KR101762989B1 - 기어 펌프 - Google Patents

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울리히 헬빙
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디트리히 비츨러
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엘리콘 텍스타일 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

매체의 운반을 위해 상호 맞물리고, 펌프 하우징 내에서 회전 가능하게 유지되는 다수의 기어 휠을 갖는 기어 펌프가 묘사된다. 이 기어 휠들 중의 하나는 펌프 샤프트에 의해 구동되고, 이 펌프 샤프트는 결합 단부에 의해 구동 기구에 결합될 수 있다. 특히 크게 변동하는 작동 압력에서, 펌프 샤프트의 일 회전 범위 내에서 변하는 부하 상태에서도 균일한 운반 유량을 획득하기 위해, 펌프 샤프트의 외주 상에 본 발명에 따라 브레이크 링이 배치되고, 이 브레이크 링은 펌프 샤프트의 마찰 표면 상이나 펌프 하우징의 마찰 표면 상에서 적어도 하나의 브레이크 표면으로써 작용한다.

Description

기어 펌프{GEAR PUMP}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 기어 펌프에 관한 것이다.
액체를 운반 및 도스 (dose) 하기 위해, 운반될 매체가 펌프 흡입구와 펌프 토출구의 사이에서 상호 맞물리는 2개의 기어 휠에 의해 이송되는 기어 펌프가 사용되는 것은 일반적으로 공지되어 있다. 다수의 운반 유닛을 통해 매우 균일한 운반 체적이 설정될 수 있으므로, 래커 (lacquer) 설비에서 래커의 공급과 같은 균일한 운반량의 발생을 위해 이와 같은 유형의 기어 펌프가 사용되는 것이 바람직하다.
이 유형의 기어 펌프는 예를 들면 DE 10 2005 059 563 A1으로부터 공지되어 있다. 공지의 기어 펌프의 경우, 펌프 하우징 내에서 상호 맞물리는 2개의 기어 휠은 펌프 샤프트에 회전 가능하게 지지 및 연결되어 있다. 이 펌프 샤프트는 펌프 하우징으로부터 결합 단부가 연장하고, 모터의 구동 샤프트에 결합될 수 있다. 이 유형의 기어 펌프의 사용시, 토출 단부 또는 흡입 단부 또는 이들 양 단부에서 가변 압력 부하를 갖고, 운반 유량의 불규칙성이 관찰된다. 펌프 하우징 내에 수용된 기어 휠은 통상적으로 펌프 샤프트에 전달된 토크에 의해 구동된다. 압력 변동의 결과로서 펌프 흡입구와 펌프 토출구의 사이에서 압력차의 역전이 발생하는 경우, 기어 휠의 치형부의 표면 상에 펌프 샤프트의 토크 외에도 운반 방향으로 추가의 압력이 작용하고, 그 결과 기어 휠에 가해지는 압력의 크기에 의존하여 모터 구동 (motorized drive) 으로부터 자가 구동 (self-contained drive) 으로의 역전이 발생할 수 있다. 이 부하 방향의 변화는 전체 구동계에 전달된다. 구동계 내의 비틀림 플레이에 기인되어, 가속이 발생한 후 펌프 샤프트의 단일 회전의 범위 내에서 기어 휠의 회전 속도의 감속이 발생한다. 이것은 펌프 샤프트의 회전 중에 운반 유량이 불규칙해지는 것의 직접적인 원인이 된다.
그러므로 본 발명의 목적은 펌프 흡입구와 펌프 토출구에서의 압력 관계에 독립적으로 가능한 최고의 정도로 균일한 운반 유량이 발생될 수 있는 방식으로 일반적 유형의 기어 펌프를 개발하는 것이다.
이 목적은 펌프 샤프트의 마찰 표면 상에 또는 펌프 하우징의 마찰 표면 상에 적어도 하나의 브레이크 표면으로 작용하는 브레이크 링이 펌프 샤프트의 외주 상에 배치되는 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 유리한 진전은 각각의 종속 청구항의 특징 및 특징들의 조합에 의해 정의된다.
