KR20160013021A

KR20160013021A - 펌프 유닛

Info

Publication number: KR20160013021A
Application number: KR1020157032895A
Authority: KR
Inventors: 잔도 쿠나트; 올리버 라포르쉬; 디터 아메죄더; 잉고 노빗츠키; 마리안 카마르; 에브게니 스크륀스키
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-02-03
Also published as: WO2014187716A2; CN105378283B; EP2999888A2; CN105378283A; US20160097388A1; WO2014187716A3; BR112015028920A2; US10174758B2; DE102014209140A1

Abstract

구동 샤프트 및 구동 샤프트에 의해 구동되고 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 회전자를 구비한 펌프 유닛은 이미 공지되어 있으며, 이 경우 구동 샤프트는 회전자와 상호 작용하는 경사 활주평면을 포함하고, 상기 활주평면은 회전자의 축을 구동 샤프트의 구동 축을 중심으로 흔들리게 하며, 회전자는 구동 샤프트 반대편의 회전자의 정면에 치형부를 구비하고, 상기 치형부는 펌프 유닛의 하우징에 형성된 치형부와 맞물리며, 회전자의 치형부와 하우징의 치형부 사이에는 작동 공간이 형성되어 있고, 상기 작동 공간이 유입구를 통해서는 충전될 수 있으며 배출구를 통해서는 비워질 수 있다. 회전자 반대편의 구동 샤프트 단부에 펌프 유닛의 구동부가 배치되기 때문에 펌프 유닛의 축방향 구조 길이가 비교적 길다는 단점이 있다. 본 발명에 따른 펌프 유닛의 경우, 이 축방향 구조 길이가 단축된다. 본 발명에 따르면, 구동 샤프트(1)는 고정자(15)에 의해 둘러싸이고 고정자(15)와 자기식으로 상호 작용하는 자석(16)이 구동 샤프트(1)에 제공된다.

Description

펌프 유닛{PUMP UNIT}

본 발명은 독립 청구항의 범주에 따른 펌프 유닛에 관한 것이다.

이미 DE 10 2010 040 758 A1으로부터 공지되어 있는 펌프 유닛은, 구동 샤프트 및 구동 샤프트에 의해 구동되고 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 회전자를 구비하며, 이 경우 구동 샤프트는 회전자와 상호 작용하는 경사 활주평면을 포함하고, 상기 활주평면은 회전자 축을 갖는 회전자를 구동 샤프트의 구동 축을 중심으로 흔들리게 하며, 회전자는 구동 샤프트 반대편의 회전자의 정면에 치형부를 구비하고, 상기 치형부는 펌프 유닛의 하우징에 형성된 치형부와 맞물리며, 회전자의 치형부와 하우징의 치형부 사이에는 작동 공간이 형성되어 있고, 상기 작동 공간이 유입구를 통해서는 충전될 수 있고 배출구를 통해서는 비워질 수 있다. 회전자 반대편의 구동 샤프트 단부에 펌프 유닛의 구동부가 배치되기 때문에, 상기 펌프 유닛의 축방향 구조 길이가 비교적 길다는 단점이 있다.

이에 반해, 독립 청구항의 특징부를 갖는 본 발명에 따른 펌프 유닛은, 구동 샤프트가 고정자에 의해 둘러싸이고 고정자와 자기식으로(magnetically) 상호 작용하는 자석이 구동 샤프트에 제공됨으로써, 펌프 유닛의 축방향 구조 길이가 단축된다는 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 구현을 통해 구동 샤프트는 전기 기기의 전기자로서 구현된다. 이러한 방식으로 전기자의 기능은 구동 샤프트 내에 통합된다. 따라서, 필요한 부품 수가 감소된다.

독립 청구항에 제시된 펌프 유닛의 유리한 실시예 및 개선예는 종속 청구항들에 구현된 조치들에 의해 이루어질 수 있다.

구동 샤프트는 자석을 수용하기 위한 하나 이상의 포켓 또는 리세스를 구비하는 것이 특히 바람직한데, 자석은 이러한 방식으로 구동 샤프트에 결합되도록, 즉 돌출하도록 통합되기 때문이다.

