KR20070034091A - 싱글-윙 진공 펌프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포트형 하우징(12), 편심으로 회전 가능하게 상기 하우징 내에 지지된 회전자(18), 회전축에 대해서 수직으로 이동 가능하게 상기 회전자 내에 지지된 윙(20) 및, 상기 윙(20)을 수용하며 내부 원주면(30)을 갖는 작업 챔버(22)를 갖는 싱글 윙 진공 펌프에 관한 것이며, 상기 내부 원주면(30)에는 서로 대향 배치된 윙의 2개의 밀봉 에지들(68)이 접한다. 윙(20)는 작업 챔버를 흡입 챔버(30)와 압력 챔버로 세분하며 내부 원주면(30)을 향한 윙의 단부(28)는 압력 챔버(26)를 향한 면에 평평한 섹션(66)을 포함한다.
윙, 내부 원주면, 밀봉 에지, 평평한 섹션, 작업 챔버
Description
본 발명은 포트형 하우징, 편심으로 회전 가능하게 상기 하우징 내에 지지된 회전자, 회전축에 대해서 수직으로 이동 가능하게 상기 회전자 내에 지지된 윙 및, 상기 윙을 수용하며 내부 원주면을 갖는 작업 챔버를 갖는 싱글 윙 진공 펌프에 관한 것이며, 상기 내부 원주면에는 서로 대향 배치된 윙의 2개의 밀봉 에지들이 접한다. 상기 윙은 작업 챔버를 흡입 챔버와 압력 챔버로 세분한다.
상기 유형의 구조를 갖는 진공 펌프들은 DE 100 46 697 A1호에 공지되어 있다. 일반적으로 상기 펌프는 회전자가 회전 운동하고, 흡입 챔버를 통해서 공기가 저압 라인으로부터 흡입 여과됨으로써, 예컨대 자동차 내의 저압 소비자를 위해 저압을 제공하기 위해서 사용된다. 베인 셀 펌프의 작업 챔버는, 서로 대향 배치된 윙의 2개의 단부들이 내부 원주면을 따라 활주하도록, 구성된다. 이 경우 윙은 흡입 연결부에 연결된 흡입 챔버를, 압력 연결부에 연결된 압력 챔버로부터 분리한다. 높은 효율을 얻기 위해, 윙은 내부 원주면에 영구적으로 접해야 하는데, 이는 그렇지 않은 경우 흡입 챔버가 환기되기 때문이다.
공지된 방법은, 윙을 2부재로 구성하고, 2개의 윙 부품들을 외부 쪽으로 원주면의 방향으로 누르는 스프링을 상기 2개의 윙 부품들 사이에 삽입하는 것을 제 시한다. 따라서 윙의 밀봉 에지들이 내부 원주면에 영구적으로 접하는 것이 보장된다. 그러나 압착력으로 인해서 상기 윙이 심하게 마모되는 것이 단점이므로, 효율이 낮아질 뿐만 아니라 유지 기간도 짧아진다.
DE 43 32 540 A1호에는, 회전자 내에 복수의 윙들이 편심으로 배치된 베인 셀 펌프가 공지되어 있다. 윙의 윙 첨두와 윙 베이스에는, 압력 챔버 내의 압력이 제공된다. DE-PS 364 107호에는, 신속하게 회전하는 회전 본체를 위한 윤활 장치가 공지되어 있으며, 상기 장치에서 윤활막을 배분하는 윙의 전방면은 경사진다.
따라서 본 발명의 목적은 효율이 더 개선된 싱글 윙 진공 펌프를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 내부 원주면을 향하는 윙의 단부가 압력 챔버를 향한 면에 평평한 섹션을 포함함으로써, 서두에 언급한 유형의 싱글 윙 진공 펌프에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
일반적으로 윙의 단부들은 원통형으로 둥글게 되고 실린더의 중앙 접촉 라인 또는 표면 라인에 의해 작업 챔버의 내부 원주면에 접한다. 본 발명에 따른 싱글 윙 진공 펌프의 경우, 윙의 단부가 송출면에서 부분적으로 평평해지므로, 윙에 작용하는 압축력의 방향이 변한다. 평평한 섹션에 의해, 윙의 원심력에 대항하는 압축력의 반경 방향 성분이 증가한다. 작업 챔버의 원주면에 윙을 압착시키는 윙의 원심력은 상기 원심력에 대항하는, 압력 챔버로부터의 압축력에 의해서도 감소한다. 윙은 덜 심하게 원주면에 압착된다.