본 발명은 제동 토크를 통해 펌프 샤프트에 작용하는 기어 휠의 부하 역전이 흡수되어 전체 구동계에 전달될 수 없는 점에서 구별된다. 결과적으로 기어의 치형부와 기어 휠의 사이의 플레이만이 영향을 갖지만, 이것은 운반 균일성에 중요하지 않은 정도로만 영향을 미칠 뿐이다. 본 발명의 다른 이점은, 펌프 내의 선택된 가스켓에 독립적으로, 규정된 비교적 높은 제동 토크가 펌프 샤프트 상에서 발생될 수 있다는 것이다. 더욱이, 시일링 립은 단시간 내에 밀봉하고 결국 파손되기 때문에, 전형적인 가스켓 상의 시일링 립에 의해 더 높은 마찰 토크가 발생될 수 없다. 이 점에서, 브레이크 링은 브레이크 링의 재료뿐만 아니라 브레이크 표면 모두가 제동 토크의 발생을 위해 조절될 수 있다는 이점을 제공한다. 브레이크 링이 설치된 위치에 따라, 대응하는 마찰 표면이 펌프 샤프트 상이나 펌프 하우징 상에 형성될 수 있다.
그러나 특히 바람직한 것은, 브레이크 링이 펌프 하우징 내에 비 회전 상태로 유지되고 브레이크 표면이 브레이크 링의 내경에 대응하도록 설계되는 설계에 따라 본 발명에 따른 기어 펌프를 설계하는 것이다.
이 경우, 펌프 샤프트의 마찰 표면이 포위하는 둘레 영역으로서 설계되는 외주 상에 존재하는 것이 바람직하고, 그 외경은 브레이크 링의 내경보다 크다. 이 방식으로 브레이크 링과 펌프 샤프트 사이에 소정의 프리텐션 (pre-tension) 이 발생할 수 있다.
그러나, 대안적으로, 브레이크 링이 각각이 서브 브레이크 (sub-brake) 표면을 각각 형성하는, 내경에 균일하게 분포된 다수의 브레이크 절편 (segments) 을 r구비할 가능성도 있다. 이 방식으로, 유리하게는 브레이크 링과 펌프 샤프트의 사이의 스틱슬립 (stick-slip) 효과가 방지될 수 있다.
한편으로 간단한 조립을 가능하게 하고, 다른 한편으로 브레이크 링과 펌프 샤프트의 사이의 소정의 프리텐션을 얻기 위해, 브레이크 절편들이 하나의 구성요소로서 캐리어 링 상에 성형되고, 브레이크 절편들이 횡방향에서 축방향으로 연장하도록 캐리어 상에 배치되고, 브레이크 절편들이 펌프 샤프트의 외주 상의 포위하는 스냅 링에 의해 유지되는 본 발명의 설계가 실행되는 것이 바람직하다. 이 방식에서, 각 브레이크 절편은 펌프 샤프트의 외주 상의 스냅 링을 통해 균일한 압력을 받고, 그 결과 브레이크 절편들의 서브 브레이크 표면은 펌프 샤프트의 회전하는 마찰 표면과 함께 작용한다.
펌프 하우징이 다수의 하우징 플레이트 및 샤프트 하우징을 구비하는 본 발명의 설계는, 펌프 샤프트가 외부의 하우징 플레이트 내에 위치되고, 결합 단부로 샤프트 하우징 내로 연장하고, 브레이크 링이 샤프트 하우징 내의 펌프 샤프트의 샤프트 부분 상에 배치되는 이 유형의 브레이크 링의 기어 펌프에의 이후의 결합에 특히 적합하다. 이러한 조치에 의해, 하우징 플레이트의 외측에 브레이크 링을 배치할 가능성이 있다.
베어링 위치와 브레이크 링의 사이의 펌프 샤프트의 샤프트 부분에 전용되는 샤프트 가스켓이 하우징 플레이트들 중의 하나의 내부 및/또는 펌프 샤프트 상의 샤프트 하우징의 내부에 제공되는 기어 펌프의 설계는 더 높은 구동 압력에 특히 적합하다. 이 방식으로, 펌프 샤프트를 위한 가스켓과 펌프 샤프트의 제동 사이의 기능은 명확하게 상호 분리된다. 그러므로 펌프 샤프트의 외주 상에 형성되는 시일링 가스켓이 형성될 수 있고 또 회전하는 마찰 표면에 독립하여 작용될 수 있다. 이 방식으로, 샤프트의 각 부분은 시일링 또는 제동의 관련된 기능을 위해 최적으로 설정될 수 있다.
