KR20190022330A - 리프팅 장치를 갖는 축 베어링 장치 - Google Patents

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안드레아스 빌트
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술저 매니지멘트 에이지
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Abstract

본 발명은 펌프(2)용 축 베어링 장치(1)에 관한 것으로, 축 베어링 장치(1)는, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축(5)에 연결될 수 있는 감마(antifriction) 베어링(8, 81, 815)을 포함한다. 축 베어링 장치(1)의 장착 상태에서 스프링력(F)이 스프링(7, 71, 72)에 의해 감마 베어링(8, 81, 815)에 전달될 수 있도록 스프링(7, 71, 72)이 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치된다. 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)가 펌프(2)의 펌프(2)의 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 스프링력에 의해 서로 분리된다. 본 발명은 또한 대응하는 축 베어링 장치(1)를 갖는 펌프(2)에 관한 것이다.

Description

리프팅 장치를 갖는 축 베어링 장치{A SHAFT BEARING DEVICE WITH A LIFTING DEVICE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 일체화된 리프팅 장치를 갖는 축 베어링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 12의 전제부에 따른, 본 발명에 따른 축 베어링 장치를 갖는 펌프에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 13의 전제부에 따른 베어링에 관한 것이다.
어떤 방향으로 작용하는 힘이 보상되어야 하거나 또는 물체가 원치 않는 방향으로 움직이는 것을 방지해야 하는 경우에 베어링이 사용된다. 2개의 주 유형의베어링, 즉 레이디얼 베어링과 액시얼 베어링이 펌프에 사용되고 있다.
원심 펌프를 작동시킬 때, 흡입측의 방향으로 작용하는 축방향 추력이 발생된다. 이 추력을 해제하기 위해, 완화 디스크가 축의 압력측에 설치되는데, 이 완화 디스크의 기능은 펌프 압력에 달려 있다. 전달 액체가 필요한 압력을 갖지 않으면, 예컨대, 펌프의 시동 또는 차단시, 완화 디스크와 상대 디스크 사이에 접촉이 있을 수 있다. 이러한 접촉은 마모를 일으켜, 결국에는 시스템이 파손될 수 있다. 시동 및 차단 동안에 임계 단계를 연결하기 위해 리프팅 장치가 사용된다. 펌프 유닛이 정지 상태에 있을 때 완화 디스크들은 서로의 위에 있으므로, 낮은 회전 속도에서, 예컨대, 펌프 유닛의 시동 또는 차단시 접촉이 일어나, 마모의 징후가 일어날 수 있다. 이에 대한 이유는, 완화 디스크에서 힘의 유압적으로 안정적인 상관이 얻어질 수 없고 그래서 완화 틈이 형성될 수 없기 때문이다. 펌프 유닛의 비접촉 시동 또는 차단을 보장하기 위해, 펌프 축의 변위 및 틈이 리프팅 장치에 의해 생기게 된다.
리프팅 장치를 갖는 원심 펌프가 EP 0 694 696 B1에 알려져 있다. 이는 원심 펌프의 축방향 변위 가능한 회전자 축에 축방향 추력을 발생시킨다. 리프팅 장치는 회전자 축에 연결될 수 있는 제 1 본체로 이루어지며, 이 본체는 고정적으로 배치되는 영구 자석 및 제 2 영구 자석을 가지며, 두 영구 자석은, 작용하는 자기력이 회전자 축을 휴지(rest) 위치에 유지시키거나 또는 그 자기력이 변위 방향에 반대인 힘을 발생시키도록 원심 펌프의 작동으로 인해 휴지 위치로부터 변위가 일어나는 경우 회전자 축에 작용하도록, 서로에 할당되어 있다. 이러한 방안의 단점은, 그와 관련된 비용이 높다라는 것인데, 이러한 비용은 비싼 영구 자석으로 인한 것이다.
