KR20070012518A - 팽창 구동부를 구비한 정량 펌프, 특히 윤활제 정량 펌프,그 정량 펌프용 윤활제 용기, 및 윤활 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정량 펌프(1), 특히 윤활제 정량 펌프와, 윤활 지점(16)을 바람직하게는 수년에 걸쳐 장기 윤활하는 방법에 관한 것이다. 그러한 정량 펌프(1)는 작동 수단(5)에 의해 구동되는 하나 이상의 정량 피스톤을 구비한다. 가능한 한 콤팩트한 구성을 구현하기 위해, 작동 수단(5)은 하나 이상의 가열 소자(8)와, 그 가열 소자(8)에 의해 가열되는 하나의 팽창 요소(6, 7)를 포함한다. 팽창 요소는 가열 소자에 공급되는 에너지에 의해 가열되어 그 팽창 재료가 팽창하게 되고, 그에 의해 정량 피스톤(4)을 변위시킨다. 또한, 본 발명은 정량 펌프 상에 기밀적으로 고정되는 윤활제 용기(18)에 관한 것이기도 하다. 그러한 기밀적 고정은 정량 펌프 내의 윤활제가 노화되는 것을 방지하고, 윤활제의 실제의 유통 기간을 넘어 윤활 지점(16)에 연속적으로 윤활제가 공급되는 것을 구현한다.

정량 펌프, 윤활제 용기, 윤활 방법, 정량 피스톤, 작동 수단, 가열 소자, 팽창 요소

Description

팽창 구동부를 구비한 정량 펌프, 특히 윤활제 정량 펌프, 그 정량 펌프용 윤활제 용기, 및 윤활 방법{METERING PUMP, ESPECIALLY FOR LUBRICANTS, WITH EXPANSION DRIVE, AND LUBRICANT RESERVOIR FOR SAID METERING PUMP AND LUBRICATION METHOD}

본 발명은 하나 이상의 작동 수단에 의해 구동되는 하나 이상의 정량 피스톤을 포함한 정량 펌프(metering pump), 특히 윤활제 정량 펌프와, 미리 정해진 시간 간격을 두고 정량 피스톤에 의해 윤활제를 정량적으로 하나 이상의 윤활 지점으로 방출하여 하나 이상의 윤활 지점을 윤활하는 방법, 바람직하게는 장기 윤활 방법에 관한 것이다.

그러한 타입의 정량 펌프들은 예컨대 공작 기계에 있는 선형 가이드 유닛들 및 볼 스크루들과 같은 기계 요소들을 오일, 저 점도 그리스, 또는 그리스와 같은 윤활제로 윤활하는데 사용된다. 그러나, 중앙 집중식 윤활 유닛들은 중앙 정량 펌프로부터 기계 요소들에 있는 윤활 지점들까지에 이르는 라인들이 매우 길다는 단점이 있다. 단지 큰 시간 간격을 두어서만 적은 윤활제 양으로 윤활함으로 인해 서, 윤활제가 윤활 지점으로 가는 도중에 노화될 수 있다. 그것을 방지하기 위해, 기계 요소들에 국부적으로 윤활제를 공급할 수도 있다.

그와 같이 윤활제를 국부적으로 기계 요소들에 공급하는 것은 특히 선형 가이드들에서는 소위 부착 요소들에 의해 구현되게 된다. 부착 요소는 선형 가이드의 이동 중에 그로부터 윤활제가 펌프 없이 공급되는 윤활제 용기를 포함한다. 부착 요소들은 3년까지의 작동 시간 동안 윤활제를 공급하고, 그에 따라 그 3년 동안 선형 가이드들을 유지 관리할 필요가 없게 된다. 그러한 부착 요소들을 사용하는 것에 기인하여, 취득 비용에 있어 고가인 중앙 집중식 윤활 유닛을 필요로 하지 않을 수 있다. 다른 한편으로, 부착 요소들로부터 윤활 지점으로 이르는 짧은 라인들에서는 윤활제가 노화될 수 없다. 하지만, 부착 요소들은 제한된 윤활 작업들에만 대처할 수 있다는 단점이 있다. 예컨대, 냉각 유화제들이 사용되는 공작 기계들에서 냉각 유화제가 선형 가이드 상의 윤활제를 다소 많이 씻어내 버릴 경우에 문제가 있게 된다.

국부 윤활 또는 분산형 윤활과 관련하여, 리프팅 전자석(electric lifting magnet)들을 작동 수단으로서 구비하는 국부 정량 펌프들도 선행 기술에 언급되어 있다. 하지만, 그러한 정량 펌프들은 고가이고, 기계 요소에 통합시키기에는 너무 크기 일쑤이다.

예컨대, GB 1,187,637 A에는 정량 펌프를 포함한 자동 윤활 장치가 개시되어 있다. EP 0 376 815에는 또 다른 윤활 펌프가 개시되어 있고, US 3,686,857에는 작동 수단이 개시되어 있다.

종전까지 부착 요소들에 사용되던 정량 펌프들은 정량 펌프들에 소요되는 설치 공간이 상대적으로 크다는 단점이 있다. 따라서, 국부 정량 펌프들을 장착한 선형 가이드 유닛들 및 볼 스크루들은 공작 기계에서 부가의 설치 공간을 필요로 하게 되는데, 그것도 또한 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 더욱 콤팩트한 구성을 가져 국부 윤활과, 윤활하고자 하는 기계 요소들에 정량 펌프를 통합시키는 것을 가능하게 하는 정량 펌프 및 그 윤활 방법을 창출하는 것이다.

그러한 목적은 전술된 정량 펌프에 있어서 본 발명에 따라 작동 수단이 하나 이상의 가열 소자 및 그 가열 소자에 의해 가열될 수 있는 하나 이상의 팽창 요소를 포함하도록 함으로써 달성되게 된다.

또한, 본 발명의 목적은 전술된 방법에 있어서 본 발명에 따라 팽창 요소를 가열하여 정량 펌프를 이동시키도록 함으로써 달성되게 된다.

의외로 간단한 그러한 구성 조치에 의해, 정량 펌프들의 크기가 현저히 줄어들 수 있는데, 그 이유는 액추에이터인 팽창 요소가 매우 높은 출력 밀도를 갖기 때문이다. 즉, 발생되는 출력 단위당 구조 크기가 작기 때문이다. 그것은 정량 펌프를 훨씬 더 작은 설치 공간들 내에 설치하는 것을 가능하게 하고, 본 발명에 따른 정량 펌프들에 의해 종전에 중앙 집중식 윤활 시스템에 의해서만 윤활되었던 좀더 작은 선형 가이드 유닛들 및 볼 스크루들을 갖추는 것도 가능하게 한다. 팽창 요소에 의한 구동의 또 다른 장점은 예컨대 종래의 리프팅 전자석을 구동하는데 사용되던 구동 흐름이 본질적인 변경 없이도 가열 소자를 가열하는데 사용될 수 있다는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 정량 펌프는 정량 펌프들을 제어하는 제어 유닛들 측에서 개조가 필요하게 됨이 없이 종래의 정량 펌프들을 완전히 대체할 수 있다.

팽창 요소에 사용되는 팽창 재료는 높은 열 팽창 계수를 가지므로, 가열 시에 그것이 정량 피스톤을 이동시킬 만큼 큰 정도로 팽창한다. 예컨대, 가열 소자가 가열되었을 때에 녹아서 팽창하는 왁스가 팽창 재료로서 사용될 수 있다. 팽창 재료는 정량 피스톤 또는 고정된 채로 이동되게 그 정량 피스톤에 연결된 작동 피스톤이 그 안으로 돌출하는 팽창 요소의 챔버에 수납되는데, 작동 피스톤은 팽창 재료의 팽창 중에 챔버로부터 밀려나온다. 제조 비용을 절감하기 위해, 자동차용 서머스탯들에 사용되는 바와 같이, 통상의 팽창 요소들이 정량 펌프에 삽입될 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 정량 펌프는 정량 피스톤이 변위 가능하게 수납되는 하나 이상의 실린더를 포함한다. 그러한 실린더는 예컨대 사출 성형에 의해 제조될 수 있다. 특히, 그 실린더는 펌프의 하우징과 일체로 형성되어 그 하우징에 통합될 수 있고, 그에 따라 사용되는 부품들의 수가 감소하고 설치 시간이 줄어들게 된다. 특히, 실린더 및 경우에 따라 있을 수 있는 하우징은 예컨대 폴리아미드와 같은 유리 섬유 강화 중합체 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 실린더를 형성하는 플라스틱 부싱이 사용될 수 있는데, 그 플라스틱 부싱은 예컨대 장치의 각각의 리세스 내에 삽입되고, 그 플라스틱 부싱 내에는 피스톤이 변위 가능하게 수납된다. 그러한 부싱은 유리 섬유 강화 폴리아미드와 같은 플라스틱 재료 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다.

