KR100307944B1 - 유압구동시스템 - Google Patents

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KR100307944B1
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Abstract

본 발명은 주로 중장비 유니트를 구동시키기 위한 유압구동시스템에 관한 것이며, 구동시스템은 캠프로파일(35)에 대한 캠로울러(30)의 선형운동이 캠곡선요소(40)와 피스톤유니트(14) 사이의 상대구동운동을 발생시키도록 캠곡선요소(4e)의 웨이브형 캠프로파일(38)에 대하여 작용하게 배치된 캠로울러(30)를 구비한 복수의 유압구동유니트(14)를 포함하고 있다.
본 발명의 특징은 구동시스템이 분리조립된 캠곡선요소모듈(41)과 분리조립된 피스톤유니트(14)로 이루어져 있으며 상기 캠곡선요소의 모듈(41)이 구동될 작동유니트상에 장착되고 피스톤(14)이 고정식프레임(12)에 장착되거나 또는 상기 캠곡선 요소의 모듈이 고정식 프레임에 장착되고 피스톤이 구동될 작동유니트상에 장착된다는 것이다.

Description

유압구동시스템
제1도는 드럼끝 구동시스템이 우측의 절반과 좌측의 일부만 도시되어 있고 본 발명에 따른 유압구동시스템에 의해서 구동되고 수평축 둘레로 회전하는 드럼의 끝면도.
제2도는 4개의 분리피스톤 유니트 그룹의 확대도.
제3도는 피스톤유니트중의 하나와 결합된 캠 곡선요소의 단면도 및,
제4도는 2개의 캠 곡선부위 사이의 결합부에서 취해진 제1도의 선 VI-VI의 단면도.
본 발명은 회전밀, 노, 드럼 및 윈치등 또는 선형이동 컨베이어, 크레인, 호이스트 등과 같은 치수가 큰 주요 중장비 유니트(primarily heavy industrial units)을 작동시키기 위하여 캠프로파일에 대한 캠로울러의 선형운동이 캠곡선요소와 피스톤유니트 사이에서 상대 구동운동을 발생시키도록 캠곡선요소의 웨이브형 캠프로파일에 대해 작용하게 배치된 캠로울러를 구비한 복수의 유압구동 피스톤을 포함하는 유압구동시스템에 관한 것이다.
종래의 캠링타입의 유압회전모터는 주위로 이격되고 방사상으로 향한 다수의 실린더를 구비한 고정식 허브형 실린더 하우징을 포함하고 있으며 이 실린더내에서 캠로울러가 실린더 하우징을 둘러싸고 있는 링요소의 방사상 내측으로 직면한 웨이브형 캠곡선 로울러에 대하여 그 방사상으로 안내된 캠로울러와 함께 작용하도록, 통상 쌍으로 직경방향으로 작동하는 피스톤을 지지하고 있다.
피스톤이 외측으로 이동하면, 로울러는 캠곡선에 대하여 가압되고 발생된 접속력에 의해서 회전된다. 이러한 유압모터의 특성은 유압모터가 정지로부터 최대 rpm까지의 전체 rpm 범위에 걸쳐 대단히 높은 일정한 토크를 발생시킬 수 있다는 것이다.
그러므로 이러한 타입의 유압모터는 설계가 비교적 컴팩트하고 간단하며 무단회전속도 제어성을 쉽게 제공하는 동시에 우수한 시동 및 어떠한 기어도 필요없이 낮은 rpm 성능을 가지고 있다.
이러한 장점에 의해서, 캠링타입의 유압모터는 비교적 큰 중장비 유니트 즉 윈치용 모터, 에이프론 컨베이어, 밀, 건조드럼 등에 넓게 적용된다.
하지만, 광석분쇄기, 건조로, 바킹드럼 등과 같이 비교적 큰 유니트를 작용시키기 위하며 오늘날 캠링타입의 유압모터는 다소의 제한을 받는다.
본 발명의 제 1 목적은 대단히 큰 치수를 가진 작동유니트에 적용될 수 있고 상술된 캠곡선 원리에 따라 작동하는 유압구동시스템을 제공하는데 있다.