자석은 구동 샤프트에서 고정자에 대해 그리고 구동 축의 방향에서 볼 때, 구동 샤프트가 사전 결정된 자력으로 회전자에 대해 가압되도록, 중심을 벗어나서 배치되어 있는 것이 바람직한데, 구동 샤프트 및 회전자는 이러한 방식으로 일정한 자력에 의해 지속적으로 하우징의 치형부에 대해 가압되기 때문이다. 이로써, 펌프 유닛은 전동기가 스위치-온되는 경우 더 양호하게 개시될 수 있다. 달리 표현하자면, 구동 샤프트 및 회전자는 전동기의 스위치-온 시에 더 용이하게 회전 개시될 수 있다.

또한, 자석은 영구 자석인 경우가 바람직한데, 이러한 방식으로 영구 여기된 전기 기기가 형성되기 때문이다.

바람직한 구현에 따르면, 구동 샤프트는 자석의 영역에서 원통형 부재에 의해 둘러싸이는데, 자석은 이러한 방식으로 캡슐화되어 펌프 유닛의 유체로부터 보호되기 때문이다.

고정자의 각각의 정면에 구동 샤프트의 지지를 위한 샤프트 베어링이 제공되는 것이 매우 바람직한데, 샤프트 베어링은 이러한 방식으로 정밀하게 지지되기 때문이다.

또한, 샤프트 베어링이 미끄럼 베어링으로서 형성되는 것이 바람직한데, 미끄럼 베어링은 특히 견고하고 저렴한 비용으로 구현될 수 있기 때문이다.

더욱이, 샤프트 베어링이 디스크형 또는 링형 부품에 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 샤프트 베어링은 플라스틱으로 고정자에 매칭 성형되는 것이 바람직한데, 이러한 방식으로 샤프트 베어링은 특히 저렴한 비용으로 구현될 수 있고 샤프트 베어링의 기능이 매칭 성형의 플라스틱 내에 통합되기 때문이다.

본 발명의 일 실시예가 도면에 개략적으로 도시되어 있고 이하 명세서에서 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프 유닛의 단면도이다.

펌프 유닛, 예컨대 펌프 또는 압축기는 하우징(3) 내에 회전 가능하게 배치된 회전자(2)를 구동시키는 구동 샤프트(1)를 포함한다. 구동 샤프트(1)는 회전자(2)를 향한 구동 샤프트의 단부에 회전자(2)와 상호 작용하는 경사 활주평면(1.1)을 갖고, 상기 경사 활주평면은 예컨대 구동 샤프트(1)의 견부(4)에 형성되어 있어 회전자 축(5)을 갖는 회전자(2)를 구동 샤프트(1)의 구동 축(6)을 중심으로 흔들리게 한다. 회전자(2)는 구동 샤프트(1)를 향한 측면에는, 경사 활주평면(1.1)과 상호 작용하는 활주면(2.1)을, 구동 샤프트(1) 반대편의 회전자의 정면에는 치형부(9)를 구비하고, 상기 치형부는 하우징(3)에 형성된 치형부(10)와 맞물린다. 회전자(2)의 치형부(9)와 하우징(3)의 치형부(10) 사이에는 작동 공간(11)이 형성되어 있는데, 상기 작동 공간은 펌프 유닛의 유입구(12)를 통해서는 충전될 수 있고 펌프 유닛의 배출구(13)를 통해서는 비워질 수 있다. 회전자(2)의 치형부(9)와 하우징(3)의 치형부(10)는 예컨대 사이클로이드 기어(cycloidal gear)로서 구현되지만, 또 다른 치형부도 가능하다.

펌프 유닛은 토출 원리에 따라 작용하므로, 유체는 자체 흡입 방식으로 유입구(12)를 통해 작동 공간(11) 내로 흡입되고 압력이 상승하면 이로부터 배출구(13)를 통해 방출된다. 구동 샤프트(1)는 유체를 유입구(12)로부터 작동 공간(11) 내로 또는 작동 공간으로부터 배출구(13) 쪽으로 이송시키기 위한 관통 채널(14)을 포함한다. 펌프 유닛의 어느 개구(12, 13)가 유입구 또는 배출구인지는 회전자의 회전 방향에 좌우된다.

