KR100380121B1

KR100380121B1 - 유압식 증압실린더

Info

Publication number: KR100380121B1
Application number: KR10-2000-0013031A
Authority: KR
Inventors: 주재석; 이상석
Original assignee: 주재석
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2003-04-14
Also published as: DE10195925T1; WO2001069088A1; CN1189669C; US6705082B2; CN1418291A; AU2001237776A1; KR20010091387A; US20030019211A1

Abstract

본 발명은 공압실린더와 유압실린더의 장점과 기능을 극대화한 유압식증압실린더에 관한 것으로, 제1실린더홀(11)측 선단의 공압부분(A)에 선택적으로 공압을 공급하는 첵밸브(6)가 구비되되, 저부하인 일반적인 경우에는 공압이 공압부분(C)으로 공급되어 제2피스톤(3)이 보어(13)쪽으로 이동됨에 따라 이에 상응하게 제3피스톤(5)이 이동되어 피스톤로드(5a)가 외부로 신장되도록 하는 저압행정이 수행되는 한편 고부하인 경우에는 슬라이드피스톤(8)의 이동에 따른 첵밸브(6)의 동작으로 공압부분(C)의 공기가 배기되며, 공압이 공압부분(A)으로 공급되어 제1피스톤 (2)이 보어(13)쪽으로 이동됨에 따라 트렁크피스톤(2a)이 보어(13)와의 기밀상태를 유지하면서 보어(13)를 관통하여 제3피스톤(5)쪽으로 이동되는 고압행정을 수행하는 구조로 되어, 저부하시에는 저압행정으로 신속하게 가동되면서, 고부하시에는 고압행정으로 자동으로 전환되도록 한 것이다.

Description

유압식 증압실린더{Hydraulic Pressure Booster Cylinder}

본 발명은 공압실린더와 유압실린더의 장점과 기능을 극대화한 유압식증압실린더에 관한 것으로 일반적인 저부하시에는 저압행정으로 신속하게 가동되면서, 고부하시에는 고압행정으로 자동으로 전환되도록 된 유압식증압실린더에 관한 것이다.

주지한 바와 같이, 실린더 작동이 필요에 따라 처음 작업시작시 저부하로 크게 가동하고 고부하시는 적은 스트로크로 고압으로 작업할 필요가 생기며 이때 본 발명은 저압에서 신속 작동하고 작업시는 유압식증압기가 가동하면서 큰 힘을 내게 한 것이다.

이미 본 발명은 상기와 같은 작업을 용이하게 하기 위하여 발명된 것으로 저부하시는 신속하게 가동되고, 고부하시는 고압행정으로 자동으로 전환되어 요구하는 출력을 내도록 한 것이다.

상기한 목적달성을 위하여 본 발명은, 상대적으로 내경이 크거나 같은 제1실린더홀과 제1실린더홀과 내경이 작거나 같은 제2실린더홀을 두고 그 사이에 위치하는 제1실린더홀, 제2실린더홀보다 내경이 작은 보어(bore)가 상호 연통되어진 실린더케이스와 선택적으로 보어에 삽입되는 트렁크피스톤을 갖추고, 제1실린더홀에 이동가능하게 내장되면서 트렁크피스톤이 관통되는 제2피스톤; 제1피스톤과 제2피스톤 사이에 배치되어 제2피스톤을 탄발지지하는 스프링 및; 외부로 돌출되는 피스톤로드를 갖추고 제2실린더홀에 이동가능하게 내장되는 제3피스톤 및 슬라이드피스톤이 이동 가능하게 구성되어, 유압식증압실린더의 양쪽 선단부에 배치되어 공압라인에 각각 연결되는 공압부분, 제1피스톤과 제2피스톤 사이에 공압부분 및, 슬라이드피스톤에서 공압부분의 반대쪽에 구성된 공압부분 및, 제2피스톤과 제3피스톤 사이에 유압유보충구가 있는 유압부분으로 구획되어진 유압식 증압실린더에서, 상기 제2피스톤의 공압부분에 선택적으로 공압을 공급하는 첵밸브가 구비되되, 저부하인 일반적인 경우에는 공압이 첵밸브에 의해 공압부분로의 공급이 차단되고, 슬라이드피스톤이 첵밸브에 접촉되는 고압라인에서는 첵밸브에 의하여 공압부분로 공압이 공급되어 제1피스톤이 보어쪽으로 이동됨에 따라 트렁크피스톤이 보어와의 기밀상태를 유지하면서 관통하여 제3피스톤쪽으로 이동되는 고압행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

도 1 : 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 종단면도.

도 2 : 본 발명에 사용되는 첵밸브를 확대도시한 도면.

