KR100820644B1 - 유압식 브레이커의 백헤드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압식 브레이커의 백헤드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유압식 브레이커의 외형을 변형시키지 않고, 피스톤이 작동하는 백헤드의 면적을 늘려 피스톤의 작동시 팽창력 및 압축력을 증대시키고 이로 인해 피스톤의 타격력을 배가시키도록 한 유압식 브레이커의 백헤드 구조에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 유압브레이커의 백헤드 구조에 의하면, 실린더 상부의 내부로 질소가스가 충전된 백헤드를 형성하고, 상기 백헤드의 내부에서 상하로 작동하는 피스톤을 구비한 유압브레이커에 있어서, 상기 백헤드를 이루는 실린더는 외부와 연통된 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 실린더의 외면에서 감싸면서 일정한 공간을 실린더의 외부에 형성시키는 가스브라켓이 설치된 것을 특징으로 한다. 따라서 실린더의 손상 없이 백헤드의 크기를 늘려 내부에 충전된 질소가스의 용량을 증대시켜 피스톤이 상승하는 경우 그 작동거리를 늘일 수 있고, 충전압력을 증대시킬 수 있는 유압브레이커의 백헤드 구조를 제공한다.

유압브레이커, 실린더, 백헤드, 가스챔버, 피스톤

Description

유압식 브레이커의 백헤드 구조{.}

도 1은 본 발명에 따른 유압브레이커의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 유압브레이커의 작동 전 상태를 보여주는 부분단면도.

도 3은 본 발명에 따른 유압브레이커의 작동 후 상태를 보여주는 부분단면도.

도 4는 본 발명에 따른 유압브레이커의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 유압브레이커의 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 실린더 20: 백헤드

30: 피스톤 40: 툴

50: 밸브

본 발명은 유압식 브레이커의 백헤드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유압식 브레이커의 외형을 변형시키지 않고, 피스톤이 작동하는 백헤드의 면적을 늘려 피스톤의 작동시 팽창력 및 압축력을 증대시키고 이로 인해 피스톤의 타격력을 배가시키도록 한 유압식 브레이커의 백헤드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 유압식 브레이커의 실린더 상부에는 질소가 충전된 백헤드가 형성되어 있다.

이 질소가스는 피스톤이 백헤드 내로 상승하면 압축되고, 해제되면 그 압축된 반발력과 유압으로 피스톤에 타격력 및 최종적으로 파쇄력을 전달하는 역할을 수행하며, 이러한 타격력은 통상 백헤드 내에 충전된 질소가스의 충전압력과 일정한 관계를 가지면서 증대됨이 일반적이다.

위와 같은 충전압력 및 타격력과의 관계는 대한민국 과학기술처에서 의뢰한 "공유압식 브레이커의 개발 및 성능향상"에 대한 서울대학교 공과대학의 최종 보고서(1988. 11. 29)에 보고된 바와 같다.

즉, 고타격력을 위해서는 충전된 질소가스의 압력을 증대시키는 것이 중요하며, 통상적으로 유압브레이커의 질소충전면적을 늘리기 위해서는 백헤드의 외형보다는 길이를 길게 함으로서 내부의 면적 길이를 키울 수 있지만 이 또한 체결볼트가 길어짐으로 체결볼트의 절손된다는 단점을 가지고 있기 때문에 백헤드의 크기에는 한정을 가지고 있다.

따라서, 한정된 백헤드의 크기에서 질소가스를 고압으로 유도하기 위해서는 대한민국 1990년 특허출원 제00032045호 "유, 공압브레이커"에 개시된 바와 같이 피스톤을 작동시키는 유압을 이용하여 질소가스의 팽창력을 증대시키기도 하였다.

그러나, 위와 같은 방법은 충전된 질소가스의 팽창력을 증대시킬 수도 있으나, 압력의 변수인 면적의 크기인 백헤드의 크기를 늘리는 것보다는 비효율적이었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실린더의 손상 없이 백헤드의 크기를 늘려 내부에 충전된 질소가스의 용량을 증대시켜 피스톤이 상승하는 경우 그 작동거리를 늘일 수 있고, 충전압력을 증대시킬 수 있는 유압브레이커의 백헤드 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 상부의 내부로 질소가스가 충전된 백헤드를 형성하고, 상기 백헤드의 내부에서 상하로 작동하는 피스톤을 구비한 유압브레이커에 있어서,