본 발명에 따르면, 구동 샤프트(1)는 고정자(15)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고 자기식으로 고정자(15)와 상호 작용하는 자석(16)이 구동 샤프트(1)에 제공된다. 이러한 본 발명에 따른 구성에 의해 구동 샤프트(1)는 전기 기기의 전기자를 형성하고, 이로써 축방향 구조 길이가, 즉 구동 축(6)의 방향으로 단축된다. 자석(16)은 예컨대 고정자(15)에 대해 그리고 구동 축(6)의 방향에서 볼 때 중심에 배치된다. 대안적으로 자석(16)은 구동 샤프트(1)에서 고정자(15)에 대해 그리고 구동 축(6)의 방향에서 볼 때, 구동 샤프트(1)가 사전 결정된 자력으로 회전자(2)에 대해 가압되도록, 중심을 벗어나서 배치될 수도 있다. 자석(16)은 구동 샤프트(1)에서 고정자(15)에 대한 중심 배치에 대해 회전자(2)로부터 먼 방향으로 옵셋되어 배치된다.

고정자(15)는, 예컨대 소위 전기 시트로 이루어진 서로 적층된 스탬핑 시트의 스택에 의해 형성된다.

구동 샤프트(1)에는 자석(16)을 수용하기 위해, 예컨대 하나 이상의 포켓 또는 리세스, 또는 하나 이상의 숄더(17)가 제공된다. 하나 이상의 포켓 또는 리세스(16)는 구동 축(6)에 대해 반경 방향 외측으로 개방되거나 폐쇄되게 구현될 수 있다. 자석(16)은 지속적으로 여기된 전기 기기를 형성하기 위한 영구 자석이다. 자석(16)은 단일 자석일 수 있거나 내부에 자분(magnetic powder)이 매립된 단일 링에 형성될 수 있다. 예컨대, 내부에 자분이 분포되어 있는 기초 재료로서 플라스틱으로 이루어진 자석 링이 제조될 수 있다.

구동 샤프트(1)는 자석(16)의 영역에서 피복층일 수도 있는 폿트형(pot-shaped) 또는 원통형의 외피(18)에 의해 커버될 수 있다. 외피(18)는 예컨대 플라스틱으로 제조되고 펌프 유닛의 유체에 대해 자석(16)을 보호하고/보호하거나 자석을 하나 이상의 포켓 또는 리세스(17) 내에 고정시킨다.

본 실시예에 따르면, 고정자(15)의 각각의 정면에 샤프트 베어링(20) 또는 샤프트 베어링(20)을 위한 수용부가 제공된다. 샤프트 베어링(20)은 예컨대 미끄럼 베어링으로서 형성되어 있다. 샤프트 베어링(20)은 각각 디스크형 또는 링형 부품(19)에 제공되고, 상기 부품은 예컨대 고정자(15)의 정면에 접한다. 상기 부품(19)은 매칭되게 고정자(15)에 직접 성형될 수 있다. 상기 부품(19)은 구동 샤프트(1)를 위한 관통 개구(21)를 포함한다. 관통 개구(21) 내에는 별도의 부품으로서 샤프트 베어링(20)이, 예컨대 미끄럼 베어링 부시로서 배치될 수 있다. 그러나 또한, 관통 개구(21) 자체가 미끄럼 베어링을 형성할 수 있다.

고정자(15)는 구동 샤프트(1)를 향한 내측면에 고정자 톱니(24)를 구비하며, 상기 고정자 톱니에는 각각 하나의 고정자 권선(25)이 제공되고, 이때 고정자 톱니들(25) 사이에는 고정자 홈들(26)이 형성된다. 고정자 홈(26)은, 예컨대 부품(19)이 플라스틱에 의해 서로 일체로 연결되어 있는 방식으로, 플라스틱으로 충전될 수 있다. 고정자 톱니(25)에는 예컨대 고정자 권선(25)을 수용하여 이를 고정자(15)에 대해 전기 절연시키는 코일 바디(27)가 제공된다.

