KR20070043919A

KR20070043919A - 모터 펌프 유닛

Info

Publication number: KR20070043919A
Application number: KR1020060083021A
Authority: KR
Inventors: 프란츠 아르보가스트; 슈테판 슈엘프; 귄터 나겔
Original assignee: 보이트 터보 게엠베하 운트 콤파니 카게
Priority date: 2005-10-22
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2007-04-26
Also published as: EP1777411A1; DE102005050737B3; US20070274848A1

Abstract

본 발명은,

- 회전자 및 고정자를 구비하는 전동기, 및 액체나 기체 또는 다른 펌핑 매체(pumping medium)를 이송하는 펌프를 포함하고,

- 펌프는 전동기의 회전자와 구동 연결(driving connection)되고,

- 전동기 및 펌프는 공통 하우징(common housing)에 수납되고,

- 하우징은 한쪽 전면에 모터쪽 커버(cover)가, 다른쪽 전면에 펌프쪽 커버가 배열되는 케이싱(casing)을 구비하고,

- 회전 불가능하게 하우징에 고정되는 베어링 샤프트(bearing axis)는 전적으로 하우징의 모터쪽 커버에 의해 지지되고, 전동기의 회전자가 베어링 샤프트에 장착되며,

- 베어링 샤프트의 방향에서 볼 때 펌프가 전동기에 인접하여 배열되므로, 펌프 및 전동기가 함께 일직선으로 배치되는

모터 펌프 유닛(motor-pump unit)에 관한 것이다.

모터 펌프, 회전자, 고정자, 하우징, 케이싱, 펌핑 매체, 베어링 샤프트

Description

모터 펌프 유닛 {MOTOR-PUMP UNIT}

도 1은 본 발명에 따른 모터 펌프 유닛의 축 방향 단면도이다.

도 2는 DE 100 15 139 A1에 따른 모터 펌프 유닛의 축 방향 단면도이다.

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 모터 펌프 유닛에 관한 것이다.

이와 유사한 펌프 유닛들은 다수의 공보들을 통해 잘 알려져 있다. 예를 들면, EP 0 611 887 A1 또는 WO 01/73295를 참고하기 바란다. 이러한 유닛들의 경우, 전동기 및 정압 펌프(hydrostatic pump)가 하나의 하우징에 수납된다. 여기에서는 모터를 냉각하기 위해 위해 펌프 유체(pump fluid)가 모터를 통과하여 흐른다.

DE 197 28 802 A1은 하우징의 모터쪽 커버에 의해 지지되는 고정된 베어링 샤프트(bearing axis)을 구비하는 모터 펌프 유닛을 기술하고 있다.

DE 295 19 941은 전동기를 구비하고 회전자 및 고정자, 더 나아가서는 액체나 기체를 이송하는 펌프를 포함하는 모터 펌프 유닛을 기술하고 있다. 펌프는 전 동기의 회전자와 연결되어 구동된다. 전동기 및 펌프는 공통 하우징(common housing)에 수납된다. 하우징은 케이싱(casing) 및 두 개의 전면 쪽 커버를 포함한다. 펌프는 축 방향에서 볼 때 전동기에 인접하여 배열되므로, 펌프와 전동기는 함께 일직선 상에 배치된다.

이러한 구조의 유닛들은 소음이 적고 전체적인 길이(over-all length)가 짧다는 장점이 있다. 하지만 이러한 유닛들의 직경이 비교적 크다는 중대한 단점이 존재한다.

본 발명의 목적은 종래의 유닛들보다 외경이 작으면서, 소음도 적은, 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 모터 펌프 유닛을 형성하는 데 있다.

본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

발명자들이 확인한 사항은 다음과 같다.

예컨대 EP 040 187 90에 기술된 것처럼 종래의 모터 펌프 유닛들에서는 전동기 회전자의 위치가 정압 펌프에 의해 영향을 받는다. 그 결과, 전동기의 회전자 및 고정자 사이의 에어 갭(air gap)이 편심으로 형성된다. 이것은 과도한 반경방향 힘(radial force)으로 이어진다.

본 발명에 따르면 전동기 및 펌프는 반경 방향으로 나란히 배열되지 않고 축 방향으로 나란히 배열되므로, 전동기 및 펌프의 축이 함께 일직선으로 배치된다. 더 나아가 본 발명에서 중요한 회전하지 않는 베어링 샤프트는 하우징의 모터쪽 커버에 의해 지지되고 전동기의 모터 상에 장착된다.