바람직한 실시예에서, 평평한 섹션이 마찬가지로 형성된다. 이와 같이 형성된 윙 단부는 비교적 간단하게 제조될 수 있는데, 이는 평평한 상기 섹션이 예컨대 밀링 공정에 의해서 설치 또는 제조될 수 있기 때문이다.
바람직하게 상기 섹션은 윙의 종방향 면에 대해서 0°의 편차 각을 갖는다. 또한 윙은 편심으로 내부 원주면에 접한다. 접촉 라인은 윙의 중심 평면에 대해서 간격을 가지므로, 평평한 섹션이 더 크게 구성될 수 있는 장점이 생긴다. 이로써 압축력의 접선 성분은 더욱 감소할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 섹션을 제한하는 또는 상기 섹션에 접하는 면들이 부분 원통형인 것이 제시된다. 이로써, 접촉 라인이 윙 첨두의 표면을 따라 비교적 쉽게 변할 수 있는 장점이 얻어진다. 회전자의 완전한 회전 중에 윙의 받음각이 지속적으로 변하기 때문에, 윙 첨두의 접촉 라인도 미미하게 변경되며, 윙 첨두의 원통형 구성은 균일한 마모를 보장한다.
윙 첨두의 조화된 경로 및, 이로써 간단한 제조는, 윙 첨두의 면들이 평평한 섹션으로 일정하게 전환됨으로써 얻어진다. 이 경우 전환 지점의 면들과 섹션은 동일한 접선을 갖는다. 가공 공구는 하나의 작업 과정으로 윙 첨두를 제조할 수 있으며 또는, 사출 성형된 윙 첨두일 경우 사출 성형 몰드가 간단하고 저렴하게 제조될 수 있다.
바람직하게 상기 윙은 하나의 윙 본체와 단부에 2개의 부속부를 포함한다. 상기 부속부들에는 평평한 섹션이 형성되며, 부속부들은 작업 챔버의 내부 원주면에 접한다. 이는 실질적으로, 마모된 윙이 부속부의 교체에 의해 유지될 수 있는 장점을 가지며, 상기 부속부가 바람직하게 플라스틱으로 구성될 수 있는 점에 반해, 윙 본체는 금속으로 구성된다. 윙 본체는 다이 캐스팅 또는 사출 성형 요소이며, 부속부는 사출 성형된다.
부속부를 고정하기 위해, 부속부를 수용하는 윙 본체의 단부들에 각각 하나의 슬롯이 있으며, 상기 슬롯은 윙 본체의 종방향 넓은 측면에 대해 수직으로 연장된다. 부속부는 평행한 2개의 아암에 의해서 형성된 U-형 또는 C-형의 횡단면을 갖는다. 따라서 부속부들은 윙 본체의 단부에, 이동되지 않게 설치될 수 있으며 윙 종축 방향으로만 움직일 수 있다. 따라서 부속부는 그 원심력에 의해서 작업 챔버의 내부 원주면에 접하며 압력 챔버에 대해서 흡입 챔버를 밀봉할 수 있다.
일 실시예에서 아암은 웨브의 측면에 있으며, 아암 자체의 자유 단부는 반원형으로 형성되고 윙 본체의 단부에 있는 상응하는 반원형 리세스 내에 맞물린다. 웨브 및, 아암을 위한 수용부는, 펌프의 작동중 부속부들이 규정되지 않은 식으로 이동하는 것을 방지한다. 특히 요동 또는 덜그럭거림이 방지되며, 또한 소음 발생이 중단된다. 바람직하게, 상기 부속부들은 낮은 초기 응력 하에 윙 본체의 단부 상에 미끄러진다.
또 다른 특징은 부속부가 180°로 회전해서 윙 본체에 설치될 수 있는 점이다. 이는 윙 본체의 단부 및 수용부가 부속부의 회전을 허용하도록 형성되는 것을 의미한다.
