KR100988203B1 - 유압식 히치 조립체용 안전장치 - Google Patents

Abstract

결합 및 분리 위치 사이에서 실시되는 유압식 히치 조립체용 안전장치로서, 안전장치는 결합 및 분리 위치 사이에서 이동가능한 본체; 본체를 결합 위치로 가압하는 가압수단; 및 작동될 경우 가압수단과 반대로 작용하여, 본체를 분리위치로 이동시키는 유압식 피스톤;을 포함하며, 상기 본체가 결합 위치에 있는 경우, 안전장치는 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 이동하지 않도록 한다.

유압, 히치, 유압식 히치 조립체, 안전장치, 유압식 피스톤

Description

유압식 히치 조립체용 안전장치{SAFETY DEVICE FOR HYDRAULIC HITCH ASSEMBLY}

본 발명은 유압식 히치 조립체용 안전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 유압식 히치 조립체로부터 떨어진 원격상태에서 작동될 수 있는 안전장치에 관한 것이다.

굴착기와 같은 거대한 이동식 기계장비는 일반적으로 기계의 다양한 활용성을 증대시키기 위해 다양한 종류의 부속장치가 피팅된다. 예로서 상기 부속장치는 버킷이나 암반굴착해머를 포함한다. 일반적으로, 상기 부속장치는 히치 조립체 또는 퀵-커플러와 같은 신속교체장치 수단을 통해 굴착기의 인공팔에 피팅되며, 이는 보통 유압식으로 활성화된다.

유압식 히치 조립체의 한 종류가 오스트레일리아 특허 586124호에 기재되어 있으며, 이는 결합 및 분리 위치 사이를 이동할 수 있도록 설계되며 서로 반대방향을 향하는 원격 작동가능한 한 쌍의 조(jaw)로 구성된다. 분리 위치에서, 조는 부속장치의 내부 횡축 힌지 핀 사이에 피팅될 수 있다. 다음으로, 조는 유압식 피스톤 또는 램을 사용함으로써 서로 반대방향으로 이동하여 결합 위치로 되며, 상기 결합 위치에서 조는 부속장치의 횡축 힌지 핀을 움켜쥐고 사용 위치에 고정시킨다.

잠재적으로 유압식 히치 조립체가 바로 분리 위치로 리트랙팅 될 수 있는 경우의 유압식 장치의 고장 위험으로 인해, 유압식 히치 조립체는 유압식 히치 조립체를 부속장치로부터 분리이탈되는 것을 방지하는 안전유지장치가 필요하다. 상기 안전유지장치는 일반적으로 히치 조립체의 일정 부분에 안전장치를 결합 및 분리시키도록 하는 기계 작업자를 필요로 하는 기계장치이다. 이와 같은 장치에 있어, 부속장치가 변경될 때마다 매번 작업자는 조종실로부터 내려와서 안전장치를 분리하여야 한다. 그 후, 작업자는 조종실로 다시 올라가서 히치 조립체를 작동시키는 유압식 장치를 조종하여 히치 조립체의 부속장치를 교체하고, 그 후 작업자는 조종실에서 다시 한 번 내려와 안전유지장치를 재결합시켜야 한다.

따라서, 본 발명은 유압식 히치 조립체용 안전장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 상세하게는 유압식 히치 조립체를 포함한 기계장치의 조종실에서 조종할 수 있는 안전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 특징에 따라, 본 발명은 결합 및 분리 위치 사이에서 작동하는 유압식 히치 조립체용 안전장치를 제공하며, 안전장치는:

고정 및 해제 위치 사이에서 이동할 수 있는 본체부;

상기 본체부를 고정 위치로 가압하는 가압수단; 및

작동될 경우 상기 가압수단과 반대로 작용하여, 상기 본체부를 해제 위치로 이동시키는 유압식 피스톤;을 포함하며, 상기 본체부가 고정 위치에 있는 경우, 안전장치는 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 이동하지 않도록 한다.

적절하게, 상기 본체부는 피봇 기준점을 중심으로 고정 및 해제 위치 사이를 이동한다.