팽창 요소가 가열될 때에 정량 피스톤이 이동하는 실린더에서 작동 중에 윤활제로 채워지는 실린더 부분은 정량하려는 윤활제 양이 수용되는 정량 챔버로서의 역할을 한다.

팽창 요소의 가열 중에 발생하는 온도 차로 인해, 정량 피스톤과 실린더의 상이한 열 팽창을 고려하기 위해서는 정량 피스톤에서 좀더 큰 갭 치수가 필요하다. 아울러, 팽창 재료 구동부의 반응 시간 및 그에 따른 실린더 내의 압력 발생이 리프팅 전자석에 의한 구동에 비해 매우 느려서 반작용 조치를 취하지 않는다면 윤활제가 정량 피스톤과 실린더 사이의 갭을 통해 흘러나와 정량 정밀도에 영향을 미치게 된다. 따라서, 종래에 정량 펌프들에 사용되던 작은 허용 오차를 갖는 갭 시일들이 더 이상 사용될 수 없다. 바람직한 일 실시예에서는, 피스톤의 반경 방향으로 탄성을 갖는 밀봉 요소가 정량 펌프와 실린더 사이의 갭에 마련되어 상이한 온도에서의 누출 손실을 회피시킨다. 그러한 구성은 동시에 갭 시일에 비해서 좀더 조야한 허용 오차를 피스톤과 실린더에 사용할 수 있다는 장점을 갖고, 그것은 다시 제조 비용을 줄여 준다. 그에 대한 대안으로서, 정량 피스톤과 실린더는 갭 시일과 함께 형성될 수도 있다. 즉, 실린더를 윤활제가 새지 않게 정량 피스톤에 대해 로킹하는 서로에 대한 허용 오차로 형성될 수도 있다.

다수의 윤활 지점들에 동시에 윤활제를 공급할 수 있도록 하기 위해, 또 다른 바람직한 실시예에서는, 정량 펌프가 작동 수단에 의해 공동으로 구동될 수 있게 배치되는 다수의 정량 펌프들을 포함할 수 있다. 그것은 예컨대 부가의 구성에서는 다수의 정량 펌프들을 고정된 채로 이동되게 연결하는 전동 요소가 작동 수단과 정량 피스톤 사이에 배치되도록 함으로써 구현되게 된다. 다른 실시예에서는, 정량 피스톤의 행정 용적을 정량 수단에 의해 제어되는 제어 구멍들을 경유하여 각각의 윤활 지점들에 분배함으로써 단일의 정량 피스톤이 다수의 윤활 지점들에 윤활제를 공급할 수도 있다. 단일의 윤활 지점이 예컨대 정량 피스톤의 다중의 급송률에 달하는 윤활 수요를 가질 경우에는, 다수의 정량 피스톤들이 단일의 윤활 지점에 할당될 수도 있다.

정량 피스톤에 윤활제를 공급하기 위해, 피스톤 행정의 구역에 공급 라인이 개방될 수 있는데, 그 공급 라인은 개구부에서 입구 윤곽을 갖는다. 그러한 입구 윤곽에 의해, 정량 피스톤과 함께 공급 라인의 개구부를 경유하여 이동하는 시일이 마멸되는 것이 방지되게 된다. 그 입구 윤곽은 반경을 갖는 곡면 또는 사면으로서 구성될 수 있다. 다수의 정량 피스톤들이 사용된다면, 상이한 정량 피스톤들로 이르는 공급 라인들이 공통의 윤활제 챔버 또는 분배 챔버로 종단될 수 있다. 피스톤 행정의 구역에, 바람직하게는 피스톤 행정의 시작 구역에 개구부가 배치됨으로 인해, 윤활 압력이 형성되었을 때에 공급 라인이 정량 피스톤에 의해 자동으로 닫히게 된다. 그러한 조치에 의해, 윤활제가 공급 라인으로 역류할 수 없는데, 그렇지 않으면 윤활제의 역류로 인해 정량 분량이 감소하여 윤활 지점의 불충분한 윤활을 초래하게 된다. 피스톤의 행정 동안 윤활 지점에 공급되는 윤활제의 정량 분량은 공급 라인과 배출부 사이의 연결이 폐쇄되는 피스톤 행정 지점으로부터 출발하여 정량 피스톤의 최종 위치에까지 이르는 정량 피스톤의 행정 용적의 부분으로부터 결정된다.

또 다른 실시예에 따르면, 윤활제가 정량 펌프로부터 그를 통해 배출되도록 하는 윤활제 출구에 체크 밸브가 배치될 수 있는데, 그 체크 밸브는 정량 피스톤이 작동 수단에 의해 이동되었을 때에 이송되는 윤활제에 의해 간접적으로 개방 상태로 절환될 수 있도록 구성된다. 그러한 체크 밸브는 윤활 지점에서의 압력 형성에 의해 윤활제가 정량 피스톤 쪽으로 도로 이송되는 것과, 피스톤의 복귀 행정 동안 윤활제가 도로 흡인되는 것을 회피시킨다.

팽창 요소의 팽창 재료가 과열로 인해 손상되는 것을 피하기 위해, 특히 PTC 소자가 가열 소자로서 사용될 수 있다. PTC 소자의 저항 곡선은 PTC 소자의 조성에 의존하는 한계 온도로부터 시작하여 급등하는 형식으로 증가하기 때문에, PTC 소자는 그 한계 온도까지 가열하기만 할 뿐이다. 본 발명에 또 다른 실시예에 따라, PTC 소자의 한계 온도를 팽창 재료의 열 특성들에 적응적으로 맞출 경우, 지나치게 높은 가열 온도로 인한 팽창 재료의 연소 또는 분해가 복잡한 온도 제어를 제공해야 할 필요가 없이 간단하게 회피될 수 있게 된다.

팽창 요소의 작동 후에 정량 피스톤을 그 원위치로 되돌려 이동시키기 위해, 작동 수단을 거스르는 복원력을 생성할 수 있는 복원 수단이 추가로 마련될 수 있다. 그러한 복원 수단은 예컨대 스프링 요소를 포함할 수 있다. 작동 수단이 복원력을 거슬러 작동해야 하는 것을 방지하기 위해, 추가의 바람직한 실시예에서는 복원 수단이 바람직하게는 작동 수단을 거스르는 추가의 팽창 재료 구동부의 형태의 액추에이터를 포함할 수 있다. 그러한 액추에이터는 작동 수단을 교대하여 정량 피스톤을 그 출발 위치로 되돌려 이동시키는데 사용된다.

정량 피스톤의 이동을 정밀하게 수행하기 위해, 피스톤 이동의 임의의 방향으로 피스톤 행정을 제한하는 스토퍼가 마련될 수 있다. 작동 수단 및 경우에 따라 있을 수 있는 복원 수단의 최대로 가능한 작동 행정들은 그들이 각각 스토퍼들을 넘어설 수 있을 정도의 크기로 된다. 그에 의해, 정량 피스톤이 스토퍼에 도달하는 것도 보장되게 된다. 스토퍼들은 작동 피스톤, 정량 피스톤, 또는 그 사이에 배치된 이동 전달 요소와 연동할 수 있다.

다음의 실시예들은 제조업체들이 보증하는 윤활제의 유통 기간을 넘어 정량 펌프들의 유지 보수 간격을 연장할 수 있게 하는 개선책들을 다루고 있다.

부착 요소들을 구비하는 종전에 사용되던 윤활 시스템에서는, 늦어도 3년 후에는 부착 요소들을 교체해야 한다는 단점이 있었다. 그러한 기간은 대략 윤활제의 유통 기간에 해당한다.

하지만, 부착 요소들의 교환은 공작 기계의 분해를 필요로 한다. 부착 요소들을 교환하는 동안 공작 기계의 작동을 정지해야 하는 것으로 인해, 그리고 인건비와 예비품들에 대한 비용으로 인해, 그것은 3년의 보증 기간의 만료 후에는 높은 비용을 초래하게 된다.