상기 백헤드를 이루는 실린더는 외부와 연통된 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 실린더의 외면에서 감싸면서 가스챔버를 실린더의 외부에 형성시키는 가스브라켓이 설치되며, 상기 가스브라켓의 전면으로는 개구부를 형성하고, 이를 둘러싼 전면프레임으로 이루어져 있고, 상기 전면프레임으로는 다수개의 고정공이 형성되되, 전면프레임의 저면을 따라 오링이 설치되어 있으며, 상기 관통공은 나사홈이 형성되고, 상기 관통공으로는 상기 나사홈과 체결되고, 오링이 설치된 밀폐캡을 더 포함하며, 상기 실린더의 외면으로는 상기 고정공과 동일한 중심축을 갖는 체결홈이 형성되고, 고정공과 체결홈으로는 체결구가 체결된 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 유압브레이커의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유압브레이커의 작동 전 상태를 보여주는 부분단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유압브레이커의 작동 후 상태를 보여주는 부분단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유압브레이커의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 유압브레이커의 측면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유압브레이커는 실린더(10) 상부의 내부로 질소가스가 충전된 백헤드(20)를 형성하고, 상기 백헤드(20)의 내부에서 상하로 작동하는 피스톤(30)을 구비하고 있다.

위와 같은 유압브레이커는 공지된 바와 같이 피스톤(30)이 브레이커 툴(40)의 윗면을 강한 유압으로 타격할 때, 이 힘을 압축응력으로 툴(40)의 모일 포인트 부위까지 전달되며, 이 응력은 툴(40)과 맞닿은 바위나 콘크리트에 전달되어 바위 및 콘크리트를 깨뜨리는 역할을 수행한다.

이러한 유압브레이커의 기본적인 작동원리는 미리 정하여진 피스톤(30)과 밸브(50)의 초기 위치에서 피스톤(30) 상단부에 저압이 작용되고, 고압의 작동유는 피스톤(30) 하반부에 작용하여 실린더(10) 상단에 설치되어 있는 백헤드(20) 내의 질소가스를 압축시키면서 피스톤(30)의 상승행정이 시작된다.

피스톤(30)이 지정된 위치를 지날 때에 피스톤(30)의 상반부에는 고압이 작용된고 하반부에는 저압의 상태가 유지되도록 밸브를 전환하여 상승 행정시에 압축된 질소가스의 힘과 유압이 더하여져 타격을 시작하게 된다.

구체적으로 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 실린더(10)의 상부, 그 내부로는 일정한 공간이 형성되어 있으며, 이 공간은 백헤드(20)를 이루며 질소가스가 충전되어 있다.

충전된 질소가스는 피스톤(30)의 타격시 피스톤(30)에 타격 가속력을 발생시키는 역할을 수행하고, 특히 충전된 질소가스의 압력은 유압의 1/4 정도이지만 수압 면적이 유압에 비해 약 4배가량 되므로 피스톤(30)의 타격력에 중대한 영향을 주게되는 요소이다.

특히 유압브레이커는 통상적으로 유압과 유량이 셋팅된 굴삭기에 적용되어야 하므로 위와 같은 충전된 질소가스의 충전면적 등의 확대는 전술한 공지의 예들에 서와 같이 당업자들에게 해결하기 어려운 난제였다.

이를 위한 본 발명은 통상적인 유압브레이커의 실린더(10)의 내부 등을 확대시키기 위한 보링 등을 하지 않고, 충전면적을 늘이도록 백헤드(20)를 이루는 실린더(10)의 상부에 관통공(22)을 형성시킨다.

이 관통공(22)은 실린더(10) 내부의 백헤드(20)와 연통되어 내부에 충전된 질소가스가 이동할 수 있으며, 관통공(22)으로는 나사홈(22a)이 형성되어 있다.

본 발명은 관통공(22)을 선택적으로 밀폐 또는 개방시킬 수 있는 밀폐캡(24)을 더 포함하고 있다.

밀폐캡(24)은 상기 나사홈(22a)과 체결되는 구조로 이루어지며 오링(26)이 설치되고, 시중에 유통되고 있는 캡볼트와 같은 형상으로 이루어 있으며, 일체로 형성된 헤드부(24b)의 저면으로 오링(26)이 설치되어 있다.

다시, 밀폐캡(24)이 설치되지 않은 경우 백헤드(20)의 면적을 늘이기 위한 역할로서 관통공(22)이 형성된 실린더(10)의 외면을 감싸면서 일정한 공간을 형성시키는 가스브라켓(28)이 설치된다.