넓은 개념에 있어서, 이 목적은 본 발명에 따라 구동시스템이 캠곡선요소의 분리조립된 모듈 및 분리조립된 피스톤유니트로 이루어지고 캠곡선 요소의 상기 모듈이 구동될 작동유니트상에 장착되고 피스톤유니트가 고정식프레임에 장착되거나 또는 캠곡선요소의 상기 모듈이 고정식 프레임에 장착되고 피스톤유니트가 구동될 작동유니트상에 장착된다는 사실에 의해서 달성된다.
이 제안된 원리는 대단히 큰 유니트의 구동시스템용 키트 모듈로 전달되는 구성요소를 조립할 수 있도록 한다. 회전용으로 이러한 타입의 유압모터는 밀 또는 노와 같은 대단히 큰 작동유니트에 사용될 수 있으며 캠곡선 요소의 모듈은 링 또는 방사상 외측으로 향한 캠곡선 세그먼트의 캠프로 파일을 구비한 유니트의 외주둘레의 링의 적어도 일부분내로 조립되는 곡선형 세그먼트의 형상을 가지고 있는 한편 피스톤 유니트는 조립된 곡선형 캠 곡선세그먼트 방사상 외측의 원형 아크를 따라 프레임내에 장착되어 있다.
본 발명에 따른 유압구동시스템은 캠곡선 요소의 모둘이 직선이고 피스톤 유니트가 캠곡선요소에 평행한 직선에 따라 장착되는 상태로 크레인을 운반하기 위하여, 컨베이어를 구동시키기 위하여 또는 승강수단 및 잭을 수직 구동시키기 위하여 큰 작업유니트의 선형구동에 적용될 수 있다. 이 원리에 있어서, 본 발명에 따른 얼마만큼 큰 유압구동시스템이 만들어지는가에 대해서는 상한이 없다.
본 발명에 따른 구동시스템의 상세는 수반한 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명될 것이다.
제1도에는 본 발명에 따른 유압구동시스템 즉 대단히 큰 직경이고 수평길이방향축을 가진 원통형 드럼(10)을 회전시키기 위한 구동시스템이 도시되어 있다. 드럼(10)은 드럼을 따라 길이방향으로 이격된 위치부에 위치된 베어링(도시안됨)에 회전가능하게 장착될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 유압구동시스템은 드럼(10)의 원주의 일부 특히 원주의 하부절반을 둘러싸고 있는 U자형 고정식프레임(12)을 포함하고 있다. 구동시스템을 구비한 드럼(제1도에서는 단지 부분적으로 도시됨)의 좌측절반은 우측절반과 동일하다. 필요하다면, 아래에서 설명될 피스톤을 구비한 프레임은 드럼(10)의 전체외주를 둘러싸을 수 있다. 고정식프레임(12)은 4개의 그룹을 지지하고 4개의 그룹 각각은 방사상으로 향한 피스톤 유니트(14)이다.
제3도에 보다 상세하게 도시된 바와같이 각각의 피스톤 유니트(4)는 유압작동식 피스톤(20)용 원통형 구멍이 있는 몸체(16)를 포함하고 있다. 피스톤(20)은 핀(22)에 의해서 피스톤로드(24)에 결합되어 있으며, 피스톤으로부터 멀리 떨어져 있는 피스톤 로드의 끝은 횡단베어링축(28)의 중심부(26)를 유지하고 지지한다. 중심부(26)의 다른쪽에는 베어링축(28)이 베어링(34)상의 한쌍의 캠 로울러(34)와 베어링(36)상의 한쌍의 안내로울러(32)를 지지하고 있다. 캠로울러(30)는 가이드로울러(32)가 캠곡선요소(40)에 걸쳐진 몸체(16)의 한쌍의 평행이격된 축방향레그(44)내에서 방사상방향으로 향한 가이드홈(42)에서 구르는 동안에 드럼(10)의 외주둘레에서 장착된 환형의 캠곡선요소(40)의 웨이브형 캠프로파일(38)에 대하여 구름하도록 배열되어 있다. 