KR0119281Y1 - 항타기용 유압 해머 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연약 지반이나 암반 관통시에 램이 항타 행정 이상으로 급격히 낙하하더라도 실린더 장치에 손상을 주지 않게 하기 위한 것으로서, 실린더 장치를 부 플레임의 하면에 하향 현수 고정시키고 실린더 장치의 피스톤을 램의 측면에 형성된 돌기에 부착함으로써 실린더 장치의 피스톤이 후퇴하면서 램의 돌기를 잡아 당겨 램을 상승시켰다가 타격시에는 램이 램하부의 앤빌과 함께 낙하하게 한 것이다.

Description

항타기용 유압 해머

제1도는 종래 기술의 유압 해머를 구비한 항타기의 일예를 도시한 측면 개략도.

제2도는 본 고안의 유압 해머의 측면 개략도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 유압 해머의 단면평면도로서, 내부에 납이 충전되지 않은 상태를 도시한 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

10:유압 해머 12:항타기

14:펌프 시스템 16:밸브 시스템

18:제어 박스 20:타워

22:갈고리부 24:지지봉

26:상부 프레임 28:하부 프레임

30:돌기 32:납

34:로킹 판 36:앤빌

38:램 40:실린더

42:피스톤 44:실린더 장치

48:롤러 54:램 가이드

본 고안은 건축물이나 교량 등을 건설할 때 그 기초를 구축하기 위해 말뚝 또는 파일을 받는 데 주로 사용되는 항타기에 관한 것이며, 특히 유압식 해머를 사용하는 항타기의 개량에 관한 것이다.

항타기의 유압식 해머는 무거운 램을 유압에 의해 상승시켰다가 중력에 의해 낙하시킴으로써 램의 위치 운동 에너지를 운동 에너지로 변환시켜 파일을 타격하는 장치이다.

종래의 유압 해머의 램에는 램 전체가 금속 덩어리로 된 것과, 원통형으로서 그 내부에 납이 충전되고 하단에는파일을 타격하는 앤빌이 장착되는 형식의 것이 있다. 본 고안은 후자의 형식으로 된항타기의 개량에 관한 것으로서, 이하에는 이와 같은 형식의 램에 관해서만 기술한다. 원통형 부재 내부에 납을 충전시킨 형식의 램에 있어서는 외측면에 돌기가 형성되고 램의 옆에는 직사각형 단면을 갖는 타워가 지면에 대해 대략 수직으로 설치되어 램을 지면에 대해 수직으로 지지한다. 즉, 램의 상단부 근처와 하단부 근처에는 각각 상기 타워에 고정되고 중앙부에 램이 관통하는 원형 구멍을 구비한 상부 프레임 및 하부 프레임이 설치되어 있으며, 상기 상부 및 하부프레임 사이에는 상부 프레임과 하부 프레임을 연결하는 네 개의 지지봉이 설치되고, 램을 구동하는 유압식 실린더 장치가 하부 프레임 상면에 고정 설치되어 실린더 장치의 피스톤 부분이 상승하면서 램의 측면에 형성된 돌기를 밀어 올려 램을 지면세 수직으로 상승시킨다. 피스톤을 급격히 후퇴시키면 램은 자중에 의해 낙하되면서 가속되어 파이로가 충돌하면서 파일을 땅속으로 밀어 넣는다.

즉, 종래의 항타기에 있어서 실린더 장치로써 램을 일정한 높이로 밀어 올렸다가 자유 낙하시킴으로써 램의 위치에너지를 운동 에너지로 바꾸고 다시 이를 충격 에너지로 전달하여 파일을 지증에 박아 넣는다. 따라서, 파일의 지면 침투 깊이는 램의 자증과 램의 항타 행정에 의해 정해진다. 램을 밀어 올리기 위한 실린더 장치는 보통 램의 좌우 양측에 하나씩 배치된다.

