KR20110076794A - 원심 디스크, 유체 장치용 유체 펌프 및 유체 장치 - Google Patents

원심 디스크, 유체 장치용 유체 펌프 및 유체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 관통부(14, 114)를 포함한 원심 디스크에 관한 것으로,상기 관통부를 통해 원심 디스크(10, 110)가 회전 가능한 샤프트(2)와 연결될 수 있어서, 의도된 회전 동작 동안 적어도 하나의 표면(16, 18, 116, 118) 상에 나타나는 누설 유체를 외부로 원심 분리하고, 상기 원심 디스크(10, 110)의 형상은 상기 원심 디스크(10, 110)의 표면(16, 116) 내에 윤곽(12, 112)이 형성되도록 구현되고, 상기 윤곽은 상기 원심 디스크(10, 110)와 인접한 어셈블리(6) 사이의 공간을 확장한다.

Description

원심 디스크, 유체 장치용 유체 펌프 및 유체 장치{CENTRIFUGAL DISC, FLUID PUMP FOR A FLUID DEVICE AND FLUID DEVICE}
본 발명은 독립 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 원심 디스크, 독립 청구항 제 7 항의 전제부에 따른 유체 펌프 및 유체 장치에 관한 것이다.
공보 DE 43 03 946 A1에는 샤프트의 관통을 위해 기계 하우징의 베어링 실드 에 주어진 관통구가 밀봉 장치를 구비한 전기 기계가 기술되어 있다. 밀봉 장치는 관통구의 제 1 축방향 관통 갭 앞에 배치되고 샤프트와 회전 불가능하게 연결된 제 1 외부 원심 엘리먼트, 및 관통구 내에 형성되고 배출구를 구비한 링 챔버 내부에서 제 2 축방향 관통 갭 앞에 배치되고 샤프트와 회전 불가능하게 연결된 제 2 원심 엘리먼트를 포함한다. 무접촉 작용하는 밀봉 엘리먼트들로 구성된 밀봉 장치에 의해 기계의 지속적인 밀봉이 보장된다.
특허 DE 197 26 387 C1에는 컬렉터를 포함한 전기 모터가 기술되어 있다. 상기 전기 모터는 컬렉터와 상기 컬렉터에 인접한 미끄럼 베어링 사이에 샤프트와 통합된 회전 대칭식 부재를 포함하고, 상기 부재는 예컨대 링 디스크의 형태로 형성되고, 소결된 미끌럼 베어링 부시를 향해 샤프트의 소재에 대해 작은 표면 장력을 가진 코팅을 포함한다. 소결된 미끄럼 베어링 부시로부터 샤프트 부분을 따라 흐르는 유성 윤활제는 예컨대 폴리테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 상기 코팅에 의해 더 흘러가는 것이 방지됨으로써 컬렉터로부터 떨어지게 된다.
본 발명의 과제는, 본 발명에 따른 원심 디스크에 의해 유체 장치의 모터 내로 누수가 흐르는 것이 방지되어 장치들의 마모 및 손상을 줄이는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항 제 1 항에 따른 원심 디스크, 독립 청구항 제 7 항에 따른 유체 펌프 및 독립 청구항 제 10 항에 따른 유체 장치에 의해 해결된다.
독립 청구항 제 1 항의 특징을 포함한 본 발명에 따른 원심 디스크의 장점은, 원심 디스크와 인접한 어셈블리 사이의 공간을 확장하는 윤곽이 원심 디스크의 표면 내로 형성되도록 원심 디스크의 형상이 구현되는 것이다. 원심 디스크은 기본적으로 회전에 의해 상기 원심 디스크의 표면상에 나타나는 유체를 외부로 원심 분리해야 한다. 확장된 공간에 의해 바람직하게 원심 디스크와 인접한 어셈블리 사이로 누설 유체를 끌어당기는 모세관 작용이 줄어들고 방지될 수 있다. 이로써, 누설 유체는 원심 디스크의 정지 상태에서 바람직하게는 하부로 누수 저장기 내로 배출될 수 있다.