펌프 하우징의 내부의 펌프 샤프트 상의 브레이크 링에 대하여 작용하는 압력을 흡수하기 위해, 펌프 샤프트의 반경방향 및 축방향의 지지를 위해 샤프트 하우징의 내부에 지지 베어링이 설치되는 본 발명에 따른 기어 펌프의 설계가 특히 유리하다. 이 지지 베어링은 이 목적을 위해 브레이크 링과 결합 단부의 사이의 펌프 샤프트의 샤프트 부분에 전용된다.
지지 베어링의 외부 표면 상에 브레이크 링을 배치하는 것도 기본적으로 가능하다.
적절한 재료의 사용을 통해 브레이크 링의 기능성을 더욱 증대하기 위해, 유리한 설계에 따르면, 브레이크 링이 시일링 목적을 위해 펌프 샤프트의 외주 상에 위치하고 브레이크 표면과 분리된 포위 시일링 립을 구비한다. 이 방식으로, 펌프 샤프트의 제동 및 펌프 샤프트의 시일링이라는 2가지 기능이 브레이크 링에 의해 결합되고 실행될 수 있다.
이 방식으로, 유리하게는 높은 정도의 시일링이 펌프 샤프트의 결합 단부에 대하여 실행될 수 있고, 여기서 브레이크 링과 샤프트 가스켓은 서로의 사이의 펌프 샤프트의 외주 상에 환형 공간을 형성하고, 이 공간은 시일링 액체로 충전될 수 있으므로 추가의 장벽이 형성된다. 더욱이, 운반 매체에 대한 침전 및 운반 매체의 에이징 공정 (aging processes) 이 예방될 수 있다. 이 방식으로, 이 유형의 기어 펌프는 페인트의 운반 및 도싱 (dosing) 을 위해 특히 적합하다.
본 발명에 따른 기어 펌프는 일부의 실시예에 기초하여 첨부된 도면에 대하여 더 상세하게 이하에서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 기어 펌프의 제 1 실시예의 개략 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기어 펌프의 다른 실시예의 개략 횡단면도이다.
도 3은 펌프 샤프트의 외주 상의 브레이크 링의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기어 펌프의 다른 실시예의 개략 횡단면도이다.
도 5는 도 4에 따른 실시예의 펌프 샤프트의 외주 상에 지지되는 브레이크 링의 개략 횡단면도이다.
본 발명에 따른 기어 펌프의 제 1 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 펌프 하우징 (1) 은 다수의 부재로 구성되고, 다수의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2, 1.3) 및 샤프트 하우징 (1.4) 을 갖는다. 상호 맞물리는 2개의 기어 휠 (3, 4) 을 위한 리세스는 중앙 하우징 플레이트 (1.3) 의 내측에 수용되어 있다. 이 중앙 하우징 플레이트 (1.3) 는 기어 휠 (3, 4) 과 함께 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 의 사이에 수용되어 있다. 가스켓 (1.5, 1.6) 은 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 의 각 단부 표면 내에 배치되어 있고, 이 가스켓에 의해 중앙 하우징 플레이트 (1.3) 와 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 의 사이의 간극이 외부로부터 시일된다.
기어 휠들 중의 하나의 기어 휠 (3) 은 회전이 가능한 베어링 샤프트 (6) 에 고정식으로 연결된다. 이 베어링 샤프트 (6) 는 2개의 부싱 (6.1, 6.2) 내에 유지되어 있고, 이들 부싱은 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 내에 오목하게 되어 있다. 제 2 기어 휠 (4) 은 펌프 샤프트 (5) 상에 비회전식으로 지지되어 있다. 이 펌프 샤프트 (5) 는 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 내의 다수의 위치에서 샤프트 부분들이 지지되어 있다. 이 목적을 위해, 하우징 플레이트 (1.1) 는 제 1 베어링 보어 (7.1) 를 갖고, 제 2 하우징 플레이트 (1.2) 는 제 2 베어링 보어 (7.2) 를 갖고, 이들 베어링 보어 내에 베어링 부싱 (8.1, 8.2) 이 수용되어 있다. 베어링 보어 (7.1) 는 하우징 플레이트 (1.1) 내에 블라인드 홀 (blind hole) 로서 설계되어 있다. 이것에 비해, 베어링 보어 (7.2) 는 플레이트 (1.2) 를 관통하므로 펌프 샤프트 (5) 는 하우징 플레이트 (1.2) 로부터 연장한다. 외부의 하우징 플레이트 (1.2) 로부터 연장하는 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분은 외면 상에 프로파일링 (profiling; 5.2) 을 갖는 결합 단부 (5.1) 를 형성한다.