본 발명의 추가의 장점, 특징들 및 세부 사항은 종속 청구항들 및, 추후의 상세한 설명으로부터 제시되며, 상세한 설명에는 특히 바람직한 실시예가 도면을 참조로 상세하게 설명되어 있다. 도면에 도시된, 그리고 상세한 설명 및 청구범위에 언급된 특징들은 각각 개별적으로 또는, 임의의 통합 형태로 본 발명에서 중요할 수 있다.
도1은 진공 펌프의 분해도이다.
도2는 회전자와 윙이 삽입된 싱글 윙 진공 펌프의 사시도이다.
도3은 윙 본체의 사시도이다.
도4는 부속부의 사시도이다.
도5는 압축력 배분이 표시된, 윙 단부의 평면도이다.
도1에는 진공 펌프(10)가 도시되며, 하우징 커버 없이 하우징(12)이 도시된다. 하우징(12)은 내부 챔버(16) 내로 통하는 흡입 연결부(14)를 갖는다. 상기 내부 챔버(16) 내에는 도면 부호 18로 도시된 회전자가 위치하며, 회전자 내에서 윙(20)은 회전축(21)에 대해 수직으로 이동 가능하게 지지된다.
도2에 도시된 바와 같이, 윙(20)은 내부 챔버(16)에 의해서 형성된 작업 챔버(22)를 흡입 챔버(24)와 압력 챔버(26)로 분할한다. 이 경우 윙(20)의 2개의 단부들(28)은 작업 챔버(22)를 둘러싸는 내부 원주면(30)에 접한다.
도1에 도시된 바와 같이, 윙(20)은 하나의 윙 본체(32)와 2개의 부속부들(34)로 형성된다. 도3은 윙 본체(32)를 도시하며, 도4는 부속부들(34) 중 하나를 도시한다. 상기 실시예에서 윙 본체(32)는 금속으로 구성되며 다이 캐스팅 부품이 지만, 사출 성형될 수도 있다. 마찰학적인 이유로, 부속부(34)는 플라스틱으로 구성되며 사출 성형된다. 중량을 감소시키고 관성 모멘트를 줄이기 위해, 윙 본체(32)에는, 연속적으로 또는 블라인드홀 형태로 실시된 중공 챔버들(36)이 제공된다. 윙 본체(32)의 2개의 단부들(38)은 각각 하나의 슬롯(40)을 포함하며, 이는 한편으로 윙(20)의 종축(42) 방향으로, 다른 한편으로 넓은 측면(44)에 대해 수직으로 연장된다. 윙(20)의 종축(42)은 2개의 넓은 측면들(44) 사이에 위치하며, 접촉 라인(68)은 종방향 중심 평면(70)과, 흡입 챔버(42)를 향한 넓은 측면(44) 사이에 있다.
또한 단부(38) 영역에서 2개의 넓은 측면들(44)에는, 실질적으로 반원형인 리세스(46)가 제공되며, 상기 리세스 내에는 부속부(34)의 아암(48)(도4 참조)이 삽입될 수 있다. 2개의 아암들(48)은 웨브(50)의 측면에 있으며, 상기 웨브는 마찬가지로 윙(20)의 종축(42)의 방향으로 연장되고 슬롯(40)의 형태를 갖는다. 웨브(50)를 갖는 슬롯(40) 및, 리세스(46)는 부속부(34)가 축(52)의 방향으로 움직일 수 있는 것을 방지한다. 단부(38)를 둘러싸서 고정하는 아암(48)은 부속부(34)가 축(54)의 방향으로 빠져나가는 것을 방지한다. 이는 부속부(34)가 종축(42)의 방향으로만 이동할 수 있도록 윙 본체(32)에 고정되는 것을 의미한다.
도5에는 부속부(34)가 설치된 윙 본체(32)의 평면도가 도시된다. 부속부(34)는 흡입 챔버(24)가 윙(20)의 하부에, 압력 챔버(26)는 윙(20)의 상부에 위치하도록 내부 원주면(30)에 접촉한다. 윙(20)은 화살표 56의 방향으로 회전하며, 흡입 챔버(24)를 향한 그 후방면에서 90°변위된 각으로, 윙(20)의 넓은 측면(44) 으로 전환된다.