적절하게, 상기 가압수단에는 예를 들어 스프링과 같은 기계부품이 제공된다.

유압식 히치 조립체는 유압식 램 또는 피스톤에 의해 결합 및 분리 위치 사이에서 작동될 수 있다. 이러한 방식에서, 유압식 램 또는 피스톤은 유압회로에 의해 작동되며, 유압식 히치 조립체를 결합 위치로 이동시키기 위해 움직임에 영향을 끼치도록, 유압유체는 일정 압력 하에서 램 또는 피스톤의 한쪽 측면에 펌핑된다. 결합 위치에 있는 경우, 유압식 램 또는 피스톤은 유압회로에 포함된 밸브 조립체를 사용하여 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 이동하지 않도록 한다. 적절하게, 상기 밸브 조립체는 체크 밸브의 형태이다. 밸브 조립체는 정압(positive pressure)의 유압 압력이 밸브 조립체에 가해질 때까지 램 또는 피스톤이 움직이지 않도록 하며, 압력이 가해지면 이에 따라 유압식 램 또는 피스톤은 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 되돌아가도록 릴리즈된다.

적절하게, 안전장치의 유압식 피스톤은 또한 유압식 히치 조립체의 유압회로와 연결되어 있다. 보다 적절하게는, 유압식 피스톤 및/또는 램을 릴리즈하여 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 되돌아가도록 하기 위해 밸브 조립체에 가해지는 정압은 초기에 안전장치의 유압식 피스톤에 가해지며, 이로 인해 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 되돌아가기 전에 안전장치의 본체부를 해제 위치로 이동시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 본 발명은 결합 위치로부터 유압식 히치 조립체를 분리하는 방법을 제공하며, 유압식 히치 조립체는 안전장치를 포함하고, 상기 방법은 하기의 단계를 포함한다:

가압수단을 극복하고 안전장치를 고정 위치에서 해제 위치로 이동하기에 충분한 정압을 가지는 안전장치의 유압식 피스톤을 제공하는 단계; 및

유압식 히치 조립체를 분리 위치로 이동시키는 단계.

본 발명은 적절하지만 실시예를 한정하지 않는 첨부된 도면을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있으며, 첨부된 도면과 연결되어 설명되어 있다.

도1은 본 발명의 특징에 따른 안전장치의 개략도를 나타낸다.

도2는 유압식 히치 조립체의 개략도를 나타낸다.

도3은 본 발명의 특징에 따라, 결합 위치에 안전장치와 함께 피팅된 유압식 히치 조립체의 개략도를 나타낸다.

도4는 본 발명의 특징에 따라, 분리 위치에 안전장치와 함께 피팅된 유압식 히치 조립체의 개략도를 나타낸다.

명세서 전체에 걸쳐 사용되는 "유압식 히치 조립체"는 퀵 커플러 및 대형 기계설비에 부속장치를 탈부착하기 위한 다양한 종류의 유압식 조립체를 포함한다.

도1을 살펴보면, 유압식 히치 조립체에 부착가능한 안전장치를 나타낸다. 안전장치(10)는 실질적으로 세장형이고 체결단(85) 및 피봇 기준점(15)을 포함하는 본체부(12)를 포함한다. 안전장치(10)는 또한 인스턴트 다이어그램 상에서 유압식 히치 조립체(미도시)의 본체부에 대해 고정되어 있는 유지 블록(45)에 대해 가압되어 있는 스프링(20)을 포함한다. 또한, 안전장치(10)는 유압식 피스톤(35)을 작동시키기 위해 일정 압력 하에서 유압유체를 받아들이기 위한 유압유체공간(25)을 가지는 유압식 피스톤(35)을 포함한다. 유압식 피스톤은 유압식 히치 조립체의 본체부에 부착 및 고정되어 있으며 안전장치(10)의 본체부(12)에는 고정되어 있지 않은 유지 블록(40)에 대해 기대어 있다. 다른 방법에 의한 실시예에서, 유지 블록은 유압식 히치 조립체와 결합된 유압식 램(70)의 몸체 부분에 대해 고정될 수도 있다.

