KR940006865B1 - 감소된 압력펄스를 가진 평형로울러 베인펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

감소된 압력펄스를 가진 평형로울러 베인펌프

제1도는 본 발명이 이용되는 형의 회전펌프의 축방향 단면도.

제2도는 펌프소자와 캠부재만을 표시하는 제1도의 선 2-2에서 취한 횡단면도.

제3도는 포오트판과 유입 및 배출구만을 표시하는 제1도의 선 3-3에서 취한 횡단면도.

제4도는 펌프소자와 인접한 유입 및 배출구를 표시하는 크게 확대된 약간의 개략배치도.

제5도 및 제6도는 여러 압력 및 속도에서의 압력펄스의 그래프이고, 제5도는 선형기술의 펌프에 대한 압력펄스를 표시하고, 제6도는 본 발명에 따라 만들어진 펌프의 압력펄스를 표시한다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 하우징수단 15 : 펌프실

17 : 펌프소자 21 : 연속적인 아아치형 벽면

25 : 로우터부재 27 : 홈

29 : 로울러베인부재 31 : 입력샤프트

49 : 액체유입구 55 : 팽창액체실

57 : 수축액체실 63 : 액체배출구

65 : 배출아아크면 73 : 구동면

75 : 대향면 77 : 실질적인 면부분

본 발명은 로울러베인형의 양변위(陽變位) 수압펌프에 관한 것이고, 더욱 특별하게 감소된 압력펄스를 제공하는 개량된 로우터 구성에 관한 것이다.

본 발명에 관한 형의 펌프는 펌프실을 이루는 하우징과 팽창 및 수축액체실을 이루고 펌프실에 회전하게 배치된 펌프소자를 포함한다. 하우징수단은 팽창액체실과 연통하여 액체유입구를 이루고, 수축액체실과 연통하여 액체배출구를 이룬다. 펌프소자는 입력샤프트로 회전하게 설치된 로우터부재를 포함하고, 로우터부재는 다수의 홈을 가진다.

홈의 각각은 방사상으로 변위할 수 있는 로울러베인부재를 수용한다. 펌프실은 로우터부재의 회전의 방향에서 점차적으로 증가하는 반경의 유입 아아크면과 점차적으로 감소하는 반경의 배출 아아크면을 포함하는 연속적인 아아치형 벽면에 의하여 이루어진다.

본 발명은 로울러 베인펌프의 여러 형으로 이용될 수 있지반, 평형된 로울러 베언펌프, 즉 2개의 대향적으로 배치된 팽창액체실과 2개의 대향적으로 배치된 수축액체실이 있는 펌프를 가지고 사용될때, 특히 유리하게 된다. "평형"이라는 말은 액체실의 배치가 로우터부재에 작용하는 평형된 수압력을 초래하는 사실부터 나온다.

평형된 펌프의 사용으로 특별하게 유리하게 되는 본 발명의 이유의 하나는 평형된 펌프가 배출 아아크면으로서 "높은 전위" 캠면을 이후에 참조되는 바와같이 이용하기 때문이다. 어구 "높은 전위" 캠면은 후속의 명세에서 더욱 상세하게 설명될 것이지만, 그 어구는 어느 특별한 캠면의 기하학에 관련되거나 한정되는 것이 아니고, 배출 아아크면이 로우터 부재의 비교적 작은 각 변위에 걸쳐 로울러 베인의 완전한 방사상의 내측변위를 달성하는 사실에 관련되는 것이 이 분야에 훈련된 사람들에 의하여 이해될 것이다.

설명된 이 형의 펌프와 관련된 첫째의 문제의 하나는 펌프하는 사이클동안의 바라지 않은 압력펄스의 발생이다. 그러한 펄스는 그때 운전자가 들을 수 있는 소음으로서 압력펄스를 옮길 수 있는 차량의 조종기어 및 조종간과 같은 다른 성분에 수압라인을 통하여 전달된다. 펌프부터 나오는 압력펄스와 소음은 몇개의 방법으로 발생될 수 있고, 그러한 압력펄스와 소음의 근원을 제거하고, 확인하는 것이 이 분야에 훈련된 사람들의 오래동안의 목적이었다.

따라서, 본 발명의 첫째의 목적은 이전에 인식되지 못하였든 소음과 압력펄스의 추가적인 근원을 제거하고 확인하는 것이다.

압력펄스의 잠재적인 원인의 하나는 수축하는 액체실부터 로울러베인의 하나를 통과하여, 팽창하는 액체실에의 액체의 간헐적인 누설이라는 것이 이 분야에 훈련된 사람들에게 오래동안 인식되었었다.