리프팅 장치 및 전자기 베어링을 갖는 원심 펌프가 EP 0 355 796 A2에 알려져 있다. 작동중인 원심 펌프의 축방향 추력을 보상하기 위해 완화 장치가 오랫 동안 사용되어 오고 있다. 원심 펌프의 전형적인 완화 장치는 회전 완화 디스크 및 고정된 상대 완화 디스크를 포함하고, 이들 완화 디스크는 반경 방향 틈을 형성하며, 원심 펌프 내의 가압 유체의 일부가 그 틈을 통해 외부로 유출된다. 결과적으로, 축방향 추력에 의해 발생된 힘과 완화 디스크에 의해 발생된 대항력 사이의 평형 상태에서 원심 펌프의 축이 축방향으로 유지된다. 원심 펌프의 작동 동안에, 예컨대 유체가 낮은 압력을 가질 수 있는 시동 또는 정지시, 천이 단계가 생길 수 있는데, 그래서, 축은 평형 상태에서 유지되지 못한다. 이러한 천이 단계에서는, 완화 장치의 두 디스크가 서로 접촉하여 그 디스크가 손상될 위험이 있다. 이러한 손상을 피하기 위해, 완화 장치의 두 디스크가 서로 접촉하지 않도록, 원심 펌프의 천이 단계 또는 정지 동안에 피제어 전자석에 의해 힘이 축의 축방향 위치에 가해지게 된다.
이 잘 알려져 있는 장치는, 축의 축방향 위치가 센서에 의해 검출되어야 하고 또한 제어가능한 전자석에 의해 제어되어야 한다는 단점을 가지고 있다. 잘 알려져 있는 장치는, 최대 가능한 축방향 변위가 매우 작다라는 추가 단점을 가지고 있다.
완화 요소가 WO 2015/074903에 알려저 있는데, 이 완화 요소는 축에 내토크적으로(torque-proofly) 결합된다. 완화 요소를 상대 요소로로부터 이격시키기 위해 상대 요소에서 이격을 두기 위한 장치를 배치하여 상대 요소로 스로틀 틈이 형성된다. 이격을 두기 위한 장치는 축방향 추력에 반대되는 힘을 발생시키는 힘 요소, 바람직하게는 스프링을 갖는다. 이 잘 알려져 있는 장치는, 힘 발생 요소와 같은 마모 부품을 교체하는 것이 수고스럽다는 단점을 가지고 있다.
종래 기술에서 알려져 있는 리프팅 장치의 주된 단점은, 펌프의 길이가 어떤 장치로 인해 증가하고 별도의 하우징이 필요하거나 장치의 기하학적 구조가 복잡하고 비용이 많이 든다는 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 간단한 구조 설계의 리프팅 장치를 갖는 축 베어링 장치로서, 간단하고 비용 효과적인 제조에 적합하고, 종래 기술에서 알려져 있는 나쁜 영향 및 높은 비용을 피하면서 높은 압력 하중을 받기 위한 액시얼 베어링 장치에서도 사용될 수 있는 축 베어링 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항 12에 따른 펌프에 사용되는, 독립 청구항 1의 특징적 사항을 갖는 축 베어링 장치, 및 독립 청구항 13의 특징적 사항을 갖는 베어링으로 달성된다.
종속 청구항은 본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 펌프용 축 베어링 장치가 제안된다. 이 경우, 축 베어링 장치는, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축에 연결될 수 있는 감마(antifriction) 베어링을 포함한다. 펌프 축에 부착되는 리프팅 요소 및 대응하는 상대 요소가 펌프의 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 서로 분리되게끔 상기 축 베어링 장치의 장착 상태에서 스프링력이 스프링에 의해 상기 감마 베어링에 전달될 수 있도록 스프링이 감마 베어링에 배치되어 있다. 특히, 스프링은 스프링력(F)이 펌프 축의 축선에 평행하게 작용하도록 감마 베어링에 배치된다. 따라서, 스프링은 스프링력(F)이 감마 베어링의 외륜에 작용하도록 감마 베어링에 배치되며, 그래서 펌프 축의 축방향 추력이 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축에 부착되는 리프팅 요소 및 대응하는 상대 요소는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 스프링의 스프링력에 의해 서로 분리된다. 시동 상태 후에, 펌프의 자기 윤활이 시작되면, 리프팅 요소와 상대 요소 사이에 윤활유 막이 형성되고, 그래서 리프팅 요소와 상대 요소는 그들 사이에 있는 윤활유의 윤활 막에 의해 실질적으로 마모 없이 서로에서 움직일 수 있다. 실제로, 펌프는 원심 펌프, 특히 일단 또는 다단 원심 펌프일 수 있다.