도2를 살펴보면, 일반적으로 유압식 히치 조립체는 51로 표시되며, 굴삭기와 같은 중장비에 버킷 또는 암반굴착해머와 같은 부속장치를 부착하기 위해 사용된다. 유압식 히치 조립체(51)는 서로 반대방향을 향하는 원격 작동가능한 조(60, 65)를 2개 포함하며, 상기 조는 결합 위치(도2에 묘사됨) 및 분리 위치 사이를 움직일 수 있다. 분리 위치에 있을 때 마주보는 조(60, 65)는 특정 부속장치의 횡축 힌지 핀(50, 55) 사이에서 충분히 수축된 상태로 놓여져서 해당 부속장치를 해제할 수 있도록 되어있다. 부속장치와 결합될 때(결합 위치)에 조(60, 65)는 조종실에서 조종가능한 유압식 램(70)에 의해 서로 이격되도록 가압되고, 유압식 램(70)은 부속장치가 유압식 히치 조립체(51)에 안정되게 조여질 때까지 조(60, 65)를 서로 반대 방향으로 밀어서 이격시킨다.

비록 도2에서 도시되진 않았으나, 유압식 램(70)은 유압회로를 통해 작동되며, 상기 작동을 통해 유압유체를 유압식 램(70)으로 펌핑하며, 상기 유압식 램(70)은 결국 조(65)를 반대편 조(60)로부터 밀쳐내어 부속장치와 결합되며, 이때 유압유체는 체크 밸브에 의해 주 유압회로로부터 차단되고, 이로 인해 조(60, 65)는 결합 상태로 유지된다. 체크 밸브를 릴리즈하여 유압식 히치 조립체(51)를 분리하기 위해, 유압식 램(70)이 릴리즈 되도록 하여 조(65)가 분리 상태로 되돌아오게 하기 위해, 정압이 체크 밸브로 가해져야 한다.

도3을 살펴보면, 안전장치(10)와 유압식 히치 조립체가 함께 피팅된 상태가 도시되어 있다. 상기 안전장치(10) 및 유압식 히치 조립체는 고정 위치 및 결합 위치에 있고, 이로 인해 부속장치는 유압식 히치 조립체에 견고하게 고정되어 있다. 유압식 장치의 고장이 발생하는 경우, 유압식 램(70)은 릴리즈되어 조(65)가 조(60)쪽으로 오무려지도록 한다. 이러한 경우, 안전장치의 체결점(85)은 유압식 히치 조립체(51)의 체결홈(80)에 체결됨으로써, 부속장치가 유압식 히치 조립체로부터 분리되는 거리 이상으로 조(60, 65)가 서로 움직이지 않도록 한다.

안전장치(10)는 유압식 히치 조립체(51)의 피봇 기준점(15)에 힌지결합되어 있어서 고정 및 해제 위치 사이에서 피봇 기준점(15)을 중심으로 회전할 수 있다. 유압식 히치 조립체(51)가 결합 위치에 있는 동안, 안전장치(10)의 스프링(20)은 유압식 히치 조립체(51)에 부착 및 고정되어 있는 유지 블록(45)을 향해 힘을 가함으로써 안전장치를 고정 위치로 향하게 한다.

안전장치를 상기 위치로부터 이탈시키기 위해서, 안전장치(10) 내에 위치하는 유압식 피스톤(35)의 공동(25)에 일정한 압력 하의 유압유체를 공급할 필요가 있다. 충분한 압력으로 유체를 공급하면, 유압식 피스톤(35)은 유압식 히치 조립체의 본체부에 대해 부착 및 고정되어 있는 유지 블록(40)을 밀게 되며, 따라서 기계적 스프링(20)의 가압력에 대항하여 안전장치를 밀게 된다. 유지 블록(40)을 미는 유압식 피스톤(35)의 힘이 스프링(20)의 탄성력보다 클 경우, 안전장치는 피봇 기준점(15)을 회전축으로 하여 상방으로 움직이며, 결국 안전장치는 해제 위치로 이동하게 된다.