본 발명에 따른 원심 디스크는 예컨대 유체 장치용 차량 펌프 내에 사용될 수 있다. 이러한 유체 장치는 차량 내에서 바람직하게는 안티 록 브레이크 시스템(ABS) 및/또는 안티 슬립 레귤레이션(ASR) 및/또는 전자 안정화 프로그램(ESP) 및/또는 브레이크 보조 시스템 내에서, 휠 브레이크의 브레이크 압력을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 원심 디스크에 의해 바람직하게는 누설 유체가 모터측 볼 베어링 방향으로 끌어 당겨져서, 적어도 하나의 펌프 엘리먼트를 작동하기 위해 유체 장치에 제공된 전기 모터 내의 누수 침투를 방지한다. 이로써, 본 발명의 실시예는 다양한 차량 시스템에서 누설을 줄이기 위한 모터 인터페이스의 구조적 최적화를 가능하게 한다. 이로써, 본 발명에 따른 원심 디스크의 사용에 의해 위협적인 누설에 의한 차량 시스템의 마모 및 손상이 방지되므로, 시스템들의 견고성이 바람직하게 향상되고 지속적으로 길어지는 시스템 작동 시간에 맞추어질 수 있다. 윤곽 없는 간단한 원심 디스크 또는 원심 디스크 없는 유체 펌프 또는 유체 장치와 달리, 누설 유체 통과가 복합적으로 저지될 수 있다. 본 발명에 따른 원심 디스크의 실시예는 적은 제조 수고와 적은 비용으로 관련 시스템의 견고성이 크게 향상된다.
종속 청구항들에 제시된 조치 및 실시예들에 의해 독립 청구항 제 1 항에 제시된 원심 디스크, 독립 청구항 제 7 항에 제시된 유체 장치용 유체 펌프 및 독립 청구항 제 10 항에 제시된 유체 장치의 바람직한 개선이 이루어진다.
윤곽이 잠재적 누수원으로부터 멀리 떨어져서 배치된 원심 디스크의 제 1 표면 내에 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이로써, 잠재적 누수원을 향하는 원심 디스크의 제 2 표면 상에 나타나는 누설 유체는 의도된 회전 동작 동안 외부로 원심 분리될 수 있는 반면, 원심 디스크와 인접한 어셈블리 사이의 확장되는 공간에 의해 바람직하게 모세관 작용이 줄어들어, 누설 유체가 누수원으로부터 먼 원심 디스크의 제 1 표면과 인접한 어셈블리 사이로 끌어 당겨지는 것이 방지된다.
본 발명에 따른 원심 디스크의 실시예에서 윤곽은 예컨대 원심 디스크의 제 1 표면 내에 링형 쇼울더로서 형성된다. 대안으로서 윤곽은 제 1 표면 내의 사전에 주어진 테두리를 가진 링형 언더 컷으로서 구현된다. 언더 컷으로서 구현된 윤곽의 위치는 바람직하게 원심 디스크와 인접한 어셈블리 사이의 병목 지점의 위치에 의해 결정된다. 2 개의 실시예들은 적은 제조 수고와 적은 비용으로 대응 유체 펌프 또는 유체 장치와 같은 상위 어셈블리의 견고성을 크게 향상시킨다.
본 발명에 따른 원심 디스크의 다른 실시예에서 원심 디스크가 가압 끼워맞춤에 의해 회전 가능한 샤프트 상으로 상대 회전 불가능하게 가압될 수 있도록 관통부의 치수는 회전 가능한 샤프트의 치수에 매칭된다. 이로써 원심 디스크의 간단하고 빠른 조립이 가능해 진다.
본 발명에 따른 유체 펌프의 실시예에서 원심 디스크의 제 1 표면 내로 형성된 윤곽은 볼 베어링을 향하고 편심 베어링으로부터 멀리 떨어져 배치되어, 편심 베어링로부터 나오는 적어도 하나의 펌프 엘리먼트에 의해 야기되는 누설 유체가 외부로 원심 분리되고 모터 측 볼 베어링은 누설 유체의 침투로부터 보호된다.
본 발명에 따른 유체 펌프의 다른 실시예에서 원심 디스크는 관통부에 의해 회전 가능한 샤프트 상으로 상대 회전 불가능하게 가압되고, 원심 디스크 내의 관통부와 회전 가능한 샤프트 사이에 가압 끼워 맞춤이 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면에 도시되고 하기에서 설명된다. 도면들에서 동일한 도면부호는 동일하거나 유사한 기능을 하는 부재들 또는 엘리먼트를 표시한다.