실제로, 축 베어링 장치는 구동측 및/또는 비구동측에 배치될 수 있다.
그러므로, 본 발명에서는, 윤활의 부족으로 인해 리프팅 요소와 상대 요소의 마모를 방지하기 위해 축방향 압력이 스프링을 통해 펌프 축에 가해져 리프팅 요소 와 상대 요소는 시동 상태에서 스프링의 축방향 압력에 의해 서로 분리되는 것이 중요하다.
특히 유리하게는, 감마 베어링의 베어링 하우징 및/또는 감마 베어링에 배치되는 압력 링은 스프링력이 작용할 수 있는 압력면을 가질 수 있다.
실제로, 스프링은 감마 베어링과 하우징 사이에 배치되어 스프링력이 작용할 수 있다.
리프팅 장치는 축 베어링 장치에 일체화되어 있고 따라서 별도의 리프팅 장치를 위한 추가 하우징이 필요 없는 것이 중요하다.
실제로, 리프팅 장치는 내토크적으로 축에 연결되며, 상대 요소는 펌프 하우징에 고정적으로, 즉 움직이지 않게 연결되며, 그래서 상대 요소에 대한 리프팅 요소의 변위가 펌프 축의 축방향 움직임으로 일어나게 된다.
본 발명에서는, 축 베어링 장치가 레이디얼 베어링인 것이 중요하다.
일반적으로, 이하 축방향 추력은, 펌프 축의 축방향으로 작용하고 펌프 임펠러의 회전으로 생기는 힘의 효과를 말한다. 일반적으로, 이하, 스프링은, 스프링 상수와 관련된 스프링력을 가하는 스프링, 특히 나선형 스프링, 특히 디스크 스프링을 말한다. 일반적으로, 이하 압력 링은, 감마 베어링의 베어링 하우징에 배치되는 디스크형 링, 특히 디스크형 원형 링을 말하는 것으로, 이는 펌프 축 주위에 배치되고 일반적으로 적절한 금속 또는 다른 적절한 재료로 만들어지며, 그래서 축방향으로 작용하는 스프링력이 압력 링에 의해 압력 링의 원주를 거쳐 감마 베어링의 외륜에 전달될 수 있다. 일반적으로, 이하 스프링력은, 스프링, 특히 나선형 스프링, 특히 디스크 스프링에 의해 발생되고 감마 베어링을 통해, 특히 압력 링과 감마 베어링을 통해 축방향 추력에 대항하여 펌프 축에 작용하는 힘을 말하는 것이다. 일반적으로, 이하 시동 상태는, 펌프가 시동되는 펌프의 상태, 특히, 리프팅 요소와 상대 요소 사이에 윤활유 막이 아직 형성되지 않은 상태, 특히 리프팅 요소와 상대 요소가 서로 분리되는 정도로 스프링력이 축방향 추력 보다 큰 상태를 말한다. 일반적으로, 이하 차단 상태는, 펌프가 정지되고 차단된 상태, 특히, 리프팅 요소와 상대 요소 사이에 윤활유 막이 감소하는 상태, 특히 리프팅 요소와 상대 요소가 서로 분리되는 정도로 스프링력이 축방향 추력 보다 큰 상태를 말한다. 일반적으로, 이하 윤활유는 윤활 특성을 갖는 유체를 말하는 것으로, 특히 윤활유가 운활제일 수 있다. 실제로, 윤활유는 직접 펌핑되는 제품, 또는 특별한 경우에는 별도의 윤활유이다. 일반적으로, 이하 축 베어링 장치는 축방향 및 반경 방향 힘을 견딜 수 있는 베어링을 말한다.