각각의 피스톤 유니트(14)는 핀(46)에 의해서 고정식프레임(12)내에 확실하게 장착되고 나사(48)에 의해서 각 그룹내의 4개의 피스톤 유니트(14)중의 어느 한쪽상의 토크흡수아암(50)내에 장착되어 있다. 제2도에 도시된 바와같이 토크흡수아암(50)은 순차적으로 그 끝에서 볼트(52)에 의해서 프레임(12)에 고정되어 있다. 제1도에 도시된 바와같이 캠로울러(30)가 드럼(10)의 회전 구동중에 상호 작용하는 캠요소(40)는 나사(54)에 의해 드럼(10)에 고정되는 다수의 곡선형 캠곡선 세그먼트(41)로 이루어진다. 캠세그먼트(41) 사이의 결합부는 제4도에 도시된 바와같이 이루어질 수 있으며 여기에서 웨지형 끝부분(56)은 2개의 인접한 세그먼트(41)사이의 결합부를 통파할때 캠로울러(30)에 대한 표면압력에 대하여 원활한 이동을 제공하는 인접한 캠세그먼트의 대향 끝부분내의 대응 웨지형 캐비티(58)내에서 결합한다. 각각의 캠세그먼트(41)의 웨이브형 캠프로파일(38)은 도시된 실시예에서 3개의 로브를 가지고 있으며 곡선세그먼트(41)사이의 결합부는 캠세그먼트 사이의 오목부내에 위치되어 있다. 각각의 캠세그먼트는 또한 링내에서 함께 용접되는 각각의 로브유니트로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 유압구동시스템의 작동원리는 잘 알려진 "4개의 피스톤기계"의 작동원리에 대응하며 이것은 피스톤의 개수가 4개로 균등하게 나누어지는 한편 캠상부의 개수가 3개로 균등하게 나누어지는 것을 의미한다. 제1도에 도시된 실시예에 있어서 캠링(40)은 3개의 캠상부를 각각 가진 9개의 캠곡선 세그먼트(41)로 이루어지고 전체 27개의 캠상부로 이루어진 한편 피스톤(16)의 개수는 4×4 즉 16개이다.
피스톤 유니트(16)는 캠링(40)의 캠곡선(38)과 협동하는 공지의 방식으로 배열되어 피스톤(20)과 피스톤유니트(14)의 상이한 그룹에서의 결합된 캠로울러(30)의 동기화된 단계 행정에서 피스톤유니트에서의 유체압력과 캠링(40)상의 전달된 토크사이에서 또는 피스톤유니트로의 유체유동과 드럼(10)의 rpm 사이에서의 선형관계가 달성된다.
유압유체를 각각의 피스톤 유니트(14)로 유동시키기 위하여 밸브(60)는 각각의 피스톤(14)의 쌍과 결합될 수 있으며 도시된 실시예에서 상기 밸브는 캠곡선 프로파일(38)과 접촉하고 있는 캠종동자(62)에 의해서 제어된다.
제1도에는 단지 하나의 밸브(60)와 캠종동자(62)가 4개의 피스톤의 각 그룹으로 도시되어 있다. 대응 밸브(도시않됨)는 고정식프레임(12)의 다른쪽에 배치되어 있다. 이 밸브기능은 각각의 피스톤 유니트(14)내에서 달성될 수 있거나 또는 전기제어밸브에 의해서 수행될 수 있다.
제1도 내지 제4도에는 본 발명에 따른 구동시스템이 드럼의 중심에 대하여 방사상 외측으로 향한 캠곡선요소(40)의 캠프로파일(38)을 구비한 큰 회전드럼(10)의 형상으로 구체화되어 있다. 본 발명의 범위내에서 역전배열 즉 피스톤유니트(14)가 가동회전부상에 장착되는 한편 캠곡선요소가 고정식프레임부분상에 장착되는 것은 고려될 수 있다.
또한 캠요소와 피스톤 유니트가 예컨대 크레인, 호이스트 컨베이어등내애서 선형으로 신장되는 구성요소로 되고 피스톤유니트가 운동작동부상에 장착되고 직선 캠곡선 세그먼트가 고정된 지지표면에 장착되거나 또는 피스톤유니트가 고정된 지지표면에 장착되고 직선 캠곡선 세그먼트가 운동작동부상에 장착되도록 하는 다수의 출원이 고려될 수 있다.