도 3 : 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 저압행정시 가동상태를 도시한

도면.

도 4 : 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 고부하시 슬라이드피스톤 가동상

태를 도시한 도면.

도 5 : 본 발명에 따른 고압행정시 가동상태를 도시한 도면.

도 6 : 도5의 상태에서 첵밸브를 확대도시한 도면.

도 7 : 본 발명에 따른 유압식증압실린더가 역방향으로 가동된 상태를 도시

한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1)--실린더 케이스 (1a)(1b)(1c)(1d)(1e)(1f)(1g)--공압라인

(1h)--유압유보충구 (11)--제1실린더홀

(12)--제2실린더홀 (13)(23)--보어(bore)

(15)(22)--실린더 캡 (2a)--트렁크 피스톤

(2)--제1피스톤 (3)--제2피스톤

(2b)(2c)--공압라인 (4)--스프링

(5)--제3피스톤 (5a)--피스톤 로드

(6)--첵밸브 (7)--밀봉부제

(8)--슬라이드피스톤 (B)--유압부분

(B1)--유압유저장부분

(A)(C)(D)(E)--공압부분 (9)(10)--스프링

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 종단면도로서, 본 발명의 일실시예를 도시하고 있는 바, 이에 의하면 본 발명에 따른 유압식증압실린더는, 본체를 이루는 실린더케이스(1)와, 이 실린더케이스에 내장되는 다수의 부품으로 구성한다.

상기 실린더케이스(1)는 상대적으로 내경이 큰 제1실린더홀(11)과, 이 제1실린더홀 (11)보다 내경이 작거나 같은 제2실린더홀(12) 및, 제1실린더홀(11)과 제2실린더홀 (12)사이에 위치되는 제2실린더홀(12)보다 내경이 작은 보어(13)가 상호연통되어진 구조를 이루고, 제2실린더홀(12)에는 슬라이드피스톤(8)으로 구조를 이루고, 제1실린더홀(11) 및 제2실린더홀(12)의 외부로의 개구부는 실린더캡(15, 22)을 매개로 하여 각각 밀봉되며, 이들 각각의 실린더캡(15, 22)에 공압라인(1a,1b,1c,1d, 1e,1f,1g)이 형성되어 있다, 상기 내장부품은 4개의 피스톤(2,3,5,8)과 2개의 스프링(4,9) 및 1개의 첵밸브(6)로 구성되는데, 제1피스톤(2)는 선택적으로 보어 (13)에 삽입되는 트렁크피스톤(2a)을 갖추고 제1실린더홀(11)에 이동 가능하게 내장되고, 제2피스톤(3)은 제1실린더홀(11)에 이동가능하게 내장되면서, 트렁크피스톤 (2a)이 관통되며, 스프링(4)은 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)사이에 배치되어 제2피스톤(3)을 탄발지지하고, 제3피스톤(5)은 외부로 돌출되어진 피스톤로드(5a)를 갖추고 제2실린더홀(12)에 이동가능하게 내장되고, 제2실린더홀(12)내부에 따라 움직이며 피스톤로드(5a)에 관통되는 슬라이드피스톤(8)과 제3피스톤(5)와 슬라이드피스톤(8)은 스프링(9)로 탄력지지되어 있다.

또한 제3실린더홀(21)의 외측에 있는 실린더캡(22)에 첵밸브(6)가 설치되어 첵밸브(6)내부의 공압라인(1g)는 한쪽으로는 공압라인(1e)와 연결되고 다른 한편은 공압라인(1c)와 연결된다.

공압부분(D)는 피스톤로드(5a)의 내부의 공압라인(1d)를 통하여 외부로 통해있다.

또한 첵밸브(6)는 슬라이드피스톤(8)이 스프링(9)의 반력에 의하여 첵밸브 (6)에 밀착되면 스프링(10)이 압축되며 첵밸브(6)가 이동하여 공압라인(1c)의 압축공기가 공압라인(1g)와 공압라인(1e)를 통하여 공압부분(A)에 작용하게 되어 있다.

도2는 도1에 도시된 첵밸브(6)의 일실시예를 도시한 도면인바, 이에 의하면 본 발명에 따른 첵밸브(6)는 내경이 협소한 보어(23)와 스프링(10)으로 구성된 첵밸브(6)로 구성되어 평상시에는 첵밸브(6)가 보어(23)에 삽입되어 공압라인(1c)의 압축공기가 공압라인(1e)로 가는 것을 차단하지만 공압라인(1e)의 압축공기가 공압라인(1c)로 가는 것을 가능하게 하는 역할을 하도록 이루어진다.

또한 공압라인(1e)는 공압부분(A)와 통하는 공압라인(1f)에 연통되어 있다.