본 발명에 따른 펌프 및 본 발명에 따른 축 베어링 장치 또는 리프팅 장치의 이점은 특히 다음과 같다:
- 리프팅 장치를 갖는 축 베어링 장치가 구조적으로 간단하게 구성된다
- 축 베어링 장치는 추가의 리프팅 장치를 갖는 펌프 보다 실질적으로 작은 장치 기하학적 구조를 가지며, 그래서 펌프 길이를 증가시키지 않는다
- 저렴하게 제조될 수 있다
- 마모 부품의 용이한 교체가 가능하다.
실제로, 축 베어링 장치는 레이디얼 베어링일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서, 축 베어링 장치는 내륜과 외륜을 갖는 감마 베어링을 포함한다.
실제로 특히 유리한 본 발명의 일 실시 형태에서, 스프링은 압력 링을 통해 상기 감마 베어링의 외륜에 지지된다. 따라서, 이미 언급한 바와 같이, 압력 링은 감마 베어링과 감마 베어링의 베어링 하우징에 있는 스프링 사이에 배치되고, 그래서 스프링력이 압력 링을 통해 감마 베어링 및 펌프 축에 전달된다. 이러한 구성은 나선형 스프링에 바람직하게 사용되고, 디스크 스프링을 사용하여, 힘은 특히 외륜에 직접 작용하게 된다.
본 발명의 다른 특정한 실시 형태에서, 특히 동일한 거리로 있는 적어도 3개의 스프링이 상기 감마 베어링 및/또는 압력 링의 원주에 걸쳐 배치되어 있다. 스프링은 하우징과 감마 베어링 및/또는 압력 링 사이에 배치될 수 있고, 특히 감마 베어링 및/또는 압력 링의 원주에 걸쳐 분산되고 특히 유리한 방식으로 서로 동일한 거리를 두고 배치된다.
실제로 중요한 본 발명의 다른 실시 형태에서, 스프링은 상기 펌프 축 주위를 감싸는 디스크 스프링으로서 설계될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서, 감마 베어링은 볼 베어링 및/또는 원통 롤러 베어링일 수 있다. 베어링은 개방형, 반 개방형, 또는 폐쇄형일 수 있다.
베어링의 종류에 따라, 압력 링은 힘 전달을 위한 압력면을 제공할 필요가 있다.
또한, 볼 베어링은 홈형 볼 베어링 및/또는 앵귤러 볼 베어링일 수도 있다.
실제로, 리프팅 요소 및/또는 상대 요소의 접촉면은 코팅될 수 있는데, 특히 세라믹 코팅될 수 있다. 따라서, 두 요소의 마모가 최소화될 수 있다.
이 경우, 리프팅 요소 및/또는 상대 요소 및/또는 압력 링 및/또는 감마 베어링은 섬유 강화 복합 재료 또는 열가소성 합성 재료, 특히 폴리에테르 케톤을 포함할 수 있다. 리프팅 요소 및/또는 상대 요소 및/또는 압력 링 및/또는 감마 베어링은 이들 재료 중의 하나 이상, 특히 또한 복합 재료로 만들어질 수 있다. 감마 베어링은 또한 세라믹으로도 만들어질 수 있다. 압력 링은 바람직하게는 강으로 만들어진다.
분명, 리프팅 요소 및/또는 상대 요소의 접촉면은 고체 윤활제 및/또는 세라믹으로도 코팅될 수 있다. 이러면, 슬라이딩 특성이 개선되고 두 요소의 마모가 최소화된다. 세라믹 코팅은 특히 탄화규소일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 축 베어링 장치를 갖는 펌프가 더 제안된다. 이 경우, 축 베어링 장치는, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축, 감마 베어링 및 스프링을 포함한다. 감마 베어링은 바람직하게는 펌프 축에 연결되고, 스프링은 감마 베어링에 배치된다. 특히, 스프링은 스프링력(F)이 펌프 축의 축선에 평행하게 작용하도록 감마 베어링에 배치된다. 따라서, 스프링은 스프링력(F)이 감마 베어링의 외륜에 작용하도록 감마 베어링에 부착되며, 그래서 펌프 축의 축방향 추력이 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축에 부착되는 리프팅 요소 및 대응하는 상대 요소는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 스프링의 스프링력에 의해 서로 분리된다. 시동 상태 후에, 펌프의 자기 윤활이 시작되면, 리프팅 요소와 상대 요소 사이에 윤활유 막이 형성되고, 그래서 리프팅 요소와 상대 요소는 그들 사이에 있는 윤활유의 윤활 막에 의해 실질적으로 마모 없이 서로에서 움직일 수 있다. 실제로, 펌프는 원심 펌프, 특히 일단 또는 다단 원심 펌프일 수 있다.