도4에서는, 안전장치(10)의 유압식 피스톤(35)이 유압식 히치 조립체에 부착된 유지 블록(40)을 밀어내기 때문에 안전장치(10)가 해제 위치로 이동함으로써, 해제 위치에 있는 안전장치(10)를 나타낸다. 해제 위치에서, 안전장치(10)의 체결점(85)은 대응되는 유압식 히치 조립체의 체결홈(80)과 더 이상 일직선상에 있지 않고, 따라서 유압식 히치 조립체의 유압식 램이 유압식 히치 조립체(51)를 릴리즈하여 분리 위치로 이동시키도록 조작되면 조(60, 65)가 리트랙팅, 즉 오므라들 수 있게 된다는 것을 알 수 있다.

안전장치를 릴리즈하고 유압식 히치 조립체(51)의 조(60, 65)를 분리 위치로 리트랙팅하기 위한 안전장치(10)의 명확한 장점은, 예를 들어 중장비의 조종실과 같이 유압식 히치 조립체로부터 떨어져 있는 곳으로부터 안전장치(10)의 유압식 피스톤(35)을 조종할 수 있다는 것이다.

상기 구성의 추가적인 장점으로써, 유압식 피스톤(35)을 작동시키는 유압유체는 유압식 히치 조립체(51)와 관련된 유압회로의 일부일 수 있다는 것이다. 이러한 형태에 있어서, 유압식 히치 조립체(51)의 유압식 램을 릴리즈하기 위한 체킹 밸브에 가해지는 반대 압력은 초기에 안전장치(10)의 유압식 피스톤을 향해 가해지며, 이로인해 안전장치를 유압식 히치 조립체(51)의 유압식 램(70)을 릴리즈하기 전에 해제 위치로 이동시키게 된다. 이러한 방법으로, 굴삭기 등과 같은 기계장비의 조종석에서 안전장치(10)를 조종할 수 있고, 이로 인해 다양한 부속장치를 유압식 히치 조립체(51)에 탈부착 하기 위한 안전장치를 분리하기 위해 조종석으로부터 작업자가 내려올 필요가 없다.

또한, 상기 구성은 유압식 장치에 중대한 고장이 발생하여 유압식 히치 조립체가 리트랙팅되는 경우에도 추가적인 안전상의 장점을 제공한다. 즉, 본 발명의 안전장치는 해제 위치로 이동될 수 있기 위하여 유압이 필요하므로 유압식 장치에 고장이 발생한 경우에 해제 위치로 이동될 수 없기 때문이다. 그러므로, 본 발명의 안전장치는 유압식 장치의 고장이 발생한 경우 항상 고정 위치에 놓이게 된다.

본 발명의 안전장치를 장착한 굴삭기와 같은 중장비의 작업자가 안전장치(10)가 고정 위치 또는 해제 위치에 놓여있는지 여부를 판단하는데 도움을 주기 위해, 안전장치에 디스플레이 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 일례로서, 디스플레이 수단은 2개의 플랜지를 가진 형태일 수 있는데, 구체적으로는 한 개의 플랜지가 안전장치(10)의 체결단(85)으로부터 돌출되어있고, 다른 한 개의 플랜지는 피봇 기준점(15)에 인접한 단부로부터 돌출되어있다. 안전장치가 고정 위치에 있는 경우, 2개의 플랜지는 굴삭기의 조종석에서 보았을 때 특정한 배치 상태로 정렬되어 있어서 작업자가 안전장치가 고정 위치에 있다는 것을 확인할 수 있게 된다. 안전장치가 해제 위치로 이동되면, 플랜지는 더 이상 상기 배치 상태로 정렬되지 않으므로, 안전장치가 더 이상 고정 위치에 있지 않다는 것을 나타내게 된다. 다른 실시예로서 디스플레이 수단은 굴삭기와 같은 중장비의 실제 조종석 내에 위치할 수 있으며, 예컨데 안전장치가 고정 상태 또는 해제 상태에 있는지를 작업자에게 제공하는 광원을 이용한 디스플레이 장치 또는 온/오프 표시장치일 수 있다.