그러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전술된 실시예들 중의 하나에서 정량 펌프와 함께 사용될 수 있고 정량 펌프에 교환 가능하게 기밀적으로 부착될 수 있는 윤활제 용기를 추가로 다루고 있다. 그러한 윤활제 용기는 부분적으로 윤활제로 채워지는 하나 이상의 저장 용적부를 포함한다.

정량 펌프에 저장 용적부를 기밀적으로 부착함으로 인해, 정량 펌프 또는 그 정량 펌프를 사용하는 기계 요소의 유지 보수 간격들이 윤활제의 실제 유통 기간을 넘어 연장될 수 있게 된다. 저장 용적부를 기밀적으로 폐쇄함으로 인해, 환경적 영향들이 윤활제를 침범할 수 없고, 특히 윤활제가 산화될 수도 분해될 수도 없게 된다. 그를 위해, 저장 용적부는 그 안에 수용되는 윤활제 양이 5년 이상 동안 통상의 작동 중에 단절 없이 윤활하는데 충분할 정도의 크기로 된다. 그에 대한 대안으로서, 좀더 작은 저장 용적부들을 갖는 표준화된 윤활제 용기가 예컨대 베어링에 대한 3년 이상의 유지 보수 없는 작동에 사용될 수도 있다.

또한, 예컨대 저장 용적부를 가압하는 스프링이 걸린 피스톤의 형태의 이송 수단이 윤활제 용기에 통합될 수 있는데, 그 이송 수단은 저장 용적부에 담긴 윤활제를 가압한다. 그러한 조치에 의해, 피스톤의 복귀 행정 동안 발생된 진공 압력을 통해 윤활제가 자동으로 흡입되는 것이 지원되게 된다.

윤활제 용기의 저장 동안 저장 용적부 내의 윤활제를 유해한 환경적 영향에 노출시키지 않기 위해, 작동 중에 윤활제가 그를 통해 정량 펌프로 배출될 수 있도록 하는 저장 용적부의 배출 개구부가 부착 용기를 정량 펌프 상에 부착하는 동안 자동으로 열리는 폐쇄 수단에 의해 닫히게 할 수 있다. 그러한 폐쇄 수단은 예컨대 찢어질 수 있는 격막, 캐스트 스킨(cast skin)의 형태로, 압력 발생 수단의 압력을 거슬러 정량 펌프에 의해 개방되는 플랩의 형태로, 또는 배출 개구부에 포지티브 로킹(positive locking) 방식으로 유지되는 폐쇄체, 예컨대 볼에 의해 구성될 수 있다. 이송 수단이 발생시키는 힘에 의해 폐쇄 위치로 가압되는 체크 밸브가 배출 개구부에 통합될 수도 있다.

폐쇄 수단을 바람직하게는 윤활제 용기에서 이송 수단에 의해 발생되는 압력을 거슬러 개방 위치로 절환하는 각각의 개방 수단이 정량 펌프에 마련될 수 있다. 특히, 그러한 개방 수단은 배출 개구부 내로 돌출하는 맨드릴 또는 핀의 형태로 구성될 수 있다.

끝으로, 윤활제 용기의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 저장 용적부가 교환 가능한 카트리지로 형성될 수 있다. 그러한 카트리지는 대체로 탄성적인 용기, 탄성적으로 팽창 가능한 재료, 또는 아코디언 형태로 접혀질 수 있는 재료로 제조될 수 있고, 그에 따라 비워짐이 증가한다 해도 공기가 찬 공동들이 형성되지 않게 된다. 본 실시예에 따르면, 카트리지는 윤활제 용기에 삽입될 수 있고, 비워진 후에 교환될 수 있다. 윤활제 용기는 카트리지를 위한 수납부를 구비할 수 있는데, 그 수납부는 이송 수단과 접경하여 카트리지를 가압할 수 있다.

특히, 매우 적은 설치 공간만이 이용될 수 있는 용도를 위해, 본 발명에 따른 정량 펌프는 정량 펌프의 하우징 내에 통합되는 윤활제 용기를 구비할 수 있다. 그러한 윤활제 용기의 저장 용적부는 정량 펌프의 실린더에 연결되고, 그에 의해 저장 용적부에 위치한 윤활제가 실린더 내로 도입될 수 있게 된다. 정량 피스톤이 윤활제 용기에 의해 둘러싸인다면, 매우 콤팩트한 유닛이 생기게 된다. 정량 펌프의 하우징, 실린더 하우징의 둘레 표면, 및 윤활제 용기는 예컨대 원통형으로 및/또는 서로 동심상으로 형성되어 콤팩트한 카트리지형 정량 펌프가 생기도록 할 수 있다.

작동 후에 정량 펌프를 윤활제로 재충전하는 것을 보장하기 위해, 대략 저장 용적부 쪽으로 프리텐션이 걸린 피스톤이 윤활제 용기 내에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 그러한 피스톤은 예컨대 스프링 요소에 의해 저장 용적부를 가압하여 윤활제가 저장 용적부로부터 실린더 내로 흐를 수 있도록 한다.

그러한 피스톤은 실린더 하우징의 둘레로 이동 가능하게 배치된다. 그것은 실린더 하우징이 동시에 윤활제 용기의 피스톤을 위한 구조적으로 간단한 가이드 요소로서 형성된다고 하는 장점을 갖는다. 피스톤과 실린더 하우징 사이의 인접한 가이드 표면들의 크기는 피스톤의 기울어짐(canting)이 불가능할 정도의 크기로 구성된다. 피스톤을 위한 부가의 가이드 표면을 외경 상에 형성하기 위해, 피스톤은 정량 펌프의 하우징의 내면 상에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 피스톤은 회전 대칭적인 회전 부품으로서 매우 저렴하게 제조될 수 있는 링 피스톤으로서 형성될 수 있다.

외부로부터 윤활제 용기의 저장 용적부를 윤활제로 충전할 수 있도록 하기 위해, 정량 펌프는 윤활제가 그를 통해 저장 용적부 내로 도입될 수 있도록 하는 윤활제 입구를 구비할 수 있다. 그러한 정량 펌프의 실시예는 미리 정해진 사용 기간 후에 또는 미리 정해진 수의 작동 후에 저장 용적부가 거의 비워졌을 경우에 재충전되어 재사용될 수 있다. 저장 용적부로부터 윤활제가 누출되는 것을 방지하고 충전을 용이하게 하는 체크 밸브가 윤활제 입구에 배치되는 것이 매우 바람직하다. 그러한 체크 밸브는 예컨대 윤활 니플(lubricating nipple)로서 형성될 수 있다. 그에 대한 대안으로서, 윤활제 입구가 작동 중에 나사 체결되는 폐쇄 플러그에 의해 닫히게 할 수도 있다.

이제, 본 발명을 첨부 도면들을 참조로 해서 여러 실시예들에 의거하여 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이, 개개의 실시예들에서의 상이한 특징들이 서로 조합될 수 있거나, 각각의 특징과 결부된 장점이 특정의 용도에 있어 중요한 것이 아닌 한에는 임의로 생략될 수도 있다. 첨부 도면들 중에서,

도 1은 본 발명에 따른 정량 펌프의 제1 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이고;

도 2는 본 발명에 따른 정량 펌프의 2가지 변형례들을 개략적으로 나타낸 단면도이며;

도 3은 본 발명에 따른 정량 펌프의 또 다른 변형례를 개략적으로 나타낸 단면도이고;

도 4는 도 2의 정량 펌프를 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 단면을 따라 나타낸 단면도이며;

도 5는 카트리지를 구비한 윤활제 용기를 개략적으로 나타낸 단면도이고;

도 6은 카트리지의 다른 변형례를 개략적으로 나타낸 단면도이며;

도 7은 본 발명에 따른 정량 펌프의 또 다른 변형례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

우선, 본 발명에 따른 정량 펌프(1)를 종단면도로 개략적으로 나타낸 도 1에 의거하여 그 정량 펌프(1)의 구조를 설명하기로 한다.

그러한 정량 펌프(1)는 하나 이상의 실린더들(3)이 배치되어 있는 하우징(2)을 포함한다. 이후로는, 하나의 실린더(3)만을 예로 들어 구조를 설명하기로 한다. 정량 피스톤(4)의 일 단부는 실린더(3) 내에 변위 가능하게 수납된다.

