히 유리한데, 왜 냐하면, 압력 챔버의 입구 측에 제공된 상반되게 작동하는 흐름 제한 위치와, 출구 측에 래비린스 씰로서 제공된 흐름 제한으로 인해서, 가압된 매질의 압력 챔버를 통한 체적 유량이 작기 때문이다. 더 나아가, 압력 챔버가 양측에 배치되어 있음으로 인해, 추력 평형 구현에 관련되는 것은 제 1 압력 챔버와 제 2 압력 챔버의 차압일 뿐이어서, 가압된 매질의 압력에 요동이 있더라도 본 발명에 따른 축추력 제거 장치의 기능에 장애가 되지 않는다. 따라서, 유압 구성부품의 작동 상황에 따라 압력 요동이 있을 수 있는 유압 구성부품의 작동 매질이 본 발명에 유리하게 사용될 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따른 축추력 제거 장치는, 기어 박스와 같은 축추력이 억제되어야 하는 기타의 기계에 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 축추력 제거 장치는 양방향 축추력을 흡수하는 수동인, 즉 자가 조절되는 축추력 제거 장치로서, 설계 및 제작이 간단하면서 작동 신뢰도가 높다. 특히, 유압 토크 변환기 또는 유압 클러치와 같은 유압 구성부품을 구비한 제어가능한 구동 트레인에 사용하여, 유압 구성부품의 작동 매질을 이용하여 간단하면서 작동 신뢰도가 높게 만들어질 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 축추력 제거 장치의 바람직한 일 실시예의 축방향 단 면도이다. 도 1에서는 본 발명에 따른 축추력 제거 장치가 기계 샤프트의 길이방향 축(19)을 따른 축 단면도가 보여지고 있으며, 두 개의 대칭적인 부분 중 한쪽을 보여준다.
본 발명에 따른 축추력 제거 장치는 기계 샤프트(2)를 따라서 별도의 구성부품(component)으로 설치되며, 견인 방향(traction direction)에서 볼 때 축추력을 생성하는 기계 구성부품의 전방 또는 후방에 제공될 수 있다.
본 발명은 서로에 대해 축방향으로 변위될 수 있는 두 개의 구성부품 그룹이 제공되고, 그 두 개의 구성부품 그룹의 상대적인 축방향 이동에 의해서 축추력 평형력이 발생되는 수동, 즉 자가 조절 시스템이다.
본 발명의 실시예에서는 고정부(4)에 고정된 추력 평형 링(3)이 사용되며, 상기 링(3)의 양측에는 제 1 압력 챔버(7)와 제 2 압력 챔버(8)가 인접한다. 이에 따라 추력 평형 링(3)의 각 외측면은 제 1 압력 챕버(7) 및 제 2 압력 챔버(8) 각각의 두 측벽 중 하나가 된다. 제 1 측 디스크(5)의 축방향 측면이 제 1 압력 챔버(7)의 또 다른 측벽을 형성하며, 제 2 측 디스크(6)의 축방향 측면이 제 2 압력 챔버(8)의 또 다른 측벽을 형성한다. 제 1 측 디스크(5)와 제 2 측 디스크(6)는 기계 샤프트(2)에 부착되어 있거나 또는 일체로 형성되어서 기계 샤프트(2)의 이동에 추종한다. 화살표로 나타내어진 축추력(16)의 결과, 제 1 측 디스크(5) 및 제 2 측 디스크(6)는 추력 평형 링(3)에 대해 축방향으로 동시 이동한다. 제 1 측 디스크(5)의 표면상에 제공된 제 1 래비린스 씰(labyrinth seal)(17)의 씰링 기능은 이러한 축방향 상대 이동에 의해서 거의 영향을 받지 않는다. 제 2 측 디스크(6) 및 제 2 압력 챔버(8)와 관련하여 할당된 제 2 래비린스 씰(18)에 대해서도 마찬가지이다. 제 1 래비린스 씰(17) 및 제 2 래비린스 씰(18)에 의한 흐름 제한 효과는 거의 일정하게 유지되므로, 두 개의 압력 챔버(7,8) 각각에 대한 입구 유동 개구부의 개방 및 밀폐에 의해서 제 1 압력 챔버(7)와 제 2 압력 챔버(8) 간의 압력차가 생성될 수 있다. 본 실시예에서는 제 1 압력 챔버(7)를 위한 제 1 흐름 제한 위치(12)와 제 2 압력 챔버(8)를 위한 제 2 흐름 제한 위치(13)에 의해서 이루어진다.