이런 상태에서는, 한쪽의 전동기 회전자의 베어링 장치 및 다른 한쪽의 펌프 회전자의 베어링 장치의 결합이 서로 해제된다. 펌프의 회전자 상에 장착되어 있는 샤프트는 전동기 회전자의 위치에 전혀 영향을 미치지 않는다. 그 결과 정숙한 가동이 이루어진다. 측정의 결과 소음 상태가 양호하다고 입증되었다.

전동기 및 펌프를 반경 방향으로 나란히 배열함으로써 축 방향의 전체 길이는 커지지만, 하우징의 외경은 줄어든다. 실제로는 흔히 바로 이 점이 중요하다.

도면을 참조하여, 본 발명 및 종래의 기술을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 모터 펌프 유닛은 회전자(1.1) 및 고정자(1.2)를 구비하는 전동기(1)를 포함한다. 고정자는 고정자 어셈블리(stator assembly; 1.2.1) 및 권선(winding; 1.2.2)을 구비한다. 회전자(1.1)는 포트 형태(pot-form)이고, 도면에 도시된 축 방향 단면도에서는 U자형이다.

전동기(1)에 인접하여 축 방향으로 정압 펌프(2)가 구비된다. 전동기(1) 및 정압 펌프(2)의 축들이 함께 일직선으로 배치된다.

전동기(1)의 회전자(1.1)는 베어링 샤프트(3) 상에 장착된다. 베어링 샤프트(3)는 회전 불가능하게 단단히 고정되어 있다. 즉, 베어링 샤프트는 회전하지 않는다. 이 경우 베어링 샤프트(3) 및 전동기(1)의 회전자(1.2) 사이에 미끄럼 베어링(sliding bearing; 3.1)이 구비된다.

전동기(1) 및 정압 펌프(2)는 하우징(4) 내에 배열된다. 하우징(4)은 실린더형 케이스(4.1)를 갖고, 더 나아가 모터쪽 커버(4.2) 및 펌프쪽 커버(4.3)를 구 비한다. 베어링 샤프트(3)은 압입을 통해 모터쪽 커버(4.2)와 단단히 연결된다. 다른 고정 수단도 적용 가능하다.

전동기(1)의 회전자(1.1)는 정압 펌프(2)의 샤프트(2.1)와 구동 연결되며, 전동기(1)의 회전자(1.1)와 회전에 견디도록 연결되는 태핏 디스크(tappet disk; 1.3)를 통해 연결된다.

정압 펌프의 샤프트(2.1) 좌측 단부는 또한 고정되어 있는 베어링 샤프트의 맞은편 전면에 장착될 수 있다. 베어링 장치는 예컨대 미끄럼 베어링 장치 또는 롤링 베어링 장치 등 모든 형태가 가능하다. 이 경우 베어링 샤프트(3) 단부 영역에 에지(edge)가 개 방된 포트 형태 리세스(recess)가 구비될 수 있고, 도면에서 볼 때 펌프(2)의 샤프트(2.1) 좌측 단부는 리세스에 맞물린다.

하우징(4)은 매체 입구(medium inlet; 5) 및 매체 출구(medium outlet; 6)를 구비한다.

화살표는 매체의 흐름을 보여준다. 오일이 일반적으로 매체가 된다. 그러나 어떤 다른 매체도 가능하다. 따라서 예컨대 다른 액체이어도 무방하다.

도 2는 종래의 기술에 따른 모터 펌프 유닛을 보여준다. 여기에서는 모터 펌프 유닛이 회전자(1.1) 및 고정자(1.2)를 구비하는 전동기(1)를 포함한다. 고정자(1.2)는 고정자 어셈블리(1.2.1) 및 권선(1.2.2)을 구비한다. 회전자(1.1)는 포트 형태이고, 축 방향의 단면에서 볼 때 U자형이다.

회전자(1.1) 및 고정자(1.2) 내에서 반경 방향으로 펌프(2)가 배열된다. 도면에서 볼 수 있듯이, 펌프(2)는 전동기(1)의 회전자(1.1) 및 고정자(1.2)에 완전 히 둘러싸인다.