하우징(2)은 열 전도도가 낮은 플라스틱 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 실린더(3)들은 폴리아미드와 같은 유리 섬유 강화 중합체로 제조된다. 특히, 실린더(3)는 예컨대 사출 성형 공정에 의해 하우징(2)과 일체로 형성될 수 있다. 그 경우, 실린더 내벽의 마감 가공은 불필요하다.

정량 피스톤(4)의 타 단부에는 정량 피스톤(4)을 실린더(3) 내로 밀어내는 작동력(K)이 작용한다. 그러한 작동력(K)은 작동 수단(5)에 의해 발생된다.

본 발명에 따르면, 작동 수단(5)은 팽창 재료 구동부로서 형성되고, 챔버(6) 내에 수납된 팽창 재료, 예컨대 왁스 재료를 포함한다. 실린더(3)와 대향하는 정량 피스톤(4)의 단부는 도 1에 도시된 실시예에서는 팽창 재료 챔버(6) 내로 돌출한다. 챔버(6) 내의 팽창 재료는 높은 열 팽창 계수를 가지므로, 가열되었을 때에 큰 정도로 팽창한다. 특히, 팽창 재료는 가열 과정으로 인한 고체/액체 상태 전이 후에 그 체적이 현저히 증가할 수 있다.

팽창 챔버(6)는 정량 피스톤(4)이 그를 통해 팽창 재료 챔버(6) 내로 돌출하도록 하는 개구부를 제외하고는 하우징(7)에 의해 에워싸인다. 하우징(7)은 적어 도 부분적으로 금속 또는 금속 합금과 같은 열 전도 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(7)은 정량 피스톤(4)에 대해 밀봉되어 팽창 재료가 액체 상태로 변환되었을 때에 팽창 재료 그 자체가 팽창 재료 챔버(6)로부터 누출될 수 없도록 한다.

하우징(7)의 하나 이상의 측면에는 전기 가열 소자(8)가 배치되는데, 그 가열 소자(8)는 하우징에 열 전도되게 연결되어 가열 소자(8)에 의해 발생된 열이 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료에 작용하도록 한다. 그러한 가열 소자는 예컨대 가열 와이어를 갖는 가열 코일을 포함할 수 있다. 가열 소자(8)가 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료에 열을 전달함에 있어서의 손실을 가능한 한 낮게 유지하기 위해, 가열 소자(8)는 거의 전면적으로 하우징(7)에 접하여 놓인다. 하우징(2)의 낮은 열 전도 계수는 가열 소자(8)의 열이 주위로 방출되어 거기에서 손상을 일으키는 것을 방지한다. 따라서, 하우징(2)은 단열체로서의 역할을 한다. 그에 대한 대안으로서, 작동 수단(5)이 하우징(2)에 수납되어 하우징(7)과 가열 소자(8)를 에워싸는 단열 케이싱(도시를 생략함)에 의해 수납될 수도 있다.

가열 소자(8)는 전선(9)을 경유하여 전기 에너지를 공급받는다. 열 전류의 형태의 전기 에너지가 전선(9)을 경유하여 공급되면, 가열 소자(8)는 자동으로 가열되고, 그에 따라 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료를 가열시킨다.

또한, 정량 펌프(1)는 작동력(K)을 거스르는 복원력(R)을 생성하는 복원 수단(10)을 구비한다. 복원 수단(10)은 하우징(2)과 정량 펌프(1) 사이에 지지된 스프링 요소의 형태로 구성될 수 있다.

공급 라인(11)이 실린더(3) 내로 개방되는데, 그 공급 라인(11)의 입구는 정량 피스톤(4)이 작동 수단(5)에 의해 발생되는 그 행정(H) 동안 스쳐 지나가는 구역에 배치된다.

실린더(3)는 정량 피스톤(4)과 대향하는 그 단부에서 정량 펌프의 유출 개구부(13)에 연결된다. 그러한 유출 개구부(13)는 체크 밸브(14)에 의해 닫힐 수 있는데, 그 경우에 체크 밸브(14)는 실린더(3)로부터 출구(13) 쪽으로의 흐름 방향으로 개방되게 구성된다. 흐름 방향으로 체크 밸브(14)의 하류에는 윤활제 소비 지점, 특히 윤활 지점에 이르는 라인(15)이 연결된다. 그러한 라인(15)은 스냅 커넥터에 의해 정량 펌프(1)에 부착될 수 있다. 물론, 체크 밸브(14)는 하우징(2)에 통합 될 수도 있다.

정량 펌프(1)는 윤활제 용기(18)가 분리 가능하게 또는 분리 불가능하게 부착되는 부착 장치(17)를 구비하기도 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 부착 수단(17)은 윤활제 용기(18)를 정량 펌프에 유지시키는 캐치들을 구비할 수 있다. 제조업체에 의해 정해지는 윤활제의 유통 기간을 넘는 사용 기간 후에도 윤활제 용기(18) 내의 윤활제의 품질이 나빠지지 않게 하는 것을 구현하기 위해, 윤활제 용기(18)를 기밀적으로 정량 펌프(1) 상에 유지시키는 밀봉 수단(19)이 부착 장치(17) 또는 윤활제 용기(18)에 마련된다. 윤활제 용기(18)의 간단한 교환을 가능하게 하기 위해, 윤활제 용기(18)는 윤활하려는 기계 요소에 바람직하게는 외부로부터 출입 가능하게 배치된다.

윤활제 용기(18)는 투명한 재료로 제조되거나 충전 레벨을 시각적으로 제어 하기 위한 조망 슬롯들을 구비하는 것이 바람직하다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 정량 펌프 측 공급 라인(1)은 윤활제 용기의 측면들 상의 배출 개구부와 일렬로 되어 있는데, 그 배출 개구부는 윤활제 용기(18)의 벽(21)에, 예컨대 바닥이나 덮개에 형성되어 저장 용적부(22)에 연결된다.

저장 용적부(22) 내에 들어 있는 윤활제를 가압하는 이송 수단(23)이 윤활제 용기(18)에 통합된다. 그러한 이송 수단(23)은 예컨대 피스톤(24)과, 그 피스톤(24)을 저장 용적부(22) 쪽으로 내리누르는 스프링 요소(25)를 포함할 수 있다. 스프링 요소의 행정은 피스톤(24)이 저장 용적부(22)를 완전히 비워낼 수 있도록 하는 크기로 된다. 저장 용적부(22) 내의 윤활제의 산화를 피하기 위해, 피스톤(24)은 저장 용적부를 기밀적으로 밀봉한다.

윤활제 용기(18)는 정량 펌프(1)에 부착될 때에 자동으로 개방되는 폐쇄 수단(26)을 배출 개구부(20)의 구역에 구비할 수 있다. 배출 개구부(20)는 적어도 처음 사용되기 전에는, 즉 윤활제 용기(18)를 정량 펌프(1)에 처음으로 부착하기 전에는 폐쇄 수단(26)에 의해 기밀적으로 닫히게 된다. 폐쇄 수단(26)은 찢어질 수 있는 포일, 캐스트 스킨, 스프링이 걸린 볼 또는 플랩의 형태로 구성될 수 있다.

윤활제 용기(18)를 정량 펌프(1)에 부착할 때에 폐쇄 수단(26)을 자동으로 개방시키기 위해, 정량 펌프(1)는 예컨대 맨드릴 또는 핀과 같은 개방 수단을 구비할 수 있다.

이제, 도 1의 실시예의 작용에 관해 간략하게 설명하기로 한다.

정량 펌프(1)는 윤활제 용기(18)와 함께 하나 이상의 윤활 지점을 다년에 걸쳐, 바람직하게는 5년 이상에 걸쳐 장기 윤활하는 역할을 한다. 그를 위해, 정량 펌프(1)는 미리 정해진 간격으로 작동되는데, 그 경우에 윤활제 소비 지점 또는 윤활 지점(16)의 작동 시마다 미리 정해진 윤활제 용량이 라인(15)을 통해 공급된다. 윤활제 용량은 실린더(3) 내의 피스톤의 행정(H)과 정량 피스톤(4)의 횡단면(A)으로부터 A × H의 공식에 따라 결정된다. 그러한 행정(H)은 실린더(3)의 폐쇄 후에 실린더(3) 내의 정량 피스톤(4)이 공급 라인(11)에 대해 남기게 되는 정량 피스톤의 전체의 행정(H') 중의 일부이다. 공급 라인(11)을 닫은 후에 윤활제가 공급 라인으로 역류하지 않으므로, 윤활제는 강제적으로 출구(13)에 공급되게 된다. 실린더(3)는 그 체적이 소비처 또는 윤활 지점(16)으로 배출되는 미리 정해진 윤활제 양을 결정하는 정량 챔버로서의 역할을 한다.