본 발명에 따르면, 펌프 및 축 베어링 장치를 위한 베어링이 더 제안된다. 이 경우, 그 베어링은, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축에 연결될 수 있는 감마 베어링, 및 스프링을 포함하고, 이 스프링은, 상기 베어링의 장착 상태에서 스프링력이 스프링에 의해 상기 감마 베어링에 전달될 수 있도록, 감마 베어링에 배치된다.
이하, 도면을 참조하여 실시 형태를 가지고 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1은 감마 베어링을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 축 베어링 장치의 제 1 실시 형태를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 축 베어링 장치의 다른 실시 형태를 다른 시각에서 본 것을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 축 베어링 장치의 다른 실시 형태의 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 축 베어링 장치의 다른 실시 형태를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 축 베어링 장치의 종단면을 다른 작동 상태에서 나타낸 것이다.
도 1은 감마(antifriction) 베어링(8, 81, 815)을 개략적으로 도시한다. 이 경우, 감마 베어링(8)은 볼 베어링(81), 특히 홈형 볼 베어링(815)으로서 설계되어 있다. 감마 베어링(8, 81, 815)은 외륜(812), 내륜(813), 베어링 케이지(814)와 함께 내륜과 외륜 사이에 배치되는 볼(811)을 포함한다. 내륜(813)은 펌프 축(5)에 내토크적으로 연결되어 있어, 도 2에 예시되어 있는 바와 같이, 리프팅 장치의 스프링(7, 71, 72)에 의해 발생되는 힘(F)이 외륜(812)에 작용하게 된다. 작동 상태에서, 내륜(813)과 내토크적으로 결합된 펌프 축(5)의 변위가 외륜(812)에 작용하는 힘(F)에 의해 일어나게 된다. 스프링(7, 71, 72)과 감마 베어링(8, 81, 815) 사이의 이 기본적인 작용 모드가 도 2에 예시되어 있고, 그래서 도 1에는 스프링의 도시가 생략되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 축 베어링 장치(1)의 제 1 실시 형태를 개략적으로 나타낸다. 축 베어링 장치(1)는 감마 베어링(8, 81, 815), 압력 링(6), 및 스프링(7, 71, 72)을 포함한다. 감마 베어링(8, 81, 815)은 홈형 볼 베어링(815)으로서 설계되어 있다. 스프링(7, 71, 72)은, 스프링력(F)이 압력 링(6)을 통해 홈형 볼 베어링(815)에 작용하고 리프팅 요소(3)와 상대 요소(4)의 접촉면(34)이 분리되고 또한 틈(S)이 존재하도록, 하우징(9)과 압력 링(6) 사이에 배치된다. 작동 상태에서, 스프링력(F)은 임펠러의 회전에 의해 생기는 축방향 추력(A)에 대항한다. 축방향 중단(10)은, 일체화된 리프팅 장치를 갖는 축방향 베어링 장치(1)가 리프팅 요소(3) 및 상대 요소(4)로부터 임의의 거리를 두고 펌프 축(5)에 배치될 수 있음을 나타낸다. 특히, 스프링(7, 71, 72)은, 스프링력(F)이 펌프 축의 축선에 평행하게 작용하도록 홈형 볼 베어링(815)에 배치된다. 따라서, 스프링(7, 71, 72)은, 스프링력(F)이 홈형 볼 베어링(815)의 외륜에 작용하도록 홈형 볼 베어링(815)에 배치되고, 그래서 펌프 축(5)의 축방향 추력(A)이 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 스프링(7, 71, 72)의 스프링력(F)에 의해 서로 분리된다. 