도 1에 도시된 실시예에서는 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)가 추력 평형 링(3)의 전면에 형성된 환형 공간(10) 내로 삽입된다. 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)는 기계 샤프트(2)와 함께 회전하다가, 기계 샤프트(2)와 고정된 추력 평형 링(3) 사이에 축방향 상대 이동이 있는 경우에는 환형 공간(10) 내에서 그에 대응하는 축방향 이동을 하게 된다. 그에 따라, 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 측벽과 환형 공간(10)의 축방향 면 사이의 거리가 변하게 된다.
추력 평형 링(3) 내에 형성된 공급 채널(9)을 통해서 환형 공간(10)에 가압된 매질이 공급된다. 만약 환형 공간(10)의 양 측벽에 각각 제 1 씰링 에지(14)와 제 2 씰링 에지(15)가, 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 측면으로부터 작은 거리 떨어지도록 설치되면, 제 1 흐름 제한 위치(12)와 제 2 흐름 제한 위치(13)가 생성되며, 이들은 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)와 추력 평형 링(3) 간의 상대적인 축방향 이동의 결과로 상반되게 열리고 닫힌다. 이러한 상대 이동의 결과로 제 1 흐름 제한 위치(12) 및 제 2 흐름 제한 위치(13)에서 가변적인 압력 강하가 일어난 다. 그에 따라, 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)가 환형 공간(10) 내에서 중앙에 위치하지 않으면 제 1 압력 챔버(7)와 제 2 압력 챔버(8) 간에 압력차가 발생한다. 제 1 측 디스크(5)와 제 2 측 디스크(6)의 압력 챔버쪽으로 향하는 축방향 면은 거의 동일한 면적을 가지므로 상기의 압력차에 의해서 축방향 힘이 발생하게 되고 이 힘이 축추력(16)에 대항하여 작용한다.
제 1 흐름 제한 위치(12)와 제 2 흐름 제한 위치(13)는 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 씰링 에지(14,15)가 환형 공간(10)의 측벽측에 제공된다. 또 다르게는, 씰링 에지를 디스크 형상 흐름 제한 요소(11) 상에 설치할 수 있고, 또는 환형 공간(10)과 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 서로 마주보는 축방향 측면이 상보적인 방식(complementary manner)으로 구성되어서 상대적인 축방향 이동이 있는 경우에 가변적인 흐름 제한 효과가 일어나도록 될 수도 있다.
바람직한 실시예에 따르면 도 1의 씰링 에지(14,15)는 환형 공간(10)의 내벽에 연결되는 별도의 구성부품으로 만들어진다. 가장 간단하게는 이러한 연결은 부착 요소, 예를 들어, 나사 결합에 의해서 이루어진다. 또 다르게는 억지 끼워맞춤에 의해서 연결이 이루어질 수 있다.
도 1에서 씰링 에지(14,15)와 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 씰링 에지와 마주보는 측면 간의 거리는 이해를 돕기 위해 과장되어 있다. 본 발명의 축추력 제거 장치를 위해서는 작은 양의 왕복 축방향 이동이 허용되는 것이 바람직한 바, 고정된 추력 평형 링(3)에 대한 기계 샤프트(2)의 축방향 이동이 1 mm 미만, 더 바람직하게는 500 ㎛ 미만으로 제한됨이 바람직하다. 그에 대응하여 씰링 에 지(14,15)와 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 측벽 간의 거리는 작은 틈을 갖도록 만들어진다. 제 1 래비린스 씰(17)과 제 2 래비린스 씰(18)은 일정한 흐름 제한 효과를 갖도록 하기 위해서 이들 틈에 맞추어 개작된다. 주의할 것은, 제 1 측 디스크(5)와 제 2 측 디스크(6)가 회전하는 기계 샤프트(2)에 함께 회전하므로 제 1 압력 챔버(7) 및 제 2 압력 챔버(8) 내부의 가압된 매질도 회전하고, 이러한 회전에 의한 압력 상승이 래비린스 씰(17,18)과 제 1 및 제 2 흐름 제한 위치(12,13)의 설계에 고려되어야 한다는 점이다.