그런데, 이런 구조의 항타기는 항타 도중에 연약 지반을 만나거나 암반 등의 딱딱한 층을 항타하다가 암반이 관통되는 순간 등에는 램이 항타 행정 이상으로 급격히 낙하하게 되어 램의 돌기가 피스톤의 하시점 이하로 낙하하면서 실린더 장치를 타격하게 되어 실린더 장치가 파손되거나 램에 부착된 돌기가 파손되는 등의 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 제거하고 연약 지반이나 암반관통시에 램이 항타 행정 이상으로 급격히 낙하하더라도 실린더 장치에 손상에 주지 않는 유압 해머를 제공하는 것을 목저으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 고안의 항타기에 있어서는 실린더 장치를 하양 설치하였다. 즉, 실린더 장치의 기부를 상부 프레임의 하면에 고정하고 피스톤 실린더 반대측단부를 램의 측면의 돌기에 고정시켜서 실린더 장치의 구동 장치로부터 유압이 가해지면 피스톤이 후퇴하면서 램의 돌기를 잡아 당겨 램을 인상하였다가 유압을 해제하면 램이 램 하부의 앤빌과 함께 자유 낙하하게 한 것이다.

이러한 본 고안의 항타기는 내부에 납이 채워지는 강철제 외부 원통 부재와 상기 외부 원통 부재 하단에 끼워 장착된 앤빌로 구성되며 외부 원통 부재 외부 측면에는 램을 상승시키기 위한돌기가 램을 지지하는 짧은 파이프 형태이 램 가이드가 복수개 부착된 램과, 단면 사각형의 램 지지 타워의 두 귀를 파지하는 형태로 고정되고 램 가이드의 내부 구멍을 관통하여 설치되어 항타시에 램 가이드가 상대적으로 미끄럼 이동하는 안내 봉의 역할을 하는 복수개의 지지봉에 의해 일정 거리 격리되어 설치되는 상부 및 하부 프레임과, 실린더 및 피스톤 로드를 가지고 상기 프레임과 램의 돌기 사이에 설치되는 실린더 장치를 구비하고 상부 및 하부 프레임이 타워를 파지함으로써 타워에 지지되는 항타기의 유압식 해머에 있어서, 상기 유압 실린더 장치의 기부를 상기 거부 프레임의 하면에 하향 설치하고 상기 피스톤의 상기 실린더 반대쪽 단부를 램의 외면에 돌출된 상기 돌기에 고정시킨 것을 특징으로 한다.

이로써 본고안의 유압 해머를 사용하면 항타 도중 연약 지반을 만나거나 앞반을 관통하여 램이 급격히 낙하하더라도 실린더 장치나 램의 돌기가 파손 또는 손상되지 않게 된다.

이하, 본 고안을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 종래의 항타기(12)의 개략도이다. 항타기(12)는 유압식 해머(10), 타워(20), 중앙부에 해머(10)이 관통하는 구멍이 형성되고 각각 갈고리형 결합부(22)에 의해 일단부가 타워(20)에 고정되는 상부 프레임(26) 및하부 프레임(28), 상부 프레임(26)과 하부 프레임(28)을 연결하는 네 개의 수직 지지봉(24), 외주면에 한 쌍의 돌기(30)을 구비하고 내부에는 납(32)가 충전되고 하단에는 로킹 판(34)에 의해 앤빌(36)이 고정되어 있는 원통형 램(38)과, 실린더(40)으로부터 피스톤(42)를 상승시켜 돌기(30)을 밀어 올리므로써 돌기(30)과 일체인 램38)을 상승시키는 한 쌍의 유압식 실린더 장치(44), 외부의 유압원으로부터 실린더 장치(44)에 전달되는 유압을 조절하고 전달하는 제어 박스(52)로 이루어진다. 제어박스(52)의 내부에는 어큐뮬레이터(48) 및 밸브(50)이 포함되어 있다.

유압 해머(10)의 램(38)은 네 개의 지지봉(24) 사이에 배치되며, 상부 및 하부 프레임(26 및 28)을 관통하여 상하로 연장된다. 타워(20)은 정사각형 단면의 직립 구조물로서, 표면에는 호스 및 와이어 등을 관통시키기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있다.

램(38)의 외면에는 지지봉(24)가 관통하는 구멍이 램 가이트(54)가 네 개 부착되어 있어서 램이 지지봉(24)에 평행하게 움직이도록 안내한다. 유압실린더 장치(44)는 서로 대향하는 위치에 하나씩 배치되어 있다. 실린더 장치(44)는 그 하단이 하부 프레임(28)의 상면에 부착되어 있으며, 유압에 의해서 피스톤(42)가 상승하면서 램(38)의 측면에 형성된 돌기(30)을 밀어 올리도록 되어 있다. 램(38)의 항타 속도는 분당 30 내지 70회 정도이고, 항타 행정은 약 150mm 내지 1150mm인 것이 일반적이다.