정량 펌프(1)를 작동시키기 위해, 시간(t)에 따라 변하는 전기 작동 신호(30)가 라인(9)에 추진된다. 도 1에 도시된 작동 신호(30)에서는, 시간(t)에 따른 전압과 전류의 적(product)인 전기 에너지(P)가 인가된다. 그로부터 알 수 있는 바와 같이, 먼저 시간 T_s 동안 라인(9)을 경유하여 전기 에너지 P₀이 공급된다. 이어서, 시간 T_p 동안 에너지가 공급되지 않고, 그 후에 시간 T_s에 걸쳐 에너지 P₀이 공급된다. 시간 T_p는 윤활 지점(16)이 윤활제를 공급받는 윤활 간격을 결정한다.

작동 신호(30)는 SPS 제어부를 통해 발생될 수 있고, 종래에 정량 펌프에서 리프팅 전자석을 작동시키는데 사용되었던 것과 같은 신호에 해당한다. 그러한 제어부도 역시 하우징에 통합될 수 있다.

시간 T_s 동안에는, 전기 에너지 P₀이 작동 수단(8)에 공급되는데, 그 전기 에너지는 가열 소자(8)을 가열시켜 정량 피스톤(4)을 이동시킨다. 시간 T_s의 경과 후에 정량 피스톤(4)이 그 최종 위치에 도달할 경우, 에너지 P₀이 단절되고, 중단 시간 T_p의 만료 후에만 다시 접속된다. 장기 윤활의 경우에는 윤활이 주간 간격으로 일어나기기만 해야 하기 때문에, 시간 간격 T_p는 대략 1주일 또는 그 배수가 된다. 단기의 측면에서는, 중단 시간 T_p가 팽창 요소(5)의 복원 시간에 의해 제한된다.

시간 T_s의 길이는 작동 수단의 반응 시간에 따라 결정되는데, 그 반응 시간은 작동 수단이 정량 피스톤(4)을 도 1에 점선으로 도시된 그 최종 위치까지 행정(H)만큼 이동시키는데 필요한 시간이다. 도 1에 도시된 시스템에서는, 시간 T_s가 수 분, 예컨대 2분에 달한다. 그러한 시간은 가열 소자(8)의 가열 출력을 증가시킴으로써 단축될 수도 있다. 그러한 시간 T_s 동안, 라인(9)에서 제공되는 에너지 P₀가 가열 소자(8)에 의해 열 에너지로 전환되고, 그 전환된 열 에너지는 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료에 전달된다. 팽창 재료가 가열되어 팽창한다. 예컨대, 왁스가 팽창 재료로서 사용된다면, 왁스는 그 체적을 증가시키면서 녹는다. 그에 의해, 정량 피스톤(4)이 팽창 재료 챔버(6)로부터 실린더(3) 내로 가압되어 실린더(3)에 담긴 윤활제를 출구(13)와 체크 밸브(14)를 통해 윤활제 소비 지점(16)으로 이송하게 된다.

시간 T_s가 경과하여 에너지 공급 P₀이 단절된 후에, 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료와 가열 소자(8)가 냉각된다. 정량 피스톤(7)은 복원 수단(10)의 작용 하에 도로 그 출발 위치로 이동한다. 체크 밸브(14)에 의해, 윤활제가 윤활제 소비 지점(16)으로부터 실린더(3) 내로 역류할 수 있는 것이 회피된다. 저장 용적부(22)로부터의 새로운 윤활제가 공급 라인(11)을 통해 흐르게 된다.

저장 용적부(22)와 정량 펌프(1) 사이의 기밀 연결에 기인하여, 저장 용적부(22), 공급 라인(11), 및 실린더(3) 내의 윤활제가 전체의 저장 용적부로부터 체크 밸브(14)에 이르기까지 노화되지 않고, 그에 따라 정량 펌프가 윤활제의 통상적인 유통 기간을 넘는 시간에 걸쳐 윤활제 용기(18)의 교환 없이 사용될 수 있게 된다. 이제 더욱 상세히 설명할 바와 같이, 그러한 장점은 저장 용적부(22)가 정량 펌프(1)에 통합되는 경우에도 구현되게 된다.

정량 펌프(1)를 윤활제 소비 지점(16)에 근접하게 배치함으로 인해, 라인(15)도 역시 그에 상응하게 짧아져서 그 라인(15)에서도 윤활제의 노화가 발생할 수 없게 된다. 저장 용적부(22)는 특히 정량 피스톤(4)이 선형 가이드에 통합되는 경우에 정량 펌프(1)에 의해 시간 T_s 동안 이송되는 윤활제 체적으로 윤활 간격 사 이에 놓인 중단 시간 T_p 중에 연속적인 윤활이 구현되어 부착 요소들을 사용할 때보다 더 오래 유지 보수 없는 사용이 이뤄지도록 하는 크기로 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 정량 펌프(1)에서 다수의 정량 피스톤(4)들이 동시에 작동될 수 있는데, 그 경우에 개개의 정량 피스톤(4)들의 실린더(3)들은 다수의 공급 라인(11)들을 경유하여 저장 용적부(22)에 연결된다. 각각의 개별 정량 피스톤(4)에는 출구(13)와 윤활 지점(16)이 할당되고, 윤활 지점(16)은 체크 밸브(14)가 개재되어 있는 그에 할당된 라인(15)을 경유하여 윤활제를 공급받는다.

도 2는 본 발명에 따른 정량 펌프(1)의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 그 기능 및/또는 구조가 도 1의 실시예의 요소들과 동일한 요소들에 대해서는 도 1에서와 동일한 도면 부호들을 사용하기로 한다.

이제, 도 2의 실시예의 구조를 설명하기로 하는바, 도 1의 실시예와의 차이만을 논하기로 한다.

도 2에는, 실린더(3)와 정량 펌프(4)의 2가지 상이한 실시예들이 정량 펌프들(1)의 중심선(M)을 기준으로 하여 상부와 하부에 각각 도시되어 있다.

먼저, 2가지 변형례들에 공통된 특징들을 설명하기로 한다.

도 1의 실시예와는 다르게, 정량 챔버(2)의 가열 소자(8)가 가열 코일을 포함하는 것이 아니라, 도 2에 도시되지 않은 팽창 재료 챔버(6)의 하우징(7)과 열 전도 접촉하는 PTC 가열 소자를 포함한다.

도 1의 실시예와는 대조적으로, 정량 피스톤은 작동 수단(5)에 의해 직접 구 동되지도 않는다. 오히려, 작동 수단(5)은 팽창 재료 챔버(6) 내로 돌출하는 작동 피스톤(35)을 구비하는데, 그 작동 피스톤(35)에는 팽창 재료 챔버(6) 내의 팽창 재료에 의해 발생되는 작동력(K)이 작용한다. 작동 피스톤(35)에는 이동 전달 요소(36)가 부착되고, 정량 피스톤(4)이 그 이동 전달 요소(36)에 유지된다. 그러한 이동 전달 요소(36)는 도 2에 도시된 바와 같이 디스크 형상으로 구성된다. 그러한 이동 전달 요소(36)에 의해, 다수의 정량 피스톤들(4)이 또는 단일의 정량 피스톤(4)이 또한 고정된 채로 이동되게 작동 수단(5)에 연결될 수 있다. 작동 피스톤(35)이 이동하는 동안, 다수의 정량 피스톤(4)들이 이동 전달 요소(36)를 통해 동시에 이동된다. 개선된 단열 및/또는 전기 절연을 위해, 작동 요소(36)는 플라스틱 재료와 같은 낮은 열 전도도 및/또는 전기 전도도를 갖는 재료로 제조될 수도 있다.

도 1의 실시예와는 상반되게, 도 2의 2가지 변형례들에서의 복원 수단(10)은 정량 피스톤(4) 상에 배치되는 것이 아니라, 작동 수단(5) 상에 배치되어 다수의 정량 피스톤(4)들을 사용할 경우에 단지 단일의 복원 수단(10)만이 마련되면 되게끔 하고 있다. 복원 수단(10)은 작동 수단(5)에 직접 작용하고, 정량 펌프(1)의 하우징(2)과 이동 전달 요소(36) 사이에 지지되거나, 일 변형례에서는 작동 피스톤(35) 상에 지지된다.