그러한 간헐적인 누설의 있음직한 원인의 하나는 로울러 베인이 펌프(배출) 아아크를 통하여 움직일때 배출 아아크면과의 결합부터 및 결합으로의 로울러베인의 방사상의 이동이라는 것이 이 분야에 훈련된 사람들에 의하여 인식되었었다. 로울러베인의 그러한 이동 또는 되튀기기는 배출아아크면과의 접촉으로 그것을 유지하게 로울러베인에 큰 순수한 방사상의 외측방향의 힘을 발휘하는 것에 의하여 방지된다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 결과적인 간헐적인 누설과 로울러베인 되튀기기의 원인을 실절적으로 감소하고 확인하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적이 여기에서 배출아아크면의 각각이 높은 변위캠면을 가진 상술된 형의 개량된 회전펌프의 구성에 의하여 달성된다. 홈의 각각은 펌프 소자가 펌프하는 방식으로 조작될때 로울러베인부재의 인접의 것을 구동하고, 결합하게 배치된 구동면을 포함한다. 홈의 각각은 대향면을 역시 포함한다. 구동면의 각각은 펌프의 회전의 축을 통하여 통과하는 방사상의 선에 관하여 음의 각도에 향하게 된 실질적인 면부분을 포함한다. 로울러 베인부재의 각각의 결합과 그의 각기 음의 면부분은 순수한 방사상의 외측방향의 힘을 감소하기 위한 방향으로 로울러 베인부재에 작용하고, 인접한 배출 아아크면과의 결합부터 및 결합으로 로울러 베인부재의 방사상의 이동을 감소하게 한다.

이제 본 발명을 한정하게 의도되지 않은 도면을 참조하면, 제1도는 상용적으로 이용되는 일반형의 전형적인 자동추진의 동력조종펌프의 축방향의 단면도이고, 그러므로 여기에서 간단하게만 설명된다.

펌프는 몸체부분(11)과 커버부분(13)을 포함하는 몇개의 부분을 가진다. 몸체부분(11)은 환상의 펌프실(15)을 이루고 펌프소자(17)가 실(15)내에 배치된다. 이제 제2도를 역시 참조하면, 펌프소자(17)는 내부캠면(21)을 이루는 캠링(19)을 포함한다. 캠링(19)은 축방향의 핀(23)에 의하여 몸체부분(11)에 관하여 적당한 주의적인 배열로 유지된다.

몸체부분(11)과 커버부분(13)은 다수의 볼트(미표시)에 의하여 단단한 밀봉결합으로 유지된다.

다수의 방사상으로 연장하는 홈(27)을 이루는 회전펌프소자(25)(로우터)가 캠링(19)내에 배치되고, 홈(27)의 각각은 이분야에서 잘 알려진 바와같은 원통형의 로울러 베인부재(29)를 수용한다. 본 발명의 주제의 실시에서, 각각의 홈(27)과 로울러(29)간에 비교적 닫힌 접합이 있어 결과로서 액체는 홈을 통하여 방사상으로 쉽게 연통되지 않고 로울러를 통과한다.

펌프는 차량 엔진부터 로우터(25)에 적당한 핀 연결(33)에 의하여 회전운동을 전달하는 입력샤프트(31)을 포함한다. 입력샤프트(31)는 적당한 베어링세트(35)에 의하여 몸체부분(11)내에 회전을 위하여 지지되고, 적당한 부싱부재(37)에 의하여 커버부분(13)내에 회전을 위하여 지지된다. 로우터(25)가 회전할때 이 분야에서 잘 알려진 바와같이, 펌프소자(17)는 액체의 유입과 배출을 달성하도록 로울러(29)의 각각이 방사상으로 외측으로 또한 내측으로 움직이게 구성된 캠면(21)과의 결합을 유지하게 의도된다.

제1도를 다시 참조하면, 펌프소자(17)는 로우터(25)와 캠링(19)의 좌단에 인접하여 배치된 가요성의 끝판(포오트판)(39)를 포함한다. 끝판(39)에 인접하여 배치된 것은 한쌍의 콩팥형의 압력실(43)(제1도에서 하나만이 표시됨)과 한쌍의 절단부분(45)(제1도에서 하나만이 표시됨)을 이루는 백업판(41)이다.

제1도의 모든 부분은 같은 모양으로 취해진 것이 아니고, 그 대신에 여러 요소가 단순한 표시로 펌프의 중요한 요소의 모드를 표시하는 목적으로 제1도에 표시된 바와같이 위치되어 있는 것이 이 분야에 훈련된 사람들에 의하여 이해될 것이다.