펌프 흡입구 (2) 및 도면에 도시되지 않은 펌프 토출구는 하우징 플레이트 (1.2) 내에 배치되어 있고, 이들은 기어 휠 (3, 4) 과 함께, 유동 가능한 매체의 도스된 운반 (dosed conveyance) 을 위한 운반 시스템을 형성한다.
하우징 플레이트 (1.2) 로부터 외측으로 연장하는 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분은 샤프트 하우징 (1.4) 에 의해 포위된다. 샤프트 하우징 (1.4) 은 하우징 플레이트 (1.2) 에 강고하게 연결된다. 샤프트 하우징 (1.4) 의 내측에 수용 홀 (10) 이 형성되고, 수용 홀의 내부에 결합 슬리브가 회전할 수 있도록 삽입되어 있다. 결합 슬리브 (9) 는 단부 표면에서 프로파일링 (5.2) 을 통해 펌프 샤프트 (5) 에 연결된다. 결합 슬리브 (9) 는 대향 단부에 프로파일링을 갖춘 개구를 갖고 있어서, 구동 유닛의 구동 샤프트에 결합될 수 있다. 결합 슬리브 (9) 는 안전 링 (12) 에 의해 샤프트 하우징 (1.4) 내에 구속되고, 이 샤프트 하우징은 축방향 연장부 내에 결합 슬리브 (9) 를 향하는 수용 개구 (13) 를 갖는다. 이 방식으로, 펌프는 플러그와 소켓 연결을 통해 구동 유닛에 결합될 수 있다.
샤프트 하우징 (1.4) 은 하우징 플레이트 (1.2) 측의 펌프 샤프트 (5) 에 동심으로 배치되는 홀 (31) 을 갖고, 이 홀 내에 브레이크 링 (11) 이 회전할 수 없게 수용되어 있다. 브레이크 링 (11) 은 그 내주면 상에 펌프 샤프트 (5) 상에 형성되는 마찰 표면 (5.3) 에 대응하는 브레이크 표면 (11.1) 을 갖는다. 마찰 표면 (5.3) 은 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에서 포위하는 둘레 영역으로서 설계된다. 비 부하 상태에서, 마찰 표면 (5.3) 의 샤프트 부분에서 펌프 샤프트 (5) 의 외경에 관련되는 브레이크 링 (11) 의 내경은 소정의 음의 허용차 (negative allowance) 를 가지므로 브레이크 링 (11) 은 펌프 샤프트 (5) 에 압력을 가한다. 이 방식으로, 펌프 샤프트 (5) 가 회전될 때, 제동 토크는 브레이크 링 (11) 을 통해 발생된다.
소정의 제동 토크를 얻기 위해, 펌프 샤프트 (5) 상의 마찰 표면 (5.3) 의 조성 및 브레이크 링 (11) 상의 브레이크 표면 (11.1) 의 조성, 및 브레이크 링 (11) 의 재료는 상호 조정될 수 있다. 통상적으로, 브레이크 링 (11) 은 내마모성 플라스틱으로 형성된다.