도 2의 중심선(M)의 상부에 도시된 변형례는 도 1의 실시예로부터 벗어난 다음과 같은 특징들을 갖는다.

본 변형례에서는, 정량 피스톤(4)의 행정을 제한함으로써 정량 피스톤(4)의 최종 위치를 규정하는 스토퍼(37)들이 마련된다. 그러한 스토퍼(37)들은 작동 수단(5)과 복원 수단(10)의 최대로 가능한 행정 내에 배치되므로, 정량 피스톤(4)이 스토퍼(37)에 의해 규정되는 최종 위치들에 확실하게 도달하게 된다. 도 2의 상부 변형례에 도시된 바와 같이, 스토퍼는 이동 전달 요소(36)와 연동할 수 있거나, 대안적 실시예에서는 각각의 정량 피스톤(4)과 연동할 수도 있다.

하우징(2)은 부싱(38)이 삽입되는 리세스 또는 구멍을 구비한다. 그러한 부싱(38)은 슬라이딩 가능한 단단한 플라스틱 재료로 제조될 수 있거나, 정량 피스톤(4)이 수 ㎛의 작은 허용 오차로 부싱(38) 내에 끼워 맞춰질 경우에는 강이나 황동 같은 금속으로 제조될 수도 있다. 후자의 경우에는, 부싱(38)과 정량 피스톤(4) 사이의 부가의 시일이 생략될 수 있다. 정량 피스톤(4)은 축 방향으로 통과하여 실린더(3)를 형성하는 부싱(38)의 구멍 내에 수납된다. 축 방향 구멍을 통해 연장되는 반경 방향 구멍(39)은 공급 라인(11)에 연결된다.

부싱(38)은 정량 피스톤(4)과 축 방향 구멍 사이의 갭을 밀봉하는 밀봉 수단(40) 및 부싱(38)을 하우징(2)에 대해 밀봉하는 밀봉 수단(41)을 구비한다. 밀봉 수단(40)은 작동 수단(5) 쪽으로 정량 피스톤(4)을 밀봉하고, 그럼으로써 윤활제가 팽창 재료 구동부의 낮은 반응 시간 및 그 결과로 나오는 정량 피스톤(4)의 낮은 급송 속도로 인해 정량 피스톤(4)과 실린더 사이의 갭을 통해 흘러 미리 정해진 정량 분량을 변동시키는 것을 방지하게 된다.

밀봉 수단(40, 41)들은 가열 소자(8)의 작동 시에 정량 피스톤(4)의 열 팽창을 보상하고 제조상의 이유로 방지될 수 없는 갭들을 보상하도록 반경 방향으로 탄 성을 가지는 것이 바람직하다. 정량 피스톤(4)이 그 행정(H) 동안 스쳐 지나가는 구역에서 출구(13) 쪽으로 향한 부싱(38)의 단부 상에 추가의 밀봉 수단(42)이 배치된다. 정량 피스톤(4)이 밀봉 수단(42) 위를 이동할 때에 밀봉 수단(42)이 손상되는 것을 피하기 위해, 정량 피스톤(4)은 실린더(3) 내로 돌출하는 그 단부에서 반경을 갖는 곡면 또는 사면의 형태의 입구 윤곽을 갖는다.

도 2의 상부 변형례의 체크 밸브(14)는 작동 수단(5)의 작동 시에 정량 피스톤(4)이 차지하는 최종 위치에 가깝게 배치되고, 한 가지 구조로 구성된다. 밸브 디스크(43)는 실린더(3)와 대향하는 그 밀봉 면 상에 탄성 중합체 재료(44)로 이뤄진 밀봉부를 구비한다.

그 기능과 관련하여, 도 2의 상부 변형례는 도 1의 실시예의 기능과 상응한다.

이제, 중심선(M)의 하부에 도시된 도 2의 변형례를 설명하기로 한다. 간략화를 위해, 도 2의 상부 변형례 및 도 1의 실시예와의 차이만을 언급하기로 한다.

도 2의 하부 변형례에서는, 사출 성형 방법으로 하우징(2)을 제조하는 과정 중에 실린더(3)가 그 하우징에 직접 형성된다. 밀봉 수단(45)은 정량 피스톤(4)을 작동 수단(5) 쪽으로 하우징(2)에 대해 밀봉한다. 그 밀봉 수단(45)의 기능은 도 2의 상부 변형례의 밀봉 수단(30)의 기능과 상응한다.

도 2의 하부 변형례에서는, 정량 피스톤(4)이 그 정량 피스톤(4)과 함께 이동하는 밀봉 수단(46)도 구비한다. 정량 피스톤(4)의 그러한 밀봉 수단(46)은 작동 수단(5)의 작동 시에 공급 라인(11)의 입구를 넘어 실린더(3) 내로 이동한다. 밀봉 수단(46)의 마모를 방지하기 위해, 공급 라인(11)의 입구의 영역은 사면 또는 반경을 갖는 곡면과 같은 입구 윤곽을 구비한다.

도 2의 하부 변형례의 나머지 구조 및 기능은 상부 변형례의 나머지 구조 및 기능과 상응한다.

도 3은 정량 펌프(1)의 또 다른 변형례를 나타낸 것으로, 거기에는 단지 정량 피스톤(4)과 실린더(3)의 구조만이 도시되어 있다.

실린더(3)에서 공급 라인(11)의 입구에 복잡하게 입구 윤곽을 제작하는 것을 피하기 위해, 정량 피스톤(4)은 축 방향으로 섹션(4a)과 섹션(4b)으로 분할되는데, 그 경우에 섹션(4a)의 직경이 섹션(4b)의 직경보다 더 크다.

섹션(4b)은 섹션(4a)과 출구(13) 사이에 배치된다. 실린더(3)는 축 방향으로 직경이 큰 섹션(3a)과 직경이 작은 섹션(3b)으로 분할되는데, 공급 라인은 섹션(3a)에서 개방된다.

정량 피스톤(4)의 섹션(4b)의 직경은 섹션(4b))이 실린더의 섹션(3b) 내에 수납될 수 있을 정도의 크기로 된다. 출구(13) 쪽으로 위치한 섹션(4b)의 단부에는 시일이 부착되는데, 그 시일은 섹션(4b)이 실린더 섹션(3b) 내에 잠겼을 때에 그 섹션(3b)을 섹션(3a)에 대해 밀봉하여 출구(13)와 공급 라인(11) 사이의 연결을 닫는다.

도 3에 도시된 정량 피스톤의 실시예에서는, 정량 피스톤의 섹션(4b)이 실린더 섹션(3b)으로부터 나와 이동되면서 반경 방향으로 실린더 섹션(3a)의 내벽으로부터 이격되므로, 시일이 섹션(3a)의 실린더 내벽과 접촉하지 않게 된다. 실린더 섹션(3a)과 실린더 섹션(3b) 사이의 전이부에는 램프 사면의 형태의 입구 윤곽(3c)이 위치하여 밀봉 수단(46)이 실린더 섹션(3b) 내로 원활하게 도입되도록 한다. 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 출구(13)와 대향하는 정량 피스톤(4)의 단부에 추가의 시일(40)(도 2를 참조)이 마련될 수 있다.

본 실시예에 의해, 작동 중에 시일(46)이 공급 라인(11)의 입구를 넘어 연장되는 것이 회피되게 된다.

출구(13) 쪽을 정향된 내부 실린더 섹션(3b)의 단부 면은 정량 피스톤(4)에 대한 스토퍼(37)를 형성하여 정량 분량의 정확한 결정이 가능하게 된다. 그에 대한 대안으로서, 스토퍼(37)는 입구 윤곽(3c)의 구역에 배치될 수도 있다.

정량 분량과 관련된 행정(H)은 도 3의 변형례에서는 시일이 실린더 섹션(3b) 내에 잠기는 행정과 스토퍼(37)에 맞닿게 이동한 때의 최종 위치로부터 산출된다.