시동 상태 후에, 펌프(2)의 자기 윤활이 시작되면, 리프팅 요소(3)와 상대 요소(4) 사이에 윤활유 막이 형성되고, 그래서 리프팅 요소(3)와 상대 요소(4)는 그들 사이에 있는 윤활유의 윤활 막에 의해 실질적으로 마모 없이 서로에서 움직일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 축 베어링 장치(1)의 다른 실시 형태의 단면을 다른 시각에서 본 것을 나타낸다. 스프링(7, 71, 72)은 펌프 축(5) 주위를 감싸는 나선형 스프링(71)으로서 설계되어 있다. 스프링력(F)은 축 베어링 장치(1)의 외륜(812)에 직접 작용하고, 그래서 리프팅 요소(3)와 상대 요소(4)가 서로 분리된다. 나선형 스프링(71)은 하우징(9)와 감마 베어링(8, 81, 815) 사이에 배치된다. 특히, 나선형 스프링(71)은, 스프링력(F)이 펌프 축(5)의 축선에 평행하게 작용하도록 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치된다. 따라서, 나선형 스프링(71)은, 스프링력(F)이 감마 베어링(8, 81, 815)의 외륜에 작용하도록 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치되며, 그래서 펌프 축(5)의 축방향 추력(A)은 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 나선형 스프링(71)의 스프링력(F)에 의해 서로 분리된다.
도 4는 본 발명에 따른 축 베어링 장치(1)의 다른 실시 형태의 단면을 나타낸다. 스프링(7, 71, 72)은 단일 나선형 스프링(71)으로서 설계되어 있고, 스프링력(F)이 축 베어링 장치(1)의 감마 베어링(8, 81, 815)에 작용하고 또한 그래서 압력 링(6)을 통해 펌프 축(5)에 작용하게 된다. 나선형 스프링(71)은 동일한 간격(d)으로 압력 링(6)의 원주에 걸쳐 분산되어 있다. 나선형 스프링(71)은 하우징(9)과 감마 베어링(8, 81, 815) 및/또는 압력 링(6) 사이에 배치된다. 특히, 나선형 스프링(71)은, 스프링력(F)이 펌프 축(5)의 축선에 평행하게 작용하도록 압력 링(6)에 배치된다. 따라서, 나선형 스프링(71)은, 스프링력(F)이 압력 링(6)에 작용하도록 압력 링(6)에 배치되고, 그래서 펌프 축(5)의 축방향 추력(A)은 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 나선형 스프링(71)의 스프링력(F)에 의해 서로 분리된다.
도 5는 본 발명에 따른 축 베어링 장치(1)의 다른 실시 형태를 나타낸다. 스프링(7, 71, 72)은 디스크 스프링으로서 설계되어 있고, 스프링력(F)이 축 베어링 장치(1)의 감마 베어링(8, 81, 815) 및 펌프 축(5)에 작용한다. 디스크 스프링(72)은 예컨대 2개의 쌍으로 서로 반대 방향으로 배치되고, 각 쌍은 5개의 디스크 스프링(72)을 갖는다. 당업자는 이해하는 바와 같이, 더 많거나 더 적은 디스크 스프링(72)을 갖고 또한 다른 구성 유형의 다른 장치도 가능하다. 특히, 디스크 스프링(72)은 하우징(9)과 감마 베어링(8, 81, 815) 사이에 배치된다. 디스크 스프링(72)은, 스프링력(F)이 펌프 축(5)의 축선에 평행하게 작용하도록 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치된다. 따라서, 디스크 스프링(72)은, 스프링력(F)이 작용하도록 감마 베어링(8, 81)에 배치되며, 그래서 펌프 축(5)의 축방향 추력(A)은 차단 상태 및/또는 시동 상태에서 보상될 수 있다. 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)는 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 디스크 스프링(72)의 스프링력(F)에 의해 서로 분리된다.