펌프 하우징 (1) 의 시일링을 위해, 샤프트 가스켓 (14) 이 베어링 부싱 (8.2) 과 브레이크 링 (11) 의 사이의 영역에서 하우징 플레이트 (1.2) 의 내측에 제공되어 있고, 이것은 베어링 위치와 마찰 표면 (5.3) 의 사이의 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분에 전용된다. 하우징 플레이트들 (1.1, 1.2, 1.3) 사이에 형성되는 운반 통로 시스템은 샤프트 가스켓 (14) 에 의해 펌프 샤프트 (5) 의 영역에서 외부로부터 시일된다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 기어 펌프의 실시예의 경우, 펌프 샤프트 (5) 는 소정의 회전 속도를 갖는 이 샤프트에 결합된 구동수단에 의해 결합 슬리브 (9) 를 통해 작동된다. 이 상태에서, 기어 휠 (3, 4) 은 상호 맞물려서 펌프 흡입구 (2) 를 통해 공급된 매체를 펌프 토출구로 연속적으로 운반한다. 펌프 토출구에 존재하는 토출 압력이 펌프 흡입 단부의 흡입 압력보다 큰 경우, 펌프 샤프트 (5) 의 각 회전에 의해, 특정의 연속적인 운반 유량이 기어 휠 (3, 4) 에 의해 얻어진다. 압력의 강하에 기인하여 펌프 흡입구 및 펌프 토출구의 사이에 작용하는 압력의 차이의 역전이 발생하는 경우, 추가의 유체의 힘이 기어 휠 (3, 4) 에 작용하고, 이것은 운반 방향으로 작용한다. 그러므로 외부의 구동에 대하여 리드 (lead) 가 초래되는 상태가 발생할 수 있고, 이것은 구조적으로 필요한 허용오차 간극의 구조에 영향을 미친다. 이 유형의 작동 상태를 엄격한 한계 내에 유지하기 위해, 펌프 샤프트 (5) 에 대한 제동 토크가 브레이크 링 (11) 에 의해 연속적으로 발생된다. 제동 토크는 구동 샤프트에 대한 펌프 샤프트의 부분 상의 리드가 방지되도록 구성된다. 이 방식으로, 불필요한 부하의 변동이 유리하게 억제될 수 있고, 그 결과 운반 유량의 변동이 펌프의 회전 중에 발생할 수 없다. 펌프 샤프트 (5) 의 제동에 의해, 펌프 흡입구와 펌프 토출구의 사이에 압력 변동이 존재하는 경우에도 유리하게 균일한 운반 유량이 얻어진다.
펌프의 설계에 따라, 펌프 샤프트의 추가의 제동을 위한 다른 실시예가 사용될 수 있다. 그러므로, 도 1에 따른 실시예의 경우, 브레이크 링 (11) 을 펌프 샤프트 (5) 에 회전할 수 없게 연결하는 것 그리고 브레이크 링 (11) 이 샤프트 하우징 (1.4) 내에 형성된 마찰 표면에 외부의 브레이크 표면과 함께 작용하게 하는 것도 가능하다. 이 경우 샤프트 하우징 상의 마찰 표면은 홀 또는 그루브의 측면에 의해 형성될 수 있다. 실제로, 그러나 브레이크 링이 하우징 부재 내에 회전할 수 없게 유지되는 본 발명의 대안적 변경례가 특히 성공적인 것으로 입증되었다.
본 발명에 따른 기어 펌프의 다른 실시예가 도 2에 도시되어 있고, 이것은 도 1에 따른 실시예와 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 차이점만 설명될 것이고, 그 외의 것은 앞의 설명을 참조한다.
도 2에 따른 실시예의 경우, 펌프 샤프트 (5) 는 샤프트 하우징 (1.4) 으로부터 연장하는 원통형 결합 단부 (5.1) 를 갖고, 접합 텅 (tongue) 에 의해 구동 유닛에 결합될 수 있다.
결합 단부 (5.1) 와 샤프트 가스켓 (14) 사이의 샤프트 부분의 펌프 샤프트 (5) 에 브레이크 링 (11) 이 배치되어 있다. 브레이크 링 (11) 은 샤프트 하우징 (1.4) 의 리세스 (31) 에 회전 불가능하게 수용되어 있다.
브레이크 링 (11) 의 추가의 설명을 위해, 도 2에 추가하여 도 3을 참조한다. 도 3은 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상의 브레이크 링 (11) 의 단면도이다. 이 점에서, 하기의 설명은 도 2 및 도 3의 양 도면에 적용된다.
이 실시예에서, 브레이크 링 (11) 은 캐리어 링 (15) 및 이 캐리어 링 (15) 상에 횡방향으로 배치된 다수의 브레이크 절편들 (16) 에 의해 형성된다. 이 캐리어 링 (15) 과 브레이크 절편들 (16) 은 단일의 구성요소로서 일체화되고, 여기서 브레이크 절편들 (16) 은 신축 상태로 (in an elastic manner)캐리어 링 (15) 에 연결된다. 브레이크 절편들은 캐리어 링 (15) 에 대하여 축방향으로 연장하고, 또 캐리어 링 (15) 의 외주 상에 균일하게 분포된다. 개별 브레이크 절편들 (16) 은 내면 상에 서브 브레이크 표면 (16.1) 을 각각 갖고, 이 서브 브레이크 표면은 펌프 샤프트 (5) 의 외주에 대해 놓이고 또 펌프 샤프트 (5) 의 마찰 표면 (5.3) 과 함께 작용한다. 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에서 모든 브레이크 절편들 (16) 을 집합적으로 안내하기 위해, 스냅 링이 제공되고, 이 스냅 링은 브레이크 절편들 (16) 을 포위하고 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에 상기 절편들을 유지시킨다. 캐리어 링 (15) 상에 유지된 다수의 브레이크 절편들 (16) 로 인해 그리고 브레이크 절편들 (16) 의 반경방향의 팽창으로 인해 펌프 샤프트 (5) 에 특별한 제동 특성을 발생시키기 위한 추가의 파라메터가 제공된다. 도시된 실시예의 경우, 외주 상에 분포된 브레이크 절편들 (16) 은 동일하게 설계되고, 또 반경방향으로 상호 균일한 간격을 갖는다. 브레이크 절편들의 대칭 구조 및 브레이크 절편들 사이의 간격의 양자는 외주 상에서 상이하게 분포될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예의 기능은 도 1에 따른 실시예와 동일하므로 여기서 추가의 설명이 생략된다.