회전자(1.1) 및 펌프 샤프트(pump shaft; 2.1) 사이를 구동 연결하기 위해, 회전자(1)의 웨브(1.1.1)는 내치 기어(internal gear)를 갖는 보어(bore)를 구비하고, 내치 기어는 펌프 샤프트(2.1)의 외치 기어(external gear)와 맞물린다. 펌프 샤프트(2.1)는 내치 기어가 맞물려 회전되는 내치 기어 휠(internal gear wheel; 2.3)과 맞물리는 피니언(pinion; 2.2)을 지지하고, 내치 기어 휠은 피니언(2.2)에 대해 편심 방향으로 전동기(1)의 회전자(1.1) 내에 배열된다. 축 방향으로 내치 기어 휠(2.3) 양쪽에 펌프(2)의 사이드 디스크(side disk; 2.4 및 2.5)가 배열되고, 펌프 샤프트(2.1)는 미끄럼 베어링(2.4.1 및 2.5.1)에 의해 사이드 디스크 내에 회전 가능하게 장착된다.

펌핑 매체를 공급하기 위해, 펌핑 매체 입구(5)가 하우징(4) 전면에 구비된다. 펌핑 매체를 내보내기 위해, 펌핑 매체 출구(6)가 마찬가지로 하우징 전면에 구비된다.

입구(5)에서 흡입되는 매체는 전동기(1)를 관류하면서 전동기를 냉각한다. 그 다음에 매체는 축 방향 또는 반경 방향으로 정압 펌프(2) 내에 도착하여 정압 펌프를 관류하고, 출구(6)를 통해 컨슈머(consumer)에게 유도된다.

이때 펌프의 소음 상태는 대단히 양호하다. 펌프는 구동 중에는 종래의 펌프들보다 훨씬 소음이 적다.

도면부호 설명

1 전동기

1.1 회전자 1.1.1 회전자 웨브

1.2 고정자 1.2.1 고정자 어셈블리

1.2.2 권선

2 펌프

2.1 펌프 샤프트 2.2 피니언

2.3 내치 기어 휠 2.4 사이드 디스크

2.4.1 미끄럼 베어링 2.5 사이드 디스크

2.5.1 미끄럼 베어링

3 베어링 샤프트 3.1 미끄럼 베어링

4 하우징 4.1 하우징 케이싱

4.2 모터 쪽 커버 4.3 펌프 쪽 커버

5 매체 입구 6 매체 출구

고정된 베어링 샤프트(3)를 사용하면, 유닛의 외경을 약 20% 정도 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 여기에서 나온 측정을 근거로, 표준 고정자 권선(standard-rotor winding)을 갖는 표준 회전자(standard-rotor)를 회전자(1.1)로 사용하는 것도 가능하다. 이로써 비용을 절감할 수 있게 된다.

Claims

- 회전자(1.1) 및 고정자(1.2)를 구비하는 전동기, 및 액체나 기체 또는 다른 펌핑 매체(pumping medium)를 이송하는 펌프(2)를 포함하고,

- 상기 펌프는 상기 전동기의 회전자(1.1)와 연결되어 구동되고,

- 상기 전동기(1) 및 펌프(2)는 공통 하우징(common housing; 4)에 수납되고,

- 상기 하우징(4)은 한쪽 전면에 모터 쪽 커버(cover; 4.2)가, 다른 쪽 전면에 펌프 쪽 커버(4.3)가 배열되는 케이싱(4.1)을 구비하고,

- 회전 불가능하게 하우징에 고정되는 베어링 샤프트(3)는 전적으로 상기 하우징(4)의 모터 쪽 커버(4.2)에 의해 지지되고, 상기 전동기(1)의 회전자(1.1)가 상기 베어링 샤프트에 장착되며,

- 상기 베어링 샤프트(3)의 방향에서 볼 때 상기 펌프(2)가 상기 전동기(1)에 인접하여, 상기 펌프(2) 및 전동기(1)가 함께 일직선으로 배치되는

모터 펌프 유닛(motor-pump unit).
제1항에 있어서,

상기 전동기(1)의 회전자(1.1)가 미끄럼 베어링(3.1)에 의해 상기 베어링 샤프트(3) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전동기(1)의 회전자(1.1)에 태핏 디스크(tappet disk; 1.3)가 회전에 견디도록 배열되고, 상기 태핏 디스크는 상기 펌프(2)의 샤프트(2.1)와 연결되어 구동되는 것을 특징으로 하는 모터 펌프 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징(4)의 모터 쪽 커버(4.2)는 매체(medium)용 입구(5)를 갖고, 상기 하우징(4)의 펌프 쪽 커버(4.3)는 매체용 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 모터 펌프 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌프 샤프트(2.1)의 모터 쪽 단부가 회전 불가능한 베어링 샤프트(3)의 맞은편 단부에 장착되거나, 상기 단부를 향해 지지되는 것을 특징으로 하는 모터 펌프 유닛.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 미끄럼 베어링(3.1)이 베어링 샤프트(3)로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 펌프 유닛.