도 4는 도 2의 상부 변형례를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 나타낸 단면도이다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 공급 라인(11)은 저장 용적부(22) 쪽을 향해 개방되고 나머지 측들에서 하우징(2)에 의해 에워싸이는 샤프트의 형태로 구성된다. 부싱(38)에 있는 구멍(39)은 샤프트 내로 개방되고, 그에 따라 화살표(46)로 지시된 바와 같이 정량 챔버로서의 역할을 하는 실린더(3)에 공급 라인(11) 및 부싱(38)의 구멍(39)을 경유하여 중앙 집중식으로 윤활제를 공급하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 윤활제 용기(18)의 또 다른 실시에를 나타낸 것으로, 여기서 선행 실시예들로부터 그 기능과 구조에 관해 알고 있는 요소들에는 동일한 도면 부호들이 사용되고 있다. 간략히 하려는 이유로, 도 5에는 단지 공급 라인(11)의 입구 구역에서만 정량 펌프(1)가 도시되어 있다.

도 5의 윤활제 용기(18)는 윤활제 용기(18) 내에 삽입되고 그 안에 저장 용적부(22)가 형성되어 있는 교환 가능한 카트리지(40)를 구비한다. 그러한 카트리지(40)는 출구 개구부(2) 쪽으로 압축될 수 있는 아코디언 모양의 벨로즈체로 제조된다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 카트리지(40)는 이송 수단(23)과 윤활제 용기(18)의 제거 가능한 바닥 플레이트(41)에 배치되는데, 바닥 플레이트(41)는 예컨대 나사 체결에 의해 또는 클립에 의해 장착되고, 그에 따라 이송 수단(23)에 의해 생성되는 압력이 카트리지를 바닥 플레이트(41)에 맞대어 눌러 카트리지의 체적을 줄이려고 하게 된다.

바닥 플레이트(41) 상에는 베이어닛 로크(Bayonet lock)의 형태의 고정 수단(17)이 부착된다.

도 5의 실시예에서는, 배출 개구부(20)가 카트리지(40)에 의해 형성된다. 그 배출 개구부(20)는 카트리지(40) 또는 윤활제 용기(18)로부터 정량 펌프(1) 쪽으로 연장되는 관형 부착물(42)의 단부에 위치하는데, 그 관형 부착물에는 밀봉 수간(19)이 또한 배치된다.

초기 사용 전의, 즉 처음으로 정량 펌프(1)에 부착되기 전의 인도 상태에서는, 배출 개구부(20)가 플러그형 폐쇄체로 기밀적으로 닫혀 있다.

공급 라인(11)의 입구에는 공급 라인(11)과 평행하게 연장되는 압력 핀(44)이 위치하는데, 그 압력 핀(44)은 윤활제 용기(18)가 정량 펌프(1)에 부착될 때에 인도 상태에서 폐쇄체(43)가 배치되어 있는 지점 뒤로 배출 개구부(20)를 통해 연장된다. 그럼으로써, 윤활제 용기(18)를 정량 펌프(1)에 부착할 때에 폐쇄체(43)가 자동으로 밀려나가 배출 개구부(20)가 개방되게 된다.

관형 부착물(42)과 압력 핀의 길이는 카트리지(40)의 장착 시에 압력 핀(44)이 관형 부착물(42)을 통해 저장 용적부(22) 내로 약간 연장되어 폐쇄체가 배출 개구부에 걸쳐 놓이는 것을 방지할 정도의 크기로 된다.

도 6은 도 5의 카트리지(40)의 변형례를 나타낸 것으로, 본 변형례에서는 예컨대 부착물(42) 상의 나선의 형태의 고정 장치(17)와 밀봉 수단(19)이 공급 라인(11)의 입구 구역에서 정량 펌프(1) 상에 배치된다. 밀봉 수단(19)은 부착물(42) 상에 형성된 밀봉 면에 맞대어 놓여 저장 용적부(22)를 기밀적으로 밀봉한다.

도 6의 변형례에서의 페쇄체(43)는 배출 개구부(22) 내에 압입된 볼로서 형성된다. 공급 라인(11)의 중심축을 따라 그 입구로 연장되는 맨드릴(44)에 의해, 카트리지의 부착 시에 볼이 자동으로 저장 용적부 내로 밀려 들어간다.

도 7은 본 발명에 따른 정량 펌프(1)의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 그 기능 및/또는 구조가 선행 도면들의 실시예들의 요소들과 동일하거나 유사한 요소들은 동일한 도면 부호들로 지시되어 있다.

이제, 도 7의 실시예의 구조를 설명하기로 하는바, 단지 선행 실시예들과의 차이만을 논하기로 한다.

도 7에서는, 윤활제 용기(18)가 정량 펌프(1)의 하우징(2)에 통합된다. 저 장 용적부(22), 피스톤(24), 및 스프링 요소(25)로 이뤄지는 윤활제 용기(18)는 적어도 부분적으로 정량 펌프(4)와 실린더(3)를 에워싼다. 실린더 하우징(54)의 둘레 면, 정량 펌프(1)의 하우징, 및 윤활제 용기(18)는 대략 원통형으로 형성되어 서로 동심상으로 배치된다.

도 7에 도시된 실시예에서는, 실린더(3)가 하우징(2)이 아니라 실린더 하우징(54) 내에 형성된다. 실린더 하우징(54)은 배출 개구부(20) 쪽을 향한 단부에서 예컨대 나사 체결에 의해 하우징(2)에 연결된다. 도 7의 실린더 하우징(54)은 타 단부에서 작동 수단(5)에 연결된다. 실린더 히우징(54)에는 공급 라인(11)이 형성된다.

저장 용적부(22)는 실린더 하우징(54)을 둘러싸고, 하우징(2), 실린더 하우징(21), 및 링 피스톤으로서 형성된 피스톤(24)에 의해 한정된다. 저장 용적부(22)는 공급 라인(11)을 경유하여 실린더(3)에 연결된다.

링 피스톤(24)은 실린더 하우징(54)의 둘레에 축 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 실린더 하우징(54)의 둘레 면과 하우징(2)의 내면은 가이드 면들을 형성하고, 그 가이드 면들에서 피스톤(24)이 축 방향으로 안내되고, 그를 따라 슬라이딩할 수 있다. 그러한 가이드 면들은 행정 시마다 저장 용적부(22) 내에 위치한 윤활제(점들로 표시됨)에 의해 자동으로 윤활되고, 그것은 마멸을 줄여 준다. 윤활제가 저장 용적부(22)로부터 의도하지 않게 누출되는 것을 방지하기 위해, 피스톤(24)에는 내경 및 외경 측에서 밀봉 요소(50)들이 배치되는데, 그 밀봉 요소(50)들은 저장 용적부(22)를 스프링 요소(25)의 설치 공간(55)에 대해 밀봉한다. 밀봉 요소(50)들은 예컨대 O링들 또는 환형 시일 링들 또는 다른 통상의 시일들일 수 있다. 피스톤(24)은 저장 용적부(22)를 스프링 요소(25)의 설치 공간(55)으로부터 분리시킨다. 스프링 요소(25)는 피스톤(24)과 작동 수단(5) 사이에서 설치 공간(55)에 프리텐션이 걸린 채로 배치되고, 그에 따라 이동 가능한 피스톤(24)이 저장 용적부(22) 쪽으로 가압되도록 한다. 도 7에 도시된 실시예에서의 스프링 요소(25)는 압축 나선 스프링으로서 형성된다. 그에 대한 대안으로서, 임의의 편향 요소가 사용될 수도 있다. 스프링 요소(25)는 저장 용적부(22) 내에 배치될 수도 있고, 텐션 스프링으로서 형성될 수도 있다.

피스톤(24)은 2개의 쇼울더들(56, 57)을 구비하는데, 그 중의 하나의 쇼울더(56)는 저장 용적부(2)와 대면한 측에 형성되고, 다른 쇼울더(57)는 저장 용적부(22)의 반대쪽을 향한 측에 형성된다.

피스톤(24)은 쇼울더(57)에 의해 공급 라인(11)의 입구가 피스톤(24)의 모든 위치에서 저장 용적부(22)에 연결되도록 구성된다.

쇼울더(56)는 스프링 요소(25)를 위한 시트를 형성한다. 축 방향으로의 쇼울더(56)의 길이는 피스톤(24)이 저장 용적부(22)를 최대로 하는 위치(도 7에서의 좌측 편)에서 설치 공간(55)의 축 방향 길이가 완전히 압축된 스프링 요소(25)의 길이 이상으로 되도록 하는 크기로 된다.

정량 펌프(1)의 하우징(2)에는 윤활제 입구(51)가 형성된다. 그러한 윤활제 입구(51)는 저장 용적부(22) 내로 개방되고, 체크 밸브(52) 또는 볼이나 폐쇄 스크루와 같은 로크에 의해 폐쇄된다. 체크 밸브(52)는 예컨대 윤활 니플로서 형성되 어 저장 용적부(22)를 바깥쪽으로 유체가 새지 않게 닫는다.