본 발명에 따른 기어 펌프의 다른 실시예는 바람직하게는 래커 설비에서 래커의 도싱을 위해 구현된 것으로서 도 4에 도시되어 있다.
도 4에 따른 실시예의 경우, 펌프 하우징 (1) 은 또한 다수의 부재를 갖도록 설계되어 있다. 기어 휠 (3) 은 이 실시예에서 회전 가능하게 베어링 핀 (18) 상에 지지되어 있고, 이 베어링 핀은 외부의 하우징 플레이트 (1.1) 내의 핀 홀 (19) 내에 유지되어 있다. 베어링 핀 (18) 에 동심인 가스켓 (20) 은 하우징 플레이트 (1.1) 내에 배치되어 있고, 이 것에 의해 핀 홀 (19) 은 외부로부터 시일된다.
제 2 기어 휠 (4) 은 체결 수단 (21) 에 의해 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에 직접 장착된다. 펌프 샤프트 (5) 의 외주와 기어 휠 (4) 사이에 형성된 축방향 간극은 O 링 (22.1, 22.2) 에 의해 기어 휠 (4) 의 양측 상에서 시일된다. 이 방식으로, 한편으로 기어 휠 (4) 과 펌프 샤프트 (5) 사이의 간극 내로 운반 매체의 진입이 방지되고, 다른 한편으로 사용되는 체결 수단 (21) 에 의존하여 펌프 샤프트 (5) 상에서 기어 휠 (4) 의 약간의 가동성 (mobility) 이 얻어진다. 이 방식으로, 기어 휠 (4) 과 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 의 사이의 단부 표면에서 특히 흡입에 의해 유발되는 마모의 흔적이 각각 유리하게 동일해지거나 최소화된다.
펌프 샤프트 (5) 는 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 내에 직접 지지된다. 이 경우, 베어링 부싱은 제공되지 않고, 펌프 샤프트 (5) 는 베어링 보어 (7.1, 7.2) 내로 직접 안내된다.
더욱이, 운반 액체를 교체할 목적으로 펌프 하우징 (1) 의 내부를 완전히 세척할 수 있도록 펌프 샤프트 (5), 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 및 베어링 핀 (18) 에 다수의 세척 통로 (23) 가 형성되어 있다. 기어 펌프를 위한 이 유형의 세척 시스템은 예를 들면 EP 1 164 293 A2로부터 공지되어 있고, 여기서 그 설명을 참조할 수 있으므로 이에 대한 추가의 설명은 생략한다.
결합 단부 (5.1) 와 샤프트 가스켓 (14) 의 위치 사이에는, 외부의 하우징 플레이트 (1.2) 의 외측으로 연장하는 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분에 형성된 브레이크 링 (11) 및 지지 베어링 (24) 이 있다. 샤프트 가스켓 (14) , 브레이크 링 (11) 및 지지 베어링 (24) 은 샤프트 하우징 (1.4) 에 의해 펌프 샤프트 (5) 에 동심으로 지지된다. 샤프트 하우징 (1.4) 은 이 목적을 위해 고정식으로 하우징 플레이트 (1.2) 에 연결된다. 도 4에 도시된 실시예의 경우, 브레이크 링 (11) 은 또한 캐리어 링 (15) 및 다수의 횡방향으로 성형된 브레이크 절편들 (16) 에 의해 형성된다.