Claims (10)

  1. 회전밀 및 드럼, 원치등 또는 선형이동컨베이어, 크레인, 호이스트등과 같은 치수가 큰 주요중장비 유니트를 작동시키기 위하여 캠로울러(30)의 선형운동이 캠곡선 요소(40)와 피스톤유니트(14) 사이의 상대구동운동을 발생하도록 캠곡선요소(40)의 웨이브형 캠프로파일(38)에 대하여 작용하게 배치된 캠로울러(30)를 구비한 복수의 유압구동 피스톤 유니트(14)을 포함하는 유압구동시스템에 있어서, 구동시스템은 캠곡선요소의 분리조립된 모듈(41)과 분리조립된 피스톤유니트(14)로 이루어지고 캠곡선요소의 상기 모듈(41)은 구동될 작동유니트상에 장착되고 피스톤 유니트(14)는 고정식프레임(12)에 장착되거나 캠곡선 요소의 모듈(41)은 고정식 프레임(12)에 장착피고 피스톤유니트(14)는 구동될 작동유니트상에 장착되는 것을 특징으로 하는 유압 구동시스템.
  2. 제1항에 있어서, 캠곡선요소의 모듈은, 작동유니트(10)를 회전구동시키기 위하여, 작동유니트(10)의 주위둘레의 링(41)의 적어도 일부분을 형성하도록 조립되는 곡선 세그먼트(41)의 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  3. 제2항에 있어서, 캠곡선 세그먼트(41)의 캠프로파일(38)은 방사상 외측으로 향하고 있으며 피스톤 유니트(14)는 원형 아크를 따라 조립된 곡선형 캠곡선 세그먼트(41)의 방사상외측으로 장착되는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  4. 제2항에 있어서, 캠곡선 세그먼트의 캠프로파일은 방사상 내측으로 향하고 있으며 피스톤 유니트는 원형아크를 따라 조립된 캠곡선 세그먼트의 방사상 내측으로 장착되는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  5. 제1항에 있어서, 캠곡선 요소의 모듈은 작동유니트를 선형구동시카기 위하여 직선이며 피스톤유니트는 캠곡선요소에 평행한 직선을 따라 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  6. 제1항 내지 제5항중의 어느 한항에 있어서, 각각의 피스톤 유니트(14)는 적어도 하나의 원통형 구멍(18)을 구비한 몸체(16)를 포함하고 있으며, 유압작동식 피스톤(20)은 이동가능하게 장착되어 있으며 상기 피스톤(20)은 잘 알려진 방식으로 캠곡선요소(40)의 캠프로 파일(38)과 접촉하기 위하여 그 선단끝에서 실질적으로 캠로울러수단(30)을 지지하고 있으며, 몸체(16)와 캠로울러수단(30)은 피스톤(20)이 실린더내에서 왕복운동함에 따라 캠곡선 요소의 대칭의 길이방향축에 대한 수직운동으로 캠로울러수단(30) 안내하기 위한 협동 가이드수단(32,42)을 실질적으로 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  7. 제6항에 있어서, 다수의 분리피스톤 유니트(14)는 프레임상의 그룹내에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  8. 제7항에 있어서, 각 그룹내의 피스톤유니트(14)는 작동중에 일정한 토크를 발생 시키기 위하여 조립된 캠곡선모듈(41)로 이루어진 캠곡선요소(40)상에서 작용하는 피스톤 유니트의 다른 그룹내의 대응피스톤과 순차적으로 또한 및 동기화로 제어되는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  9. 제8항에 있어서, 외측으로 향한 캠프로파일(38)을 구비한 복수의 캠곡선 세그먼트(41)로 이루어진 캠링(40)은, 큰 직경을 가지고 있고 수평회전축을 가진 관형상 작업유니트(10)의 회전을 위하여, 관형상 작업유니트(10)의 주위상에 장착되며, 고정식프레임(12)은 캠링(40)의 원주를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
  10. 제7항 내지 제9항중의 어느 한항에 있어서, 피스톤 유니트(14)로의 유압매체의 공급은 캠제어식 밸브수단(60)에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 유압구동시스템.
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