도 7에서 O링으로서 형성되는 밀봉 수단(53)이 하우징(2)의 둘레 방향으로 배치된다.

도 7에 도시된 정량 펌프(1)의 자동 중에는, 정량 펌프(1)가 선행 실시예들에서와 마찬가지로 작동된 작동 수단(5)에 의해 윤활제 출구(13) 쪽으로 축 방향을 따라 이동된다. 실린더(3) 내에 위치한 윤활제는 윤활제 출구(13)에 연결된 윤활 지점으로 인도된다. 이어서, 전술된 바와 같이, 작동 수단(5)의 작동이 정지된다. 그 후에, 정량 피스톤(4)이 복원 수단(10)에 의해 그 출발 위치로 되돌아가면, 윤활제가 다음 작동을 위해 저장 용적부(22)로부터 실린더(3) 내로 흐르게 된다. 피스톤(24)은 실린더(3)가 완전히 찰 때까지 스프링 요소(25)에 의해 저장 용적부(22) 쪽으로 이동된다.

체크 밸브 또는 윤활 니플이 형성된 경우에 저장 용적부(22)가 비워지면, 저장 용적부(22)는 필요에 따라 윤활제 입구(51)를 통해 외부로부터 새로운 윤활제로 채워질 수 있다. 스프링 요소(25)의 프리텐션을 극복하여 피스톤(24)을 축 방향으로 저장 용적부(22)의 반대쪽을 이동시킬 수 있도록 충전 과정 동안 외부로부터 채워지는 윤활제에는 압력이 추진되어야 한다.

윤활제 용기(18)가 통합되는 정량 펌프(1)의 구성에 의해, 간단하게 설치될 수 있는 매우 콤팩트한 카트리지형 모듈 유닛이 생성되게 된다. 그러한 정량 펌프(1)는 예컨대 윤활 지점에 이르는 구멍 내에 삽입될 수 있다. 밀봉 수단(53)에 의해, 정량 펌프(1)가 구멍 내에 밀봉되게 배치되어 의도하지 않은 윤활제의 누출 이 방지되게 된다.

Claims (33)

1. 작동 수단(5)에 의해 구동될 수 있는 하나 이상의 정량 피스톤(5)을 구비하는 정량 펌프(1), 특히 윤활제 정량 펌프에 있어서,

   작동 수단(5)은 하나 이상의 가열 소자(8)와, 그 가열 소자(8)에 의해 가열될 수 있는 하나의 팽창 요소(6, 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
2. 제1항에 있어서, 작동 수단(5)을 거스르는 복원력(R)을 생성할 수 있는 복원 수단(10)이 마련되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
3. 제2항에 있어서, 복원 수단(10)은 하나 이상의 스프링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
4. 제2항에 있어서, 복원 수단(10)은 팽창 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
5. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 가열 소자(8)는 하나 이상의 PTC 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
6. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 피스톤(4)은 실린더(3)를 윤활제가 새지 않게 밀봉하는 허용 오차로 그 실린더(3) 내에 변위 가능하게 수납되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 피스톤(4)은 실린더(3) 내에 변위 가능하게 수납되고, 정량 피스톤과 실린더의 내벽 사이에 반경 방향으로 탄성을 갖는 하나 이상의 밀봉 요소(40, 42, 45, 46)가 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
8. 제7항에 있어서, 밀봉 요소(40)는 실린더(3) 내로의 공급 라인(11)의 개구부와 작동 수단(5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
9. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 피스톤(4)은 사출 성형에 의해 제조되는 실린더(3) 내에 변위 가능하게 수납되는 것을 특징으로 하는 정량 펌 프(1).
10. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 실린더(3)와 정량 피스톤(4)은 축 방향으로 직경이 상이한 섹션들(3a, 3b, 4a, 4b)로 분할되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
11. 제10항에 있어서, 공급 라인은 큰 직경을 갖는 실린더(3)의 섹션(3a)에 배치되고, 작은 직경을 갖는 정량 피스톤(4)의 세션(4b)에는 밀봉 수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
12. 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 실린더(3)는 정량 펌프의 하우징(2)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
13. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 작동 수단(5)에 의해 공동으로 작동될 수 있게 배치되는 다수의 정량 피스톤(4)들이 마련되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
14. 제13항에 있어서, 정량 피스톤(4)들을 고정된 채로 이동되게 연결하는 이동 전달 요소(36)가 작동 수단(5)과 다수의 정량 피스톤들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
15. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 피스톤의 행정(H)의 구역에서 실린더의 내벽에 공급 라인(11)이 개방되고, 그 공급 라인은 개구부에서 입구 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
16. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 펌프(1)는 하나 이상의 윤활제 출구(13)를 포함하고, 그 하나 이상의 윤활제 출구(13)의 구역에는 체크 밸브(14)가 배치되며, 그 체크 밸브는 정량 피스톤(4)이 작동 수단(5)에 의해 이동될 때에 개방 상태로 절환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
17. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 펌프(1)는 윤활제 용기와 하나의 구성 유닛으로 통합될 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
18. 제17항에 있어서, 윤활제 용기(18)는 정량 펌프(1)에 교환 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 윤활제 용기(18)는 정량 펌프(1)에 기밀적으로 부착되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
20. 제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 윤활제 용기(18)는 5년 이상에 걸쳐 거의 단절 없는 정량 과정을 가능하게 하는 크기로 된 저장 용적부(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
21. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 펌프(1)는 그 정량 펌프(1)의 하우징(2) 내에 통합되는 윤활제 용기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
22. 제21항에 있어서, 윤활제 용기(18)는 실린더(3)에 연결되는 저장 용적부(22) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 정량 피스톤(4)은 적어도 부분적으로 윤활제 용기(18)에 의해 에워싸이는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
24. 제21항 내지 제23항 중의 어느 한 항에 있어서, 대략 저장 용적부(22) 쪽으로 프리텐션이 걸린 피스톤(24)이 윤활제 용기(18) 내에 이동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
25. 제21항 내지 제24항 중의 어느 한 항에 있어서, 피스톤(24)은 실린더 하우징(54) 둘레에 이동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
26. 제21항 내지 제25항 중의 어느 한 항에 있어서, 피스톤(24)은 링 피스톤으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
27. 제21항 내지 제26항 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 펌프(1)는 윤활제가 외부로부터 그를 통해 저장 용적부(22)로 인도될 수 있도록 하는 윤활제 입구(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 펌프(1).
28. 적어도 부분적으로 윤활제로 채워지는 저장 용적부(22)와, 유지 수단(17)을 포함하는 윤활제 용기(18)에 있어서,

    저장 용적부(22)는 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 정량 펌프(1)에 부착 장치(17)에 의해 교환 가능하게 거의 기밀적으로 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 윤활제 용기(18).
29. 제28항에 있어서, 유지 수단(17)은 베이어닛으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 윤활제 용기(18).
30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 스프링 요소(25)에 의해 저장 용적부(22) 쪽으로 프리텐션이 걸린 피스톤(22)이 윤활제 용기(18) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 윤활제 용기(18).
31. 제28항 내지 제30항 중의 어느 한 항에 있어서, 5년 이상 동안 정량 펌프(1)의 작동을 가능하게 하는 정량 분량이 저장 용적부(22)에 수용되는 것을 특징으로 하는 윤활제 용기(18).
32. 제28항 내지 제31항 중의 어느 한 항에 있어서, 정량 펌프(1)에 처음으로 사용하기 전에는, 저장 용적부(22)의 배출 개구부(20)가 폐쇄 요소(26)에 의해 닫히고, 그 폐쇄 요소(26)는 윤활제 용기(18)를 정량 펌프(1) 상에 장착할 때에 정량 펌프(1)의 개방 수단과 연동하여 배출 개구부(20)를 노출시키는 것을 특징으로 하는 윤활제 용기(18).
33. 미리 정해진 시간 간격을 두고 정량 피스톤(4)에 의해 윤활제를 정량적으로 윤활 지점(16)으로 방출하여 하나 또는 다수의 윤활 지점들을 윤활하는 방법, 특히 장기 윤활 방법에 있어서,

    정량 피스톤(4)을 하나 이상의 팽창 요소(6, 7)의 가열에 의해 이동시키는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.

Images