따라서 도2와 같은 슬라이드피스톤(8)이 첵밸브(6)를 밀지 않을 때는 스프링(10)의 탄력에 의해서 첵밸브(6)는 보어(23)에 삽입되어 공압라인(1c)의 압축공기가 공압라인(1e)로 이동하는 것을 차단하고, 반대로 공압라인(1e)의 압축공기가 공압라인(1c)로 이동하는 것을 첵밸브(6)에 의하여 스프링(10)이 수축되어 가능하게해 준다.

도3은 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 저압행정시 가동상태를 도시한 도면으로서, 유압식증압실린더의 저압행정시 가동상태를 상세히 설명한다.

외부에서 공급된 압축공기가 공압라인(1a)와 공압라인(1b, 2c)를 통하여 공압부분(C)의 내압이 증가한다.

이와 같이 공압부분(C)에 내압이 증가하면 제2피스톤(3)이 보어(13)쪽으로 이동되므로, 유압저장부분(B1)에 저장된 유압매질이 보어(13)를 통하여 유압부분 (B)으로 이동되어 제3피스톤(5)이 외부로 신장된다.

따라서, 제3피스톤(5)의 피스톤로드(5a)는 외부로 신장된다.

도4는 본 발명에 따른 유압식증압실린더의 저압행정이 외부로 고부하에 의해서 피스톤로드(5a)의 이동이 정지됐을 때 슬라이드피스톤(8)이 스프링(9)의 탄력에 의해서 첵밸브(6)으로 이동하는 것을 도시한다.

도5는 슬라이드피스톤(8)이 스프링(9)의 탄력에 의해서 첵밸브(6)를 밀고 있는 것을 도시한다.

이때는 첵밸브(6)가 슬라이드피스톤(8)에 의해서 도6과 같이 보어(23)에서 이탈되어 공압라인(1g)와 공압라인(1c)가 연통되면서, 공압부분(c)의 공기가 배기된다.

따라서 공압라인(1c)의 압축공기가 공압라인(1g)와 공압라인(1f)를 통하여 공압부분(A)에 유입되면 공압부분(A)의 내압이 상승되어제1피스톤(2)을 이동시키고 제1피스톤(2)에 연결된 트렁크피스톤(2a)가 보어(13)와의 기밀상태를 유지하면서 보어(13)를 관통하여 제3피스톤(5)쪽으로 이동하게 되므로 트렁크피스톤(2a)가 유압부분(B)으로 돌출될 수록 유압부분(B)의 압력이 증가되어 제3피스톤(5)이 신장된다.

따라서 제3피스톤(5)의 피스톤로드(5a)는 연속적으로 외부로 신장된다.

이때 공압부분(D)의 내부공기는 공압라인(1d)를 통하여 외부로 방출된다.

도7은 본 발명에 따른 유압식증압실린더가 역방향으로 가동된 상태를 도시한것으로, 이를 참조하여 유압식증압실린더가 역방향으로 가동되는 상태를 상세히 설명한다.

우선 공압라인(2b)로 압축공기가 유입되면 공압부분(E)의 내압이 상승되어 슬라이드피스톤(8)이 제3피스톤(5)으로 이동되어 밀착되고, 계속하여 슬라이드피스톤(8)과 제3피스톤(5)는 일체가 되어 유압부분(B)을 압박하여 유압부분(B)의 내압이 상승되면 트렁크피스톤(2a)가 제2피스톤(3)쪽으로 이동하며, 트렁크피스톤(2a)가 보어(13)을 벗어나면 트렁크피스톤(2a)과 일체로 되어 있는 제1피스톤(2), 제2피스톤(3)은 동시에 실린더캡(15)쪽으로 이동되어 트렁크피스톤(2a)은 수축된다.

이상 상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 저부하상태에서는 신속하게 가동되면서 고부하에서는 자동으로 고출력을 내는 효과가 있다.

또한 첵밸브를 실린더케이스에 내장할 수 있어 파손이 방지되고, 그 구조가 간단한 장점이 있다.