이 실시예에서 사용된 브레이크 링 (11) 의 명확화를 위해, 도 4에 추가하여 도 5를 참조한다. 브레이크 링 (11) 의 횡단면도는 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어 링 (15) 은 그 내주면 상에 포위하는 시일링 립 (24) 을 갖는다. 이 시일링 립 (25) 은 브레이크 링 (11) 상의 브레이크 절편들 (16) 의 서브 브레이크 표면 (16.1) 으로부터 간격을 두고 이격되도록 설계되고, 그 결과 이 경우 브레이크 링 (11) 은 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에서 이중의 기능을 실행한다. 먼저, 캐리어 링 (15) 상에 성형된 브레이크 절편들 (16) 은 제동 토크를 발생시키기 위해, 스냅 링 (17) 에 의해 펌프 샤프트 (5) 의 마찰 표면 (5.3) 에 대해 가압된다. 동시에, 캐리어 링 (15) 은 그 내주면을 포위하는 시일링 립 (25) 으로, 마찰 표면 (5.3) 에 인접한 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에 지지되고, 이것에 의해 결합 단부 (5.1) 에 대해 샤프트 하우징 (1.4) 내에서 시일을 형성한다.
도 4에 도시된 실시예의 경우, 샤프트 가스켓 (14) 및 브레이크 링 (11) 에 의해 샤프트 하우징 (1.4) 내의 폐쇄된 환형 공간 (26) 이 형성된다. 통로 (27) 는 이 환형 공간 (26) 내로 개방되고, 이 통로를 통해 시일링 액체는 환형 공간에 도입될 수 있다. 샤프트 하우징 (1.4) 내의 통로 (27) 는 작동 시 시일링 액체가 환형 공간 (26) 내에 수용될 수 있도록 시일될 수 있다. 운반 매체에 따라, 환형 공간 (29) 내에 누설을 통해 배출되는 운반 매체를 용해하기 위해 용매를 함유하는 액체, 이 경우에는 래커가 시일링 액체로서 사용되는 것이 바람직하고, 간극 내에서의 고화 및 접착이 방지된다.
결합 단부 (5.1) 및 브레이크 링 (11) 의 사이에 형성된 지지 베어링 (24) 은 이 실시예에서 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 쇼울더 (28) 및 샤프트 하우징 (1.4) 의 하우징 돌출부 (29) 의 사이에 배치된 로울러 베어링에 의해 형성된다. 펌프 샤프트 (5) 상에 축방향으로 작용하는 힘은 유리하게는 샤프트 쇼울더 (28) 및 하우징 돌출부 (29) 에 의해 흡수될 수 있다. 마찬가지로, 펌프 샤프트 (5) 의 결합 단부 (5.1) 를 통해 외측으로부터 작용하는 힘은 지지 베어링 (24) 에 의해 흡수될 수 있고, 펌프 하우징 (1) 의 내부에 전달되지 않는다.
펌프 샤프트 (5) 의 결합 단부 (5.1) 는 도 1에 따른 실시예와 동일하고, 결합 슬리브 (9) 를 지지하고 있다. 이것을 위해, 샤프트 하우징 (1.4) 의 수용 홀 (10) 내의 결합 슬리브 (9) 는 베어링 슬리브 (30) 에 의해 유지되고, 이것은 동시에 분리 가능한 구동 샤프트를 위한 베어링을 나타낸다. 이것은 수용 샤프트 하우징 (1.4) 의 단부의 개구 (13) 를 통해 구동 샤프트에 삽입될 수 있고, 결합 슬리브 (9) 를 통해 펌프 샤프트 (5) 에 연결될 수 있다.