고정자 권선(25) 중 고정자 홈(26)으로부터 돌출하는 섹션은, 예컨대 마찬가지로 플라스틱으로 오버몰딩됨으로써 부식으로부터 보호되고, 이때 이러한 오버몰딩과 예컨대 고정자(15)에 매칭 성형된 부품(19)은 하나의 성형 과정에서 일체로 제조될 수 있다. 또한, 플라스틱은 추가로 고정자(15)의 외주연에, 예컨대 웨브(web)(30)로서 부분적으로 제공될 수 있고 디스크형 또는 링형 부품(19)을 서로 연결시킬 수 있다.

하우징(3)은, 정면에서 하나 이상의 커버(3.2, 3.3)에 의해 폐쇄되어 있는 원통형 또는 폿트형 하우징 섹션(3.1)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 하우징(3)은 중공 원통형으로 구현되고 정면에서 각각 하나의 커버(3.2, 3.3)에 의해 폐쇄된다. 커버들(3.2, 3.3) 중 하나는 폿트형 하우징 섹션(3.1)의 바닥으로도 구현될 수 있다.

Claims

구동 샤프트(1) 및 구동 샤프트(1)에 의해 구동되고 하우징(3) 내에 회전 가능하게 배치된 회전자(2)를 구비한 펌프 유닛으로서,
구동 샤프트(1)는 회전자(2)와 상호 작용하는 경사 활주평면(1.1)을 포함하고, 상기 활주평면은 회전자 축(5)을 갖는 회전자(2)를 구동 샤프트(1)의 구동 축(6)을 중심으로 흔들리게 하며, 회전자(2)는 구동 샤프트(1) 반대편의 회전자의 정면에 치형부(9)를 구비하고, 상기 치형부는 하우징(3)에 형성된 치형부(10)와 맞물리며, 회전자(3)의 치형부(9)와 하우징(3)의 치형부(10) 사이에는 작동 공간(11)이 형성되어 있는, 펌프 유닛에 있어서,
구동 샤프트(1)는 고정자(15)에 의해 둘러싸이고 고정자(15)와 자기식으로 상호 작용하는 자석(16)이 구동 샤프트(1)에 제공된 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 구동 샤프트는 자석(16)을 수용하기 위해 하나 이상의 포켓 또는 리세스(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 자석(16)은 구동 샤프트(1)에서 고정자(15)에 대해 그리고 구동 축(6)의 방향에서 볼 때 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 자석(16)은 구동 샤프트(1)에서 고정자(15)에 대해 그리고 구동 축(6)의 방향에서 볼 때, 구동 샤프트(1)가 사전 결정된 자력으로 회전자(2)에 대해 가압되도록, 중심을 벗어나서 배치 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제4항에 있어서, 자석(16)은 구동 샤프트(1)에서 고정자(15)에 대한 중심 배치에 대해 회전자(2)로부터 먼 방향으로 옵셋되어 배치 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자석(16)은 영구 자석인 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 샤프트(1)는 자석(16)의 영역에서 외피(18)에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 고정자(15)의 각각의 정면에는 구동 샤프트(1)를 지지하기 위한 샤프트 베어링(20)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제5항에 있어서, 샤프트 베어링(20)은 미끄럼 베어링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제5항에 있어서, 샤프트 베어링(20)은 디스크형 또는 링형 부품(19)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 고정자(15)는 구동 샤프트(1)를 향한 내측면에 고정자 톱니(24)를 구비하며, 상기 고정자 톱니에는 각각 하나의 고정자 권선(25)이 제공되고, 이때 고정자 톱니들(24) 사이에는 고정자 홈들(26)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(3)은, 정면에서 하나 이상의 커버(3.2, 3.3)에 의해 폐쇄되어 있는 원통형 또는 폿트형 하우징 섹션(3.1)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.