Claims

상대적으로 내경이 큰 제1실린더홀(11)과 이 제1 실린더홀(11)보다 내경이 같거나 작은 제2실린더홀(12) 및, 제1실린더홀(11)과 제2실린더홀(12)사이에 위치하는 제2실린더홀(12)보다 내경이 작은 보어(13)가 상호 연통되어진 실린더케이스(1)와; 선택적으로 보어(13)에 삽입되는 트렁크피스톤(2a)을 갖추고 제1실린더홀(11)에 이동 가능하게 내장되는 제1피스톤(2); 제1실린더홀(11)에 이동가능하게 내장되면서 트렁크피스톤(2a)이 관통되는 제2피스톤(3); 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)사이에 배치되어 제2피스톤(3)을 탄발 지지하는 스프링(4) 및; 외부로 돌출되어진 피스톤로드(5a)를 갖추고 제2실린더홀(12)에 이동 가능하게 내장되는 제3피스톤(5) 및; 제2실린더홀(12)에 이동가능하게 내장되며 피스톤로드(5a)에 관통되는 슬라이드피스톤(8)과 제3피스톤(5)사이에 탄발지지되는 스프링(9)으로 구성되어, 유압식증압실린더의 양쪽 선단부에 배치되어 공압라인(1a,1b,1c,1e)에 각각 연결되는 공압부분(A;C)과, 제3피스톤(5)과 슬라이드피스톤(8)사이에서 외부로 연결되는 공압라인(1d)와 연결된 공압부분(D) 및 ; 슬라이드피스톤(8)과 실린더캡(22)사이에서 공압라인(2b)와 연결되는 공압부분(E)으로 구획되어진 유압식증압실린더에 있어서, 상기 제3피스톤(5)과 스프링(9)에 의해서 탄력지지되는 슬라이드피스톤(8)과 스프링 (10)에 의해서 탄력지지된 첵밸브(6)이 슬라이드피스톤 (8)의 이동에 따라 상응하게 연통되는 구조에서, 유압식증압실린더가 신축시에는 슬라이드피스톤(8)이 스프링(9)을 압축시켜 제3피스톤(5)에 밀착되어 있다가, 피스톤로드(5a)의 신장시, 저부하일때는 압축공기가 공압라인(1a,1b)을 통하여 공압부분(C)으로 공급되어 제2피스톤(3)이 보어(13)쪽으로 이동됨에 따라 이에 상응하게 제3피스톤(5)과 슬라이드피스톤(8)이 이동되어 피스톤로드(5a)가 외부로 신장되도록 하는 저압행정이 수행되는 한편, 고부하인 경우에는 제2피스톤(3)의 이동이 피스톤로드(5a)의저항력에 의해서 이동이 정지되면 스프링(9)의 탄력에 의해서 슬라이드피스톤(8)은 계속첵밸브(6)쪽으로 이동되어 첵밸브(6)를 밀어내면 공압라인 (1c)의 압축공기가 공압라인(1e)을 통하여 공압부분(A)로 유입되는 동시에 공압부분(C)의 공기는 배기되며, 제1피스톤(2)의 이동에 따라 트렁크피스톤(2a)이 보어(13)와의 기밀상태를 유지하면서 보어(13)를 관통하여 제3피스톤로드(5)으로 이동되는 고압행정을 수행하는 것을 독립으로 하는 유압식증압실린더.
제1항에 있어서, 상기 실린더캡(22)쪽에 첵밸브(6)가 설치되고 외부로 연결된 공압라인(1c)과 공압부분(A)과 연결되는 공압라인(1f,1e)이 첵밸브(6)의 공압라인(1g)과 연결되어 첵밸브(6)에 의해서 공압라인(1c)의 압축공기가 공압부분 (A)에 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 유압식증압실린더.
제2항에 있어서, 스프링(9)과 제3피스톤(5)에 의해서 탄력지지된 슬라이드피스톤(8)이 구비되며, 공압부분(E)의 압축공기에 의하여 슬라이드피스톤(8)이 제3피스톤(5)에 밀착된 상태에서, 공압라인(1a)의 압축공기로 공압부분(C)이 팽창되고, 제2피스톤(3)의 이동으로 제3피스톤(5)과 슬라이드피스톤(8)이 밀착상태로 외부로 신장하다가 피스톤로드(5a)가 외부의 고부하에 막혀서 신장하지 못하게 되었을 때 스프링(9)의 탄력으로 슬라이드피스톤(8)이 선택적으로 첵밸브(6)를 열리게 하는 것을 특징을 하는 유압식증압실리더.
제3항에 있어서, 첵밸브(6)의 공압라인(1c,1e)가 슬라이드피스톤(8)이 첵밸브 (6)와 벌어져 있을 때에 압축공기가 공압라인(1c)에서 공압라인(1e)으로 가는 것을 첵벨브(6)에서 차단하고 공압라인(1e)의 내부압력이 높을 때는 공압라인(1e) 에서 공압라인(1c)로 가는 것을 영향이 없도록 선택적으로 배치된 것을 특징으로 하는 유압식증압실린더.
제1항에 있어서, 공압부분(D)의 공기가 외부로 통하도록 피스톤로드(5a)에 관통되게 구성된 공기통로(1d)를 구성하여서 됨을 특징으로 하는 유압식증압실린더.