상술한 실시예는 고정된 추력 평형 링(3)을 가정하고 있다. 이러한 구성에서는 제 1 흐름 제한 위치(12) 및 제 2 흐름 제한 위치(13)가 제 1 래비린스 씰(17) 및 제 2 래비린스 씰(18) 내부에 반지름 방향으로 위치한다. 그에 따라, 압력 조정을 제공하는 입구 유동 측이 출구 유동 측에 비해 더 작은 반지름 상에 존재하며, 출구 유동 측 상의 래비린스 씰(17,18)에 비해서 제 1 흐름 제한 위치(12) 및/또는 제 2 흐름 제한 위치(13) 내의 원주 방향으로의 상대 속도가 더 작게 된다. 이러한 구성은, 추력 평형 링(3)이 기계 샤프트(2)와 함께 회전하고 제 1, 제 2 측 디스크(5,6) 및 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)가 고정되어 있는 반대 형상 실시예에 비해 유리하다.
바람직하게는, 압력을 받는 추가적인 기계 구성부품의 작동 매질이 가압된 매질로 사용된다. 그에 따라, 본 발명에 따른 축추력 제거 장치(1)는 유압 토크 변환기 내지 유압 클러치와 같은 유압 구성부품을 포함하는 기계에 바람직하게 적용될 수 있다. 이 경우에는, 도 1에 상세히 도시되지는 않았으나, 유압 구성부품을 위한 작동 매질 라인이 공급 채널(9)에 직접 연결될 수 있다. 그러면 차압 원리(differential pressure principle)의 결과로 압력 요동이 추력 제거에 장애를 일으키지 않는 유압 구성부품의 작동에 의해 직접적으로, 가압된 매질에 의해 작용되는 압력이 생성된다. 더 나아가, 본 발명에 따른 축추력 제거 장치(1)는 회전하지 않는 기계 샤프트(2)의 경우에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 축추력 제거 장치(1)의 바람직한 적용의 한 가지 예는 유압 토크 변환기 또는 유압 클러치를 포함하는 제어 가능한 구동 트레인에 대해서이다. 이는, 예를 들면, 유성구조(planetary design)의 가변율 기어 유닛이 제공되는 회전 속도 내지 토크 변환 장치일 수 있다. 정속으로 회전하는 구동 트레인 기계에 서는 파워의 대부분이 유성기어 구조를 통해서 기계적으로 전달되고, 유압 토크 변환기를 이용한 능률 및 회전 속도 제어를 위해서 파워의 작은 부분이 나누어지며 고정 유성 기어 구조를 통해 회전 유성 기어 구조로 재공급된다. 에너지 산업, 오일 및 가스 산업, 화학 산업, 또는 파운드리 기술 등에 사용되는 그와 같은 제어 가능한 구동 트레인에서는, 유압 구성부품이 크기 및 방향이 변하는 축추력을 발생시킨다. 유압 구성부품에 연결된 기계 샤프트 상에 별도 구성부품으로 설치된 축추력 제거 장치(1)에 의해서, 축추력은 완전히 없는 정도까지 감소될 수 있고, 그 결과 축 베어링에 대한 부하가 제거된다. 더 나아가, 기계 샤프트(2)의 축방향 위치는 실질적으로 중립점에서 유지되며, 유압 구성부품으로부터 직접적으로 작동 매질이 공급되어 축추력 제거 장치(1)의 가압된 매질로 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 축추력 제거 장치의 바람직한 일 실시예의 축방향 단면도이다.