본 발명에 따른 원심 디스크에 의해 유체 장치의 모터 내로 누수 침투가 방지되어 장치들의 마모 및 손상이 감소한다.
도 1은 본 발명에 따른 원심 디스크의 제 1 실시예를 가진 유체 장치 영역의 개략적 단면도.
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 원심 디스크의 제 1 실시예의 개략적 단면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ부분의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 원심 디스크의 제 2 실시예를 가진 유체 장치 영역의 개략적 단면도.
도 5는 도 4의 본 발명에 따른 원심 디스크의 제 2 실시예의 개략적 단면도.
도 6은 도 5의 Ⅵ부분의 단면도.
도 1 및 도 4에 도시되듯이, 예컨대 안티 록 브레이크 시스템(ABS) 및/또는 안티 스핀 레귤레이터(ASR) 및/또는 전자식 주행 안정화 프로그램(ESP) 및/또는 브레이크 보조 시스템 내에서, 휠 브레크의 브레이크 압력을 조절하기 위해 사용되는 유체 장치(1, 101)는 도시되지 않은 전자 어셈블리 또는 제어 장치, 적어도 하나의 펌프 엘리먼트(5) 및 예컨대 유체 조절 엘리먼트 및 유체 채널 등과 같은 도시되지 않은 유체 컴포넌트를 구비한 유체 영역, 그리고 하우징(7) 및 도시되지 않은 전기 펌프 모터를 포함한다. 이러한 유체 장치들(1, 101)의 구성은 조절식 차량 브레이크 시스템에 의해 이미 예전부터 공개되어 있어 더 자세히 설명할 필요가 없다. 유체 장치(1, 101)는 제동에 대한 운전자의 의도 및 차량 휠의 미끄러짐 상태를 고려해서 도시되지 않은 휠 브레이크 내의 브레이크 압력을 조절하기 위해 사용된다.
도 1 및 도 4에 도시되듯이, 유체 펌프의 펌프 엘리먼트 측의 편심 베어링(4)과 모터 측의 볼 베어링(6) 사이에서 원심 디스크(10, 110)가 회전 가능하게 지지된 샤프트(2) 상으로 압입되고, 상기 샤프트는 유체 펌프의 도시되지 않은 전기 모터에 의해 구동된다. 본 발명에 따라 원심 디스크(10, 110)의 형상은 원심 디스크(10, 110)의 제 1 표면(16, 116) 내에 윤곽(12, 112)이 형성되도록 구현되고, 상기 윤곽은 원심 디스크(10, 110)와 인접한 어셈블리, 여기에서는 볼 베어링(6) 사이의 공간을 확장시킨다. 이 경우, 윤곽(12, 112)은 원심 디스크(10, 110)의 제 1 표면(16, 116) 내에 형성되고, 상기 표면은 잠재적 누수원, 여기에서는 펌프 엘리먼트(5) 또는 펌프 엘리먼트(5)에 후속하는 편심 베어링(4)으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 전술한 실시예에서 원심 디스크들(10, 110)은 회전 대칭 원형 디스크들로서 구현된다. 그러나, 대안으로서, 예컨대 원심 디스크들(10, 110)을 위해 다각 형태와 같은 다른 형태도 선택될 수 있다.
하기에는 도 1 내지 도 3을 참조로 본 발명에 따른 원심 디스크(10)의 제 1 실시예가 설명되고 도 4 내지 도 6을 참조로 본 발명에 따른 원심 디스크(110)의 제 2 실시예가 설명된다.