펌프(14)에 의해 발생된 유압은 밸브 시스템(16)을 거쳐 유압 실린더 장치(44) 내부의 작동 유체를 가입하여 피스톤(42)를 상승시킨다. 퍼스톤(42)는 상승하면서 램(38)의 측면의 돌기(30)을 밀어 램(38)을 상승시킨다. 유압을해제하면 피스톤(42)가 하강하고 램(38)이 자증에 의해 낙하하며파일(50)을 타격한다. 램(38)은 그 내부에 납(32)이 충전되어 있고 또 그 하단에 로킹 판(34)를 거쳐 앤빌(36)이 설치되어 있다.

그런데, 지반이 연약하거나 암반을 관통한 후에 램(38)이 예상 낙하 거리를 넘어서 낙하하게 되어 램 측면의 돌기(30)이 피스톤(42)를 타격하여 실린더 장치(44)가 파손될 우려가 있다. 피스톤(42)를 길게 하면 그러한 충격을 어느 정도는 완화시킬 수 있지만 피스톤(42)의 길이 또는 행정을 길게 하면유압 해머(10)의 전체 길이도 길어지고 나아가서 항타 속도를 저하시킨다.

본 고안에서는 제2도에 도시한 바와 같이 실린더 장치(44')의 실린더 바닥면을 상부 프레임(26)에 고정시키고 실린더 장치(44')의 피스톤(42)의 단부를 램의 측면 돌기(30')에 고정 실치하여 실린더 장치(44')이 수축되면 램(38)이 상승하고 실린더 장치(44')의 수축이 플리면 램(38)이 그 자증으로피스톤(42)와 함께 낙하하여 파일을 타격하게 되어 있다.

따라서, 연약한 지반을 만나거나 암반을 관통하는 경우에도 돌기(30')의 피스톤 로드(42)의 상단을 타격하여 실린더 장치(44')의 파손될 우려가 없다. 실린더 장치(44')의 피스톤(42)쪽 챔버 내의 유압을 과도하게 저하되지 않게 제어하면 램의 급격한 낙하시에도 실린더 장치(44')이 더욱 안전하게 보호된다.

또한 종래에는 램이 상승시에 한쪽으로 기울어지지 않도록 하기 위해 램을 인상시키기 위한 실린더 장치를 유압 실린더의 양측에 하나씩 두 개 설치하였으나, 제2도에 도시한 실시예에서는 실린더 장치(44')을 타워에 근접한 쪽에 하나만 설치하였다. 또, 제어 박스(52)는 램 장치의 외부에 파워팩(P) 및 밸브 장치(V)와 함께 별도로 장착하여 상기 실린더 장치와는 유압 호스 등으로 연결할 수 있다.

실린더 장치를 타워 쪽에 하나만 설치하는 경우에는 램(38)이 인상 중에 한쪽으로 기울어지는 경향이 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 제3도에 도시한 바와 같이 상부 프레임(26) 및 하부 프레임(28) 각각의 램 관통 구멍의 내주면에 롤러(48)을 부착한다. 롤러는 예컨대 타워쪽에 한 개, 타워 반대쪽에 두 개, 그로부터 직각방향에 각각 한 개씩 모두 다섯 개를 배치한다. 롤러와 접촉하는 부분의 램 표면은 롤러의 구름 안내를 보다 확실하게 하고 마모를 적게 하기 위해 평면으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 실린더 장치를 하나면 사용하면 부품 개수가 감소되고 비용이 절감되며 고장 빈도 및 보수 비용도 절감된다.

또한 램(38)의 하단부 부근의 외면에는 지지붕(24)는 관통 구멍이 형성된 네 개의 램 가이드(54)가 형성되어 있으며, 램 가이드의 지지붕(24)의 접촉부는 무급유 베어링으로 되어 있어 램이 원활하게 정확한 승강 동작을 할 수 있다.

제1도에 도시한 종래의 유압 해머는 실린더 장치(44)가 타워에 대해 직각 방향으로 위치하였으나, 제2도의 본고안의 실시예에서는 실린더 장치를 타워에 가까운 쪽에 배치함으로써 프레임(26, 28)의 타워 파지부로부터 실리더 장치 까지의 같이 ℓ은 제3도에 도시한 바와 같이 종래의 타워 파지부와 실린더 장치 까지의 길이 L보다 훨씬 짧아진다. 따라서, 실린더 장치(44)에의해 프레임에 작용하는 모멘트가 자아지며, 상부 및 하부 프레임이 타워에 더욱 견고하게 파지된다.