1 : 펌프 하우징
1.1 : 외부의 하우징 플레이트
1.2 : 외부의 하우징 플레이트
1.3 : 중앙의 하우징 플레이트
1.4 : 샤프트 하우징
1.5 : 가스켓
1.6 : 가스켓
2 : 펌프 흡입구
3 : 기어 휠 (피동 (passive))
4 : 기어 휠 (구동 (driven))
5 : 펌프 샤프트
5.1 : 결합 단부
5.2 : 프로파일링
5.3 : 마찰 표면
6 : 베어링 샤프트
6.1, 6.2 : 베어링 부싱
7.1, 7.2 : 베어링 보어
8.1, 8.2 : 베어링 부싱
9 : 결합 슬리브
10 : 수용 홀
11 : 브레이크 링
11.1 : 브레이크 표면
12 : 안전 링
13 : 수용 개구
14 : 샤프트 가스켓
15 : 캐리어 링
16 : 브레이크 절편
16.1 : 서브 브레이크 절편
17 : 스냅 링
18 : 베어링 핀
19 : 핀 홀
20 : 가스켓
21 : 체결 수단
22.1, 22.2 : O링
23 : 세척 통로
24 : 지지 베어링
25 : 시일링 립
26 : 환형 공간
27 : 통로
28 : 샤프트 쇼울더
29 : 하우징 돌출부
30 : 베어링 슬리브
31 : 수납부

Claims (10)

  1. 매체의 운반을 위해 펌프 하우징 (1) 내에 회전 가능하게 수용되고 상호 맞물리는 다수의 기어 휠 (3, 4) 및 상기 기어 휠 중 하나의 기어 휠 (4) 을 구동하기 위한 펌프 샤프트 (5) 를 갖는 기어 펌프로서, 상기 펌프 샤프트 (5) 는 결합 단부 (5.1) 에 의해 구동 유닛에 결합될 수 있고, 적어도 하나의 브레이크 표면 (11.1) 으로 상기 펌프 샤프트 (5) 의 마찰 표면 (5.3) 에 작용하는 브레이크 링 (11) 이 상기 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에 배치되고, 상기 브레이크 링 (11) 은 회전이 불가능하도록 상기 펌프 하우징 (1) 내에 유지되고, 상기 브레이크 표면 (11.1) 은 상기 브레이크 링 (11) 의 내주면 상에 형성되며, 상기 펌프 샤프트 (5) 의 상기 마찰 표면 (5.3) 은 상기 외주 상의 포위하는 둘레 영역이고, 이 둘레 영역의 외경은 상기 브레이크 링 (11) 의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 브레이크 링 (11) 은 상기 내주면 상에 균일하게 분포된 다수의 브레이크 절편들 (16) 을 갖고, 상기 브레이크 절편들은 서브 브레이크 표면 (16.1) 을 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    횡방향에서 축방향으로 연장하는 상기 브레이크 절편들 (16) 은 캐리어 링 상에 성형되어 하나의 구성요소를 형성하고, 상기 브레이크 절편들 (16) 은 포위하는 스냅 링 (17) 에 의해 상기 펌프 샤프트 (5) 의 외주 상에서 유지되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  6. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 하우징 (1) 은 다수의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2, 1.3), 및 샤프트 하우징 (1.4) 을 포함하고, 상기 펌프 샤프트 (5) 는 2 개의 외부의 하우징 플레이트 (1.1, 1.2) 내에 지지되고, 상기 샤프트 하우징 (1.4) 내에 상기 결합 단부 (5.1) 가 연장되고, 상기 브레이크 링 (11) 은 상기 샤프트 하우징 (1.4) 내의 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징 플레이트 (1.1, 1.2, 1.3) 의 내부 및 샤프트 하우징 (1.4) 의 내부 중 하나 이상에 샤프트 가스켓 (14) 이 위치하고, 상기 샤프트 가스켓 (14) 은 상기 펌프 샤프트 (5) 상에 제공되며 상기 샤프트 가스켓 (14) 은 상기 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분에 전용되고, 상기 샤프트 가스켓 (14) 은 베어링 (7.2, 8.2) 과 상기 브레이크 링 (11) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 샤프트 하우징 (1.4) 내에, 상기 브레이크 링 (11) 과 상기 결합 단부 (5.1) 사이의 상기 펌프 샤프트 (5) 의 샤프트 부분에 전용되는 지지 베어링 (24) 이 펌프 샤프트 (5) 의 반경방향 및 축방향 지지를 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  9. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 링 (11) 은 시일링을 목적으로 상기 브레이크 표면 (11.1) 에 대해 간격을 두고 포위하는 시일링 립 (25) 을 갖고, 이 시일링 립은 상기 펌프 샤프트 (5) 의 외주에 대항하여 놓이는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 브레이크 링 (11) 및 상기 샤프트 가스켓 (14) 은 상기 펌프 샤프트 (5) 의 상기 외주 상에서 상기 브레이크 링 (11) 과 상기 샤프트 가스켓 (14) 사이에 환형 공간 (26) 을 형성하고, 상기 환형 공간 (26) 은 시일링 액체로 충전될 수 있는 것을 특징으로 하는 기어 펌프.
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