도 1 내지 도 3에 도시되듯이, 원심 디스크(10)는 관통부(14)를 통해 회전 가능한 샤프트(2) 상으로 가압되고, 관통부(14)의 치수는 원심 디스크(10)가 가압 끼워맞춤에 의해 회전 가능한 샤프트(2)와 상대 회전 불가능하게 연결되도록 회전 가능한 샤프트(2)의 치수에 매칭된다. 원심 디스크(10)의 제 1 표면(16) 내의 윤곽은 외부 테두리 영역(11)에서 링형 쇼울더(12)로서 형성된다. 원심 디스크(10)의 디스크 두께 내의 쇼울더(12)는 볼 베어링(6)을 향하는 원심 디스크(10)의 제 1 표면(16) 내에 배치된다. 상기 쇼울더(12)에 의해 볼 베어링(6)의 외부 링과 원심 디스크(10)의 외부 테두리 영역(11) 사이의 간격(9) 또는 갭이 확장되어, 모세관 작용이 바람직하게 감소한다. 이로써, 누설 유체가 원심 디스크(10)와 볼 베어링(6) 사이로 끌려 들어가는 것이 방지된다. 또한 원심 디스크(10)의 외경과 펌프 하우징(7) 간의 간격(8)은 모세관 작용이 생기지 않을 정도로 선택될 수 있다. 원심 디스크(10)는 예컨대 금속으로 제조되며 제 2 표면(18) 상에 나타나는 유체를 회전에 의해 외부로 원심 분리하고, 상기 제 2 표면은 잠재적 누수원, 여기에서는 펌프 엘리먼트(5) 또는 상기 펌프 엘리먼트(5)에 후속하는 편심 베어링(4)을 향한다. 이는 원심 디스크(10)의 회전시에만 작용한다. 정지 상태에서, 유체는 모세관 작용에 의해 볼 베어링(6) 방향으로 끌어 당겨질 것이다. 볼 베어링(6)을 향하는 쇼울더(12)는 원심 디스크(10)와 볼 베어링(6) 사이의 공간을 확장하므로, 누설 유체는 볼 베어링(6) 방향으로 더 이상 끌어 당겨지지 않고 유체 장치(1)의 모터 내로 누수 침투가 방지될 수 있다. 누설 유체는 원심 디스크(10)의 정지 상태에서 바람직하게 하부로, 도시되지 않은 누수 저장기 내로 배출된다.
도 4 내지 도 6에 도시되듯이, 원심 디스크(110)은 제 1 실시예와 유사하게, 관통부(114)를 통해 회전 가능한 샤프트(2) 상으로 가압되고, 관통부(114)의 치수는 원심 디스크(110)가 가압 끼워 맞춤에 의해 회전 가능한 샤프트(2)와 상대 회전 불가능하게 연결되도록 회전 가능한 샤프트(2)의 치수에 매칭된다. 원심 디스크(110)의 제 1 표면(116) 내의 윤곽은 링형 언더 컷(11)으로서 형성된다. 원심 디스크(110)의 디스크 두께 내의 언더 컷(12)은 볼 베어링(6)을 향하는 원심 디스크(110)의 제 1 표면(116) 내에 배치된다. 언더 컷(112)으로서 구현된 윤곽의 위치는 원심 디스크(110)와 볼 베어링(6) 사이의 병목 지점의 위치에 의해 결정된다. 도시된 실시예에서 언더 컷(112)은 원심 디스크(110)의 외부 테두리 영역(111) 내에 배치되고, 원심 디스크(110)의 외주에는 사전에 정해진 폭을 가진 테두리(119)가 남는다. 상기 언더 컷에 의해 볼 베어링의 외부 링과 원심 디스크(10)의 외부 테두리 영역(111) 사이의 간격(109) 또는 갭이 커지므로, 모세관 작용이 바람직하게 감소된다. 이로써, 누설 유체가 원심 디스크(110)와 볼 베어링(6) 사이로 끌어 당겨지는 것이 방지된다. 또한, 원심 디스크(110)의 외경과 펌프 하우징(7) 간의 간격(108)도 모세관 작용이 나타나지 않도록 선택된다. 원심 디스크(110)는 예컨대 금속으로 제조되며 제 2 표면(118) 상에 나타나는 유체를 회전에 의해 외부로 원심 분리하고, 상기 제 2 표면(118)은 잠재적 누수원, 여기에서 펌프 엘리먼트(5) 또는 펌프 엘리먼트(5)에 후속하는 편심 베어링(4)을 향한다. 이는 원심 디스크(110)의 회전시에만 작용한다. 정지 상태에서 유체는 모세관 작용에 의해 볼 베어링(6) 방향으로 끌어 당겨질 것이다. 제 1 실시예와 유사하게, 볼 베어링(6)을 향하는 언더 컷(112)은 원심 디스크(110)와 볼 베어링(6) 사이의 공간을 확장하므로, 누설 유체가 볼 베어링(6) 방향으로 끌어 당겨지지 않고 유체 장치의 모터 내로 누수 침투가 방지될 수 있다. 누설 유체는 원심 디스크(110)의 정지 상태에서 바람직하게 하부로, 도시되지 않은 누수 저장기 내로 배출된다.