상기 윙(20)이 둥글려진 단부(28)를 가지면, 예컨대 압력 챔버(26) 내의 압력으로부터 발생한 축방향 압축력(58)이 단부(28)에 작용한다. 상기 압축력(58)은 화살표 64로 도시된 윙(20)의 원심력에 대항해서 작용한다.
도4, 도5에 도시된 바와 같이, 부속부(34)는 평평한 섹션(66)을 가지며, 상기 섹션에는 압축력(60)이 작용한다. 상기 압축력(60)은 압축력(58) 및, 접촉 라인(68)이 윙(20)의 중심 평면(70)에 대해 간격(A)을 가짐으로써 형성된 추가적인 압축력(62)으로 구성된다. 실제로 윙(20)에 작용하는 압축력(60)이, 접촉 라인(68)의 움직임으로 인해서, 종래의 윙에서의 압축력(58)보다 크고, 또한 흡입 챔버(24) 내의 저압으로부터 야기된 힘(74)이 종래의 윙에서보다 더 작기 때문에, 접촉 라인(68)에서의 압착력이 실질적으로 감소하므로, 마모가 줄어든다.
또한, 접촉 라인(38)이 부속부(34)의 부분 원통형 섹션(72)에 위치하는 것이 제시된다. 상기 부분 원통형 섹션(72)은 동일한 접선으로써 평평한 섹션(66)으로 일정하게 전환된다. 따라서 윙(20)의 송출면에 있는 윤활유가 섹션(66)과 섹션(72)에 균일하게 배분되므로, 접촉 라인(68)의 전체 길이가 습윤되는 장점이 생긴다.
Claims (14)
- 포트형 하우징(12), 편심으로 회전 가능하게 상기 하우징(12) 내에 지지된 회전자(18), 회전축(21)에 대해서 수직으로 이동 가능하게 상기 회전자(18) 내에 지지된 윙(20) 및, 상기 윙(20)을 수용하며 내부 원주면(30)을 갖는 작업 챔버(22)를 구비한 싱글 윙 진공 펌프이며, 상기 내부 원주면(30)에는 서로 대향 배치된 윙(20)의 2개의 밀봉 에지들(68)이 접하고, 상기 윙(20)은 작업 챔버(22)를 흡입 챔버(24)와 압력 챔버(26)로 세분하는 싱글 윙 진공 펌프에 있어서,상기 내부 원주면(30)을 향한 윙(20)의 단부(28)는 압력 챔버(26)를 향한 면에 평평한 섹션(66)을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항에 있어서, 상기 평평한 섹션(66)은 평면인 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섹션(66)은 윙(20)의 종방향 면에 대해서 0°의 편차 각을 갖는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윙(20)은 내부 원주면(30)에 편심으로 접하는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윙(20)의 접촉 라인(68)은 윙(20)의 중심 평면(70)에 대해 간격(A)을 갖는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섹션(66)을 제한하는 면들이 부분 원통형인 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제6항에 있어서, 상기 면들은 일정하게 섹션(66)으로 전환되는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제6항에 있어서, 상기 면들과 상기 섹션(66)은 전환 지점에 동일한 접선을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윙(20)은 하나의 윙 본체(32)와, 단부에 2개의 부속부들(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제9항에 있어서, 상기 윙 본체(32)는 부속부들(34)을 수용하는 그 단부들(38)에 각각 하나의 슬롯(40)을 포함하며, 상기 슬롯은 윙 본체(32)의 종방향 넓은 측면(44)에 대해서 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 부속부(34)는 평행한 2개의 아암(48)에 의해 형성된 U-형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제11항에 있어서, 상기 아암(48)은 웨브(50)의 측면에 있는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제10항 및 제12항에 있어서, 상기 윙(20)의 조립 시, 웨브(50)는 슬롯(40) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
- 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부속부(34)는 180°로 회전되어 윙 본체(32)에 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 싱글 윙 진공 펌프.
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