** 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 **
1: 축추력 제거 장치 2: 기계 샤프트
3: 추력 평형 링 4: 고정부
5: 제 1 측 디스크 6: 제 2 측 디스크
7: 제 1 압력 챔버 8: 제 2 압력 챔버
9: 공급 채널 10: 환형 공간
11: 디스크 형상 흐름 제한 요소 12: 제 1 흐름 제한 위치
13: 제 2 흐름 제한 위치 14: 제 1 씰링 에지
15: 제 2 씰링 에지 16: 축추력
17: 제 1 래비린스 씰 18: 제 2 래비린스 씰
19: 기계 샤프트의 길이방향 축

Claims (7)

1.1 추력 평형 링(3)을 구비하되, 상기 추력 평형 링(3)은 가압된 매질을 공급하기 위한 공급 채널(9)이 내부에 형성되어 상기 추력 평형 링(3)의 전면 상에서 환형 공간(10) 내로 개방되고;
1.2 제 1 측 디스크(5)와 제 2 측 디스크(6)가 상기 추력 평령 링(3)에 축방향으로 인접하면서 그 양 반대편에 설치되어 제 1 압력 챔버(7) 및 제 2 압력 챔버(8)를 생성하고, 상기 제 1 압력 챔버(7) 및 제 2 압력 챔버(8)는 출구 유동 측 상에서는 래비린스 씰(17,18)에 의해서 밀봉되고, 입구 유동 측 상에서는 상기 제 1 압력 챔버(7)를 위한 제 1 흐름 제한 위치(12)와 상기 제 2 압력 챔버(8)를 위한 제 2 흐름 제한 위치(13)에 의해서 상기 환형 공간(10)으로의 연결이 존재하며;
1.3 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)가 상기 환형 공간(10) 내로 삽입되어 있고;
1.4 상기 추력 평형 링(3)과 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)는 둘 중 하나는 축방향으로 고정되고 나머지 하나는 할당된 기계 샤프트(2)의 축방향 이동을 추종하게 형성되어, 상기 추력 평형 링(3)과 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11) 양자 간의 상대적인 축방향 이동에 의해서 상기 제 1 흐름 제한 위치(12)와 상기 제 2 흐름 제한 위치(13)가 상반되게 열리고 닫혀서 상기 제 1 압력 챔버(7)와 상기 제 2 압력 챔버(8) 간에 압력차가 생성되게 됨,
을 특징으로 하는 기계 샤프트(2)의 축추력 평형을 위한 축추력 제거 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 측 디스크(5), 제 2 측 디스크(6), 및 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)는 상기 기계 샤프트(2)와 더불어 회전하며, 상기 추력 평형 링(3)은 고정되게 구성되는 것을 특징으로 하는 축추력 제거 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 측 디스크(5), 제 2 측 디스크(6), 및 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)는 고정되고, 상기 추력 평형 링(3)은 상기 기계 샤프트(2)와 더불어 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 축추력 제거 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 흐름 제한 위치(12)와 상기 제 2 흐름 제한 위치(13)는 상기 환형 공간(10)의 측벽 또는 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 측벽에 연결되는 환형 씰링 에지(14,15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 축추력 제거 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 씰링 에지(14,15)는 상기 환형 공간(10)의 측벽 또는 상기 디스크 형상 흐름 제한 요소(11)의 측벽과 형상 맞춤(form fit), 억지 끼워맞춤(force fit), 및/또는 재료 결합(material fit)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 축추력 제거 장치.
제 1 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항의 축추력 제거 장치(1) 및 기계 샤프트(2)와 연결된 유압 클러치 및/또는 유압 토크 변환기를 포함하며, 상기 유압 클러치 또는 유압 토크 변환기의 작동 매질이 상기 축추력 제거 장치(1)의 가압된 매질로 사용되는, 제어 가능한 구동 트레인.
제 6 항에 있어서, 가압된 매질에 의해서 작용되는 압력은 상기 유압 토크 변환기 또는 유압 클러치에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제어 가능한 구동 트레인.
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