몸체부분(11)은 직경적으로 대향하는 한쌍의 유입실(47)을 이루고, 그것의 각각은 몸체부분(11)에 의하여 한정된 단계구멍(51)내에 위치된 저장기 맞춤(49)에 의하여 시스템의 저장기와 액체로 연통된다. 유입액체가 시스템의 저장기로부터 저장기맞춤(49)을 통하여 유입실(47)에 흐르고, 그것부터 절단부분(45)과 2쌍의 직경적으로 대향된 유입구(53)를 통하여 쌍의 팽창 액체실(55)에 흐른다. 그와 동시에, 압축된 액체가 쌍의 수축하는 액체실(57)부터 펌프되고, 그때 쌍의 직경적으로 대향된 배출구(59)를 통하여 커버부분(13)에 의하여 한정된 배출구(63)와 액체로 연통하는 배출실(61)로 펌프된다. 유입 및 배출부분(53) 및 (59)은 간단하게 하기 위하여 제3도와 관련하여 설명되고, 커버부분(13)은 끝판(39)과 동일한 포오트배치를 포함하는 것이 이해될 것이다. 이제 주로 제2도 및 3도를 참조하면, 캠면(21)의 서로 다른 부분의 변하는 반경과 유입 및 배출구(53) 및 (59)와 이들 캠부분의 관계하는 주위의 스페이스와 같은 것은 이 분야에 훈련된 사람들에게 일반으로 알려진 사실이라는 것이 믿어지게 된다.

그러므로, 캠면(21), 로우터(25), 홈(27)등의 특별한 기하학은 여기에 더 상세하게 설명되지 않는다. 명세서의 배경에서 언급된 바와같이 펌프는 "평행"으로 되어 있고, 면부분(65)의 각각은 "높은 전위"의 캠면을 가지기 때문에 캠면(21)은 한쌍의 배출 아아크면부분(65)을 포함하는 것이 본 발명의 한 양상이다.

이 양상은 이전에 주의된 바와같이 큰 순수한 방사상으로 외측방향의 힘이 면부분(65)과의 접촉에서 로울러베인을 유지하기 위하여 필요하다는 것이 가정이었기 때문에 본 발명에 중요한 것이다.

이 가정은 로울러베인(9)에 작용하는 방사상의 힘의 분석에 기초를 둔 것이고, 여기에서 로울러베인에 외측으로 작용하는 "유효한"(원심적인) 방사상의 힘은 "요구된" 방사상의 힘(즉, 캠과의 접촉을 유지하게 요구되는 이론적인 외측방향의 힘)에 비교된다.

만약 유효한 힘이 요구된 힘보다 크면, 그 경우는 불평형된 펌프에서 거의 항상 있는 바와같이 로울러베인은 캠면과의 접촉을 유지한다. 즉, 로울러베인은 "안정"하게 된다. 그러나, 유효한 힘이 요구되는 힘보다 적으면 그때 로울러베인을 위한 경향은 캠면과의 접촉으로 남아 있지 않고, "불안정"하게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적을 위하여, 어구 "높은 전위" 캠면은 로울러베인의 불안정하게 되도록 유효한 방사상의 힘이 로울러베인에 요구되는 방사상의 힘보다 작은 것이 배출 아아크면 부분에 관계되는 것이 이해될 것이다.

이제 제4도를 참조하면, 홈(27)의 각각의 모양과 방향이 크게 상세하게 설명된다.

홈(27)의 각각은 일반으로 방사상으로 내측의 U형 부분(71)과 (73)으로 표시되는 구동면에 의하여 한정된 주위적으로 확대된 부분과 대향면(75)을 포함한다. 면(73)은 제4도에 표시된 바와같이 로우터부재(25)가 반시계방향에 회전할때, 그것은 펌프하는(배출) 아아크부분(65)을 통하여 구동하고 각기 로울러베인(29)에 접합하는 면이기 때문에 "구동"면으로서 참조된다.

"높은 전위"의 배출캠면을 이용하는 선행기술의 평형된 로울러베인펌프에서 로울러(25)의 회전의 축을 통하여 연장하는 방사상의 선과 일치하게 향하게된 구동면을 가지는 것이 종래의 것이다. 따라서 그러한 구동면의 방향은 로울러베인부재(29)에 발휘되는 힘에 관하여 "중립"으로 되고, 즉 이론적으로 로울러베인(29)에 막대한 방사상의 힘을 부과하지 않는다.