도 6은 본 발명에 따른 축 베어링 장치(1)의 종단면을 다른 작동 상태( Z1, Z2)에서 개략적으로 나타낸다. 축 베어링 장치(1)는 도 1에 나타나 있는 것과 동일한 설계를 갖는다. 도시에 따르면, 펌프(2)는 도의 하측에서 작동 상태(Z1)에 있다. 이 작동 상태(Z1)는 축방향 추력(A)이 스프링력(F) 보다 큰 작동 상태를 나타낸다. 도시의 상측에서, 펌프(2)는 작동 상태(Z2)에 있는데, 이 작동 상태는 시동 상태 및/또는 차단 상태 및/또는 장착 조건에 대응하고, 그 작동 상태(Z2)에서는 축방향 추력(A)이 스프링력(F) 보다 작다. 작동 상태(Z2)에서, 축방향 추력(A)이 스프링력(F)을 극복하기에 아직 충분하지 않으면, 시동 상태 후에 그리고/또는 차단 상태 동안에 두 접촉면(34) 사이에 윤활유 막이 형성되어 두 부품이 마모되지 않도록, 리프팅 요소(3)와 상대 요소(4)가 틈(S)을 두고 서로 분리된다. 임펠러의 회전으로 생긴 축방향 추력(A)이 스프링력(F) 보다 크면, 틈(S)이 감소하도록 펌프 축(5) 및 리프팅 요소(3)가 변위된다. 스프링(7, 71, 72)은 펌프 축(5)의 변위에 의해 압축된다. 리프팅 요소(3) 및 상대 요소(4)는 틈(S)의 폭이 감소되어 서로 슬라이딩할 수 있고, 임펠러의 축방향 추력(A)에 대한 완화 장치로서 작용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 펌프(2)용 축 베어링 장치(1)로서, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축(5)에 연결될 수 있는 감마(antifriction) 베어링(8, 81, 815)을 포함하고,
    상기 펌프 축(5)에 부착되는 리프팅 요소(3) 및 대응하는 상대 요소(4)가 펌프(2)의 시동 상태 및/또는 차단 상태에서 서로 분리되게끔 상기 축 베어링 장치(1)의 장착 상태에서 스프링력(F)이 스프링(7, 71, 72)에 의해 상기 감마 베어링(8, 81, 815)에 전달될 수 있도록 스프링(7, 71, 72)이 상기 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치되어 있는, 축 베어링 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축 베어링 장치(1)는 레이디얼 베어링인, 축 베어링 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 축 베어링 장치(1)는 내륜(813)과 외륜(812)을 갖는 감마 베어링(8, 81, 815)을 포함하는, 축 베어링 장치(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링(7, 71, 72)은 압력 링(6)을 통해 상기 감마 베어링(8, 81, 815)의 베어링 하우징에 지지되는, 축 베어링 장치(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 동일한 거리(d)로 있는 적어도 3개의 스프링(71)이 상기 감마 베어링(8, 81, 815) 및/또는 압력 링(6)의 원주에 걸쳐 배치되어 있는, 축 베어링 장치(1).
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링(7, 71, 72)은 상기 펌프 축(5) 주위에 배치되는 디스크 스프링(72)으로서 형성되어 있는, 축 베어링 장치(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감마 베어링(8, 81, 815)은 볼 베어링(81, 815) 및/또는 원통 롤러 베어링인, 축 베어링 장치(1).
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 볼 베어링(81, 815)은 홈형 볼 베어링(815) 및/또는 앵귤러 볼 베어링인, 축 베어링 장치(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    접촉면(34)이 코팅되어 있는, 특히 세라믹 코팅되어 있는, 축 베어링 장치(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    리프팅 요소(3) 및/또는 상대 요소(4) 및/또는 압력 링(6) 및/또는 감마 베어링(8, 81, 815)은 섬유 강화 복합 재료 또는 열가소성 합성 재료, 특히 폴리에테르 케톤을 포함하는, 축 베어링 장치(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉면(34)은 고체 윤활제로 코팅되어 있는, 축 베어링 장치(1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 축 베어링 장치(1)를 포함하는 펌프(2).