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본 발명의 실시예의 예시는 아래 설명된다:

일반적인 유압식 히치 조립체의 유압식 램과 관련 있는 체크밸브는 3:1 비율로 작동되며, 체크밸브는 유압식 히치 조립체를 결합 위치로 유지시킬 수 있는 3000PSI의 캡티브 압력을 제공할 수 있다. 체크 밸브가 3:1 비율로 작동되므로 릴리즈를 위해 1000PSI의 리버스 압력을 필요로 하며, 그런 다음 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 리트랙팅된다. 이러한 예에서, 1000PSI의 리버스 압력은 체크 밸브에 제공되기 전에 먼저 안전장치의 유압식 피스톤에 제공되며, 상기 압력은 유압식 피스톤이 가압수단의 힘을 극복하여 작동되기에 충분하며, 이로 인해 안전장치는 해제 상태로 이동되며 유압식 히치 조립체는 분리 위치로 이동된다.

유압식 히치 조립체의 유압식 램을 고정시키는 캡티브 압력은 유압식 압력의 우회로의 존재, 유압식 램의 밀봉의 손상 또는 유압유체의 오염과 같은 여러 이유에 의해서 저하될 수 있다. 이러한 경우에, 체크 밸브를 릴리즈 하기 위해 필요한 압력은 3:1 비율에 따라서 감소하게 되고, 이로 인해 체크 밸브를 릴리즈 하기 위해 필요한 압력은 안전장치의 유압식 피스톤이 가압수단(예를 들어 스프링)의 힘을 극복하기 위해 필요한 압력에 미치지 못한다. 이는 안전장치가 해제 위치로 이동되지 못하며, 이로 인해 유압식 히치 조립체의 안전작동조건을 계속적으로 모니터링한다는 것을 의미한다.

마지막으로, 상기 발명의 특징에 관한 개념은 다양한 구성으로 구체화될 수 있으며, 첨부된 도면의 특정한 실시예에 한정되지 않고, 앞선 설명의 일반성이 유지된다. 다양한 변경, 수정 및/또는 첨가가 다양한 구성으로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않는 일부의 구성 변경이 가능하다.

Claims (10)

1. 결합 및 분리 위치 사이에서 작동하는 유압식 히치 조립체용 안전장치로서,

   고정 및 해제 위치 사이에서 이동할 수 있는 본체부;

   상기 본체부를 고정 위치로 가압하는 가압수단; 및

   작동시 상기 가압수단의 가압력에 반대로 작용하여 상기 본체부를 해제 위치로 이동시키는 유압식 피스톤;을 포함하며,

   상기 본체부가 고정 위치에 있을 때, 유압식 히치 조립체가 분리 위치로 이동하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체부는 피봇 기준점을 중심으로 고정 위치 및 해제 위치 사이를 회전하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 피봇 기준점은 유압식 히치 조립체에 대해 고정되어 있는 점인 것을 특징으로 하는 안전장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 피봇 기준점은 상기 본체부의 일단에 위치하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압수단은 스프링인 것을 특징으로 하는 안전장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압식 히치 조립체는 유압회로 내에 포함된 유압유체에 의해서 작동되는 유압식 램에 의해 결합 위치 및 분리 위치 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 안전장치의 상기 유압식 피스톤은 상기 유압식 히치 조립체의 상기 유압회로 내에 포함된 상기 유압유체에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 안전장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 유압식 히치 조립체를 분리 위치로 이동시키기 위해 상기 유압식 램을 작동시키기 직전에, 상기 안전장치를 해제 위치로 이동시키기 충분한 정압의 유압유체가 상기 안전장치의 상기 유압식 피스톤에 제공되는 것을 특징으로 하는 안전장치.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전장치의 상기 본체부가 고정 위치 또는 해제 위치에 있는지 여부에 관한 표시를 작업자에게 제공하기 위한 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 안전장치를 포함하는 유압식 히치 조립체를 결합위치로부터 분리하는 방법에 있어서,

    가압수단의 가압력을 극복하고 안전장치를 고정 위치에서 해제 위치로 이동시키기에 충분한 정압을 안전장치의 유압식 피스톤에 제공하는 단계; 및

    상기 유압식 히치 조립체를 분리 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 히치 조립체를 결합 위치로부터 분리하는 방법.

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