이전에 언급된 바와같이, 높은 전위의 캠면을 이용하는 설명된 형의 회전펌프에서, 로울러베인의 안정성은 로울러베인에 외측으로 작용하는 "유효한" 방사상의 힘을 증가하는 것에 의하여 증가된다는 것이 믿어졌다. 그 결과, 로울러베인의 되튀기기와 로울러베인을 가로지르는 간헐적인 누설과 결과적인 압력펄스는 감소된다. 그러나, 본 발명을 실시하는 상용제조의 시험과 개발동안 구동면(73)이 방사상의 선에 관하여 "음"의 각도에 향하계 된 면부분(77)을 포함한다면, 압력펄스는 실질적으로 감소된다는 것이 발견되었다. 아직 제4도를 참조하면 면부분(77)은 그것이 방사상으로 내측의 방향에서 약간의 힘을 로울러베인(9)에 발휘하게 각도에서 향하게 되어 있는 것이 "음"의 각도에 의하여 의미하고 있는 것을 알게 된다. 이것은 로울러베인에 외측으로 작용하는 힘은 로울러베인의 안정성을 유지하게 즉 배출아아크면(65)과의 접촉으로 로울러베인을 유지하게 증대되어야 한다고 이해하고 있는 이 분야에 훈련된 사람들에게는 직접 반대가 된다. 음의 면부분(77)이 로울러베인의 되튀기를 감소한다는 기구는 미지의 것이지만, 선행기술의 장치에서, 로울러베인의 되튀기기는 유입 아아크의 끝에서 "요구된" 방사상의 힘의 돌연한 변화에 의하여 야기되고(그것은 이 분야에 훈련된 사람들에 의하여 알려지고 이해되고 있다). 이 돌연한 변화는 결과적으로 로울러베인이 배출아아크면에 충돌하게 된다는 것이 가정으로 되어 있다. 그러나, 음의 면부분(77)이 로울러베인에 발휘하는 약간의 "퍼울리는 작용은 로울러베인의 되튀기기를 최소로하고, 금지하게 내측의 힘을 산출한다.

이제 제5도 및 6도를 참조하면, 본 발명을 가진것과 안가진 것의 압력펄스의 비교가 제공되어 있다. 제5도 및 6도의 각각은 순간적인 압력내 시간의 그래프이나, 각 도면에서 5개의 상이한 압력펄스가 다음의회전속도, 즉 600rpm. ; 900rpm. ; 1,500rpm. ; 2,000rpm. ; 및 3,000rpm.에서 발생된 그래프이다.

본 발명의 예기치 않은 효과가 5개의 상이한 속도의 각각에 대하여 본 발명(제6도)과 선행기술(제5도)을 비교하는 것에 의하여 알게된다. 예로서, 600rpm에서 선행기술장치의 배출압력은 약 2,000psi.와 약 2,130psi.의 사이에서 변하고, 약 130psi.의 펄스진폭이다. 본 발명에서는 배출압력은 약 2,040psi.와 약 2,120psi.의 사이에 변하고 80psi.만의 필스진폭이다. 이 분야에 훈련된 사람들에 의하여 평가되는 바와같이 발생되는 소음의 항목에서 130psi. 의 펄스와 80psi.의 펄스간의 차이는 완전히 실질적인 것이고, 차량운전자에 주목할만한 것이다. 유사하게, 2,000rpm.에서 선행기술 장치의 배출압력은 약 1,100psi.와 약 1,240psi.의 사이에 변하고, 약 140psi.의 펄스진폭이다.

비교의 방법에서, 본 발명을 포함하는 펌프의 배출압력은 약 1,110psi.와 약 1,210psi.의 사이에 변하고,약 100psi. 만의 펄스진폭이다.

제4도를 다시 참조하면, 내부배출구(59)의 각각은 인접한 유입구(53)쪽으로 시계방향으로 점차적으로 작아지는 단면을 가지고, 그것부터 연장하는 일반적으로 호상의 변이홈을 가진다. 양호하게 변이홈(79)은 커버부분(13)에만 형성되지만, 명백한 이유를 위하여, 끝판(39)에 형성되지 않는다. 이 분야에 훈련된 사람들에게 잘 알려진 바와같이, 변이홈(79)의 첫째기능은 유입구(53)와의 연통이 바로 끝단후에 각각의 홈(27)에서 유입압력(낮은)부터 배출압력(높은)으로 변이를 일으키게 하는 것이다. 이 본야에 훈련된 사람들에게 역시 잘 알려져 있는 바와같이 홈(27)이 유입구(53)와의 연통부터 대략 통과하는 위치에서 배출압력이 홈(27)으로 연통하는 것이 시작하도록 제4도에 표시된 바와같이 주위적으로 연장된 변이홈(79)을 가지는 것이 일반으로 바람직하다.