가스브라켓(28)은 전술한 바와 같이 백헤드(20)의 면적으로 늘이기 위한 것으로서 실린더(10)의 외면에 설치되는 경우 가스브라켓(28)의 내측으로 일정한 공간이 형성되어야 한다.

이를 위한 가스브라켓(28)은 전면으로 개구부(28a)를 형성하고, 이를 둘러싼 전면프레임(28b)으로 이루어져 있으며, 전면프레임(28b)으로는 다수개의 고정공(28c)을 형성하고 있다.

전면프레임(28b)은 실린더(10)의 외면과 접촉되는 부위로서 일정한 평면을 가지고 있으며, 개구부(28a)는 일 방향으로 개구되어 내측으로 일정한 공간을 형성하게 되고, 이 일정한 공간은 본 발명에 따른 가스챔버(29)를 형성하게 된다.

위와 같이 개구부(28a)의 내측으로 형성된 일정한 공간은 관통공(22)에 의해서 백헤드(20)와 서로 연통되어 있다.

즉, 위와 같은 구조로 인해 백헤드(20)는 가스브라켓(28)에 의해서 연장된 가스챔버(29)의 면적으로 확대되며, 이 확대된 면적에 의해서 질소가스는 더 많은 양이 충전될 수 있다.

본 발명은 이러한 가스브라켓(28)의 성능을 위해서 특수강을 사용할 수 있으며, 열처리의 조질처리 등을 수행한 후 정삭시켜 정밀한 제품을 제공할 수 있다.

이러한 가스브라켓(28)은 백헤드(20) 내부의 압력에 견딜 수 있도록 실린더(10)의 외면과 견고히 부착되어 있어야 한다.

이를 위해 전술한 고정공(28c)이 전면프레임(28b)의 평면상에 다수개로 형성되어 있으며, 상기 고정공(28c)과 맞추어지는 체결홈(12)이 실린더(10)의 외면에 상기 고정공(28c)과 동일한 숫자로 형성되어 있다.

이 고정공(28c)과 체결홈(12)은 체결구(60)에 의해서 체결되어 가스브라켓(28)이 실린더(10)의 외면에 견고히 부착된다.

이때, 전면프레임(28b)의 저면으로 오링(28d)이 설치되어 관통공(22)으로부터 연통된 백헤드(20)를 더욱 밀폐하게 된다.

즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 가스챔버(29)를 포함하는 백헤드(20)의 면적확대로 인해 더 많은 질소가스를 충전시킬 수 있으며, 이는 백헤드(20)로 상승되는 피스톤(30)의 압력을 완충시켜 작동공간을 더 늘일 수 있어 유압브레이커의 파쇄력을 증대시킬 수 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압식 브레이커의 백헤드 구조에 의하면, 실린더의 상부를 이루는 백헤드를 간단한 가공으로 가스챔버를 형성시켜 질소가스의 충전가능한 면적을 늘이고, 여기에 질소가스를 충전시킴으로써 굴삭기 제조사들이 권장하는 셋팅 유압, 유량을 사용하되, 넓어진 백헤드의 면적으로 인하여 피스톤 하강시 충전된 질소가스의 팽창, 압축력으로 가속시켜 최대의 파쇄력을 증대시킬 수 있다. 또한, 넓어진 백헤드에 충전된 질소가스로 인해 굴삭기와 유압브레이커에 발생하는 작동유의 온도를 저하시켜 유압브레이커의 성능을 증대시키는 효과가 발생한다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 실린더 상부의 내부로 질소가스가 충전된 백헤드를 형성하고, 상기 백헤드의 내부에서 상하로 작동하는 피스톤을 구비한 유압브레이커에 있어서,

   상기 백헤드를 이루는 실린더는 외부와 연통된 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 실린더의 외면에서 감싸면서 가스챔버를 실린더의 외부에 형성시키는 가스브라켓이 설치되며, 상기 가스브라켓의 전면으로는 개구부를 형성하고, 이를 둘러싼 전면프레임으로 이루어져 있고, 상기 전면프레임으로는 다수개의 고정공이 형성되되, 전면프레임의 저면을 따라 오링이 설치되어 있으며, 상기 관통공은 나사홈이 형성되고, 상기 관통공으로는 상기 나사홈과 체결되고, 오링이 설치된 밀폐캡을 더 포함하며, 상기 실린더의 외면으로는 상기 고정공과 동일한 중심축을 갖는 체결홈이 형성되고, 고정공과 체결홈으로는 체결구가 체결된 것을 특징으로 하는 유압식 브레이커의 백헤드 구조.
4. 삭제

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