본 발명의 실시예는 본 발명에 따른 원심 디스크에 의해 적은 제조 수고 및 적은 비용으로 바람직하게 주행 안전 시스템 또는 브레이크 보조 시스템의 견고성을 높이고 누수 영향으로부터 상기 시스템들을 보호한다. 본 발명에 따른 원심 디스크의 실시예는 누설 유체가 유체 장치의 모터 내로 침투하는 것을 방지하고, 유체 장치에서 누수 침투를 감소시키기 위한 모터 인터페이스의 구조적 최적화가 가능해진다.
1 : 유체 장치
2 : 샤프트
4 : 편심 베어링
6 : 볼 베어링
10, 110 : 원심 디스크
12, 112 : 윤곽, 언더 컷
14, 114 : 관통부
16, 116 : 제 1 표면
18, 118 : 제 2 표면

Claims (11)

  1. 관통부(14, 114)를 포함한 원심 디스크로서,
    상기 관통부를 통해 원심 디스크(10, 110)가 회전 가능한 샤프트(2)와 연결 될 수 있어서, 의도된 회전 동작 동안 적어도 하나의 표면(16, 18, 116, 118) 상에 나타나는 누설 유체를 외부로 원심 분리하는 원심 디스크에 있어서, 상기 원심 디스크(10, 110)의 형상은 상기 원심 디스크(10, 110)의 표면(16, 116) 내에 윤곽(12, 112)이 형성되도록 구현되고, 상기 윤곽은 상기 원심 디스크(10, 110)와 인접한 어셈블리(6) 사이의 공간을 확장하는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 윤곽(12, 112)이 상기 원심 디스크(10, 110)의 제 1 표면(16, 116) 내에 형성되고, 상기 제 1 표면은 잠재적 누수원(4)으로부터 멀리 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 윤곽(12, 112)은 상기 원심 디스크(10, 110)의 제 1 표면(16) 내에 링형 쇼울더(12)로서 구현되는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤곽(12, 112)은 제 1 표면(116) 내에 사전에 정해진 테두리(119)를 가진 링형 언더 컷(112)으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 언더 컷(112)으로서 구현된 상기 윤곽의 위치는 상기 원심 디스크(110)과 인접한 어셈블리 간의 병목 지점의 위치에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관통부(14, 114)의 치수는 상기 원심 디스크(10, 110)가 가압 끼워 맞춤에 의해 회전 가능한 상기 샤프트(2) 상으로 상대 회전 불가능하게 가압될 수 있도록, 회전 가능한 상기 샤프트(2)의 치수에 매칭되는 것을 특징으로 하는 원심 디스크.
  7. 전기 모터, 회전 가능하게 지지되는 샤프트(2) 및 적어도 하나의 펌프 엘리먼트(5)를 포함한 유체 장치용 유체 펌프에 있어서, 모터 측 볼 베어링(6)과 펌프 엘리먼트 측 편심 베어링(4) 사이에 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따라 형성된 원심 디스크(10, 120)가 배치되는 유체 장치용 유체 펌프.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 원심 디스크(10, 110)의 제 1 표면(16, 116) 내에 형성되는 윤곽(12, 112)이 상기 볼 베어링(6)을 향하고 상기 편심 베어링(4)으로부터 멀리 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 원심 디스크(10, 110)는 상기 관통부(14, 114)에 의해 회전 가능한 상기 샤프트(2) 상으로 상대 회전 불가능하게 가압되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 유체 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 유체 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 유체 장치(1)는 안티 록 브레이크 시스템 및/또는 안티 스핀 레귤레이터 및/또는 전자식 주행 안정화 프로그램 및/또는 브레이크 보조 시스템 내에서, 휠 브레이크 내의 브레이크 압력을 조절하기 위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 장치.
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