변이홈(79)은 단면적의 표현에서 홈(27)으로의 배출압력에서 액체의 연통이 충분하지만 그와 동시에 유입부터 배출로 홈(27)에서의 압력의 증가가 너무 신속하지 않도록 형성되어야 한다. 변이홈(79)의 중요성과 그의 기능의 요구성은 이 분야에 훈련된 사람들에게 일반으로 잘 알려져 있기 때문에 본 발명에 사용되는 특별한 변이홈의 기하학은 여기에 더 설명되지 않는다.

Claims (2)

1. 펌프실(15)을 이루는 하우징수단(11)과 한쌍의 팽창 액체실(55)과 한쌍의 수축액체실(57)을 이루고, 펌프실에 회전하게 배치된 펌프소자를 포함하는 형의 평형회전펌프에 있어시, 하우징수단이 한쌍의 팽창액체실과 연통하는 액체유입구(49)와 한쌍의 수축액체실과 연통하는 액체배출구(63)를 이루고, 펌프소자가 입력샤프트(31)와의 회전을 위하여 설치된 로우터부재(25)를 포함하고, 로우터부재는 다수의 홈(27)을 이루고, 홈의 각각은 방사상으로 변위하는 로울러베인부재(29)를 수용하고, 펌프실은 로우터부재의 회전의 방향으로 점차적으로 증가하는 반경의 한쌍의 유입아아크면과 점차적으로 감소하는 반경의 한쌍의 배출아아크면(65)을 포함하는 연속적인 아아치형 벽면(21)에 의하여 이루어지고, 배출아아크면의 각각은 높은 변위의 캠면을 가지고, 상기 홈의 각각은 펌프소자가 펌프하는 방식으로 조작할때, 상기 로울러베인부재의 인접한 것을 구동하고 접합하게 배치된 구동면(73)을 포함하고, 상기 홈의 각각은 역시 대향면(75)을 포함하고, 구동면의 각각은 방사상의 선에 관하여 음의 각도를 향하게 된 실질적인 면부분(77)을 포함하고, 로울러베인부재와 그의 각기음의 면부분과의 접합은 로울러베인부재에 작용하는 순수한 방사상으로 외측의 힘을 감소하게 작용하여, 그것에 의하여 로울러베인부재의 되튀기기를 감소하는 것을 특징으로 하는 감소된 압력펄스를 가진 평형로울러 베인펌프.
2. 펌프실(15)을 이루는 하우징수단(11)과 한쌍의 팽창 액체실(55)과 한쌍의 수축액체실(57)을 이루고, 펌프실에 회전하게 배치된 펌프소자를 포함하는 형의 평형회전펌프에 있어서, 하우징수단이 한쌍의 팽창액체실과 연통하는 액체유입구(49)와 한쌍의 수축액체실과 연통하는 액체배출구(63)를 이루고, 펌프소자가 입력샤프트(31)와의 회전을 위하여 설치된 로우터부재(25)를 포함하고, 로우터부재는 다수의 홈(27)을 이루고, 홈의 각각은 방사상으로 변위하는 로울러베인부제(29)를 수용하고, 펌프실은 로우터부제의 회전의 방향으로 점차적으로 증가하는 반경의 한쌍의 유입아아크면과 점차적으로 감소하는 반경의 한쌍의 배출아아크면(65)을 포함하는 연속적인 아아치형 벽면(21)에 의하여 이루어지고, 배출아아크면의 각각은 높은 변위의 캠면을 가지고, 상기 홈의 각각은 펌프소자가 펌프하는 방식으로 조작할때, 상기 로울러베인부재의 인접한 것을 구동하고 접합하게 배치된 구동면(73)을 포함하고, 상기 홈의 각각은 역시 대향면(75)을 포함하고, 구동면의 각각은 상기 펌프소자의 회전의 축을 통하여 통과하는 방사상의 선에 관하여 음의 각도로 향하게 된 실질적인 면부분(77)을 포함하고, 로울러베인부재의 각각은 그것이 배출아아크면에 따라 통과할때, 음의 면부분이 로울러베인부재의 방사상으로 내측의 힘을 발휘하게 그의 각기 음의 면부분에 의하여 접합되고, 그것에 의하여 상기 로울러베인부재의 되튀기기를 감소하는 것을 특징으로 하는 감소된 압력펄스를 가진 평형로울러베인펌프.

Images