  13. 제 12 항에 따른 펌프(2) 및 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 축 베어링 장치(1)를 위한 베어링으로서, 축방향으로 변위 가능한 펌프 축(5)에 연결될 수 있는 감마 베어링(8, 81, 815)을 포함하고,
    상기 베어링의 장착 상태에서 스프링력(F)이 스프링(7, 71, 72)에 의해 상기 감마 베어링(8, 81, 815)에 전달될 수 있도록 스프링(7, 71, 72)이 상기 감마 베어링(8, 81, 815)에 배치되어 있는, 베어링.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3447302B1 (de) * 2017-08-23 2021-12-08 Sulzer Management AG Wellenlagervorrichtung mit abhebevorrichtung
EP3832143A1 (de) * 2019-12-02 2021-06-09 Sulzer Management AG Pumpe mit einer abhebevorrichtung
KR20220090727A (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 윌로펌프 주식회사 유체 펌프
GB2607572A (en) * 2021-05-28 2022-12-14 Leybold Gmbh Vacuum pump
CN114370416A (zh) * 2021-12-27 2022-04-19 广州市昊志机电股份有限公司 一种空压机和燃料电池系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE886250C (de) * 1951-11-10 1953-08-13 Klein Abhebevorrichtung fuer Entlastungsscheiben von Kreiselmaschinen
CH501839A (fr) * 1966-11-12 1971-01-15 Zabrzanska Fabryka Masz Gornic Pompe dynamique
DE3104909A1 (de) 1981-02-11 1982-09-09 Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart Anordnung zur anzeige von betriebszustaenden
DE8104909U1 (de) * 1981-02-21 1981-07-02 Pumpen-und Maschinenfabrik Wilhelm Düchting KG, 5810 Witten-Annen Kreiselpumpe mit axialschubausgleich
CN1006321B (zh) * 1987-03-05 1990-01-03 江苏工学院 泵轴向力平衡装置
JPH0676798B2 (ja) 1988-08-22 1994-09-28 株式会社荏原製作所 磁気軸受を備えた遠心ポンプ
ES2138060T3 (es) 1994-07-25 2000-01-01 Sulzer Pumpen Ag Bomba centrifuga con un dispositivo de elevacion.
JP3671447B2 (ja) * 1995-01-30 2005-07-13 アイシン精機株式会社 軸受保持構造
US5719454A (en) * 1996-05-06 1998-02-17 Carrier Corporation Spring life improvement
US5887985A (en) * 1997-07-24 1999-03-30 Thermo Cardiosystems Inc. Wear-resistant bearings
DE10259710A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-15 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE10324621A1 (de) * 2003-05-28 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102005009552B4 (de) * 2005-03-02 2020-01-23 Acs Coating Systems Gmbh Gegenstand mit reibungsvermindernder Beschichtung und dessen Verwendung sowie Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung
US8242649B2 (en) * 2009-05-08 2012-08-14 Fradella Richard B Low-cost minimal-loss flywheel battery
DE102012220985B3 (de) * 2012-11-16 2014-05-08 Aktiebolaget Skf Lageranordnung
EP2818725B1 (de) * 2013-06-27 2017-09-13 Grundfos Holding A/S Kreiselpumpe mit axial verschiebbarem, schliessbarem Laufrad
DE102013223806A1 (de) 2013-11-21 2015-05-21 Ksb Aktiengesellschaft Entlastungseinrichtung
US20170167483A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 General Electric Company Coatings for reducing wear on rod pump components
CN205956049U (zh) * 2016-08-29 2017-02-15 山东韬浦泵业有限公司 离心泵用推力轴承缓冲装置
EP3447302B1 (de) * 2017-08-23 2021-12-08 Sulzer Management AG Wellenlagervorrichtung mit abhebevorrichtung

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Publication number Publication date
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US11415142B2 (en) 2022-08-16
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US20190063449A1 (en) 2019-02-28
EP3447302B1 (de) 2021-12-08

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