또한 제2도 및 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 상부 프레임과 하부 프레임 사이에는 양측부에 이를 받치는 단면 H형 또는 ㄷ형 비임(60)을 용접 연결 시켜 연결하면 상부 프레임과 하부 프레임 사이의 위치 간격 및지지 상태가 더욱 견고해진다.

이상, 본 고안을 바람직한 실시예를들어 상세하게 설명하였으나, 본고안의 범위가 그러한 실시예에 한정되지 않음은 물론이다.

예컨대, 램의 단면을 정시각형으로 할 수 있으며, 상부 프레임과 하부 프레임 사이의 지지봉의 개수는 두 개로 줄 일 수도 있다. 또 비임(60)은 양측부 이외에 타워와 대향되는 쪽에 설치하는 것도 가능하다. 그러한 변형은 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에세는 극히 자명한 정도의 것이다.

또, 상기 제2도에 도시한 실시예에서는 실린더 장치의 피스톤 로드(42')의 부착을 용이하게 하기 위해 피스톤 로드(42')의 하단을 한지식으로 고정하는 돌기(30')를 램의 측면에 돌출 설치하였지만 이는 피스톤 로드(42')의 단부를 평평한게 하고 제1도에 도시한 종래 형태의 돌기(30)에 고정하여 사용할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도면에는 실린더 장치가 램의 타워에 대향하는 측면에 설치된 것이 도시되어 있지만 실린더 장치의 위치는 램의 타워 대향하는 측면 이외의 어느 곳에도 설치할 수 있다. 또한, 하부 피스톤에 설치되는 롤러의 개수도 각각의 위치에서 복수개로 할 수 있다. 상하부 프레임 사이를지지 보강하는 비임의 단면 형상도 H형 또는 ㄷ형 이외에 V형, ㅁ형 또는 원형등의 것을 선택할 수 있다.

Claims (6)

1. 내부에 납이 채워지는 강철제 외부 원통 부재와 상기 외부 원통 부재 하단에 끼워 장착된 앤빌로 구성되며 외부 원통 부재 외부 측면에는 램을 상승시키기 위한 돌기가 램을 지지하는 짧은 파이프 형태의 램 가이드가 복수개 부착된 램과, 단면 사각형의 램지지 타워의 두 귀를 파지하는 형태로 고정되고 램 가이드의 내부 구멍을 관통하여 설치되어 항타시에 램 가이드가 상대적으로 미끄럼 이동하는 안내 봉의 역할을 하는 복수개의 지지봉에 의해 일정 거리 격리되어 설치되는 상부 및 하부 프레임과, 실린더 및 피스톤 로드를 가지고 상기 프레임과 램 본체의 돌기 사이에 설치되는 실리더 장치를 구비하고 상부 및 하부 프레임이 타워를 파지함으로써 타워에 지지되는 형식의 항타기용 유압 해머에 있어서, 상기 유압 실린더 장치의 기부를 상기 상부 프레임의 하면에 하향 설치하고 상기 피스톤이 상기 실린더 반대쪽 단부를 램의 외면에 돌출된 상기 돌기에 고정시킨 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.
2. 제1항에 있어서, 상부 프레임과 하부 프레임 사이에는 이를 받치는 적어도 하나의 보강용 비이이 용접 고정된 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.
3. 제2항에 있어서, 보강용 비임의 단면 형상은 H형 또는 ㄷ자형인 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 상기 실린더 장치는 램의 측면에 한 개 만을 구비하고 하부 프레임의 상기 램 관통 구멍의 내주면에는 한 개 이상의 롤러가 부착되어 상기 램과 접촉하여 램의 승강을 안내하는 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.
5. 제4항에 있어서, 상기 롤러는 상기램의 관통 구멍의지지 타워측에 한 개, 타워 반대측에 두 개, 그와 직각되는 양쪽 방향에 각각 한 개씩 모두 다섯개의 부착된 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.
6. 제4항에 있어서, 상기 롤러는 원통형이고 램 외면의 상기 롤러와 접촉하는 부분은 평면인 것을 특징으로 하는 항타기용 유압 해머.