KR101455705B1

KR101455705B1 - 가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치

Info

Publication number: KR101455705B1
Application number: KR1020097024030A
Authority: KR
Inventors: 버나드 피라스
Original assignee: 몽따베르
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2014-10-28
Also published as: EP2150380A2; EP2150380B1; KR20100017110A; ES2384079T3; WO2008149030A3; CN101678542A; CN101678542B; US8167055B2; US20100084152A1; ATE553889T1; WO2008149030A2; FR2916377A1; FR2916377B1

Abstract

본 발명의 타격 장치에 따라, 상기 타격 장치의 본체(3)는 유량 조절 장치(17)를 포함하고, 상기 유량 조절 장치(17)는, 고압 유체 공급 회로에 구비된 보정 개구(18), 및 상기 본체(3)에 형성된 보어를 포함하며, 상기 보어 내에 슬라이더(19)가 장착되어 있고, 상기 슬라이더(19)의 제1 면은, 상기 보정 개구(18)의 상류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제1 챔버에 위치되어 있으며, 상기 슬라이더(19)의 제2 면은, 상기 보정 개구(18)의 하류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제2 챔버에 위치되어 있고, 상기 슬라이더(19)를 수용하는 상기 보어는, 저압 피드백 회로(10)에 연결되어 있는 환형 홈을 포함한다. 상기 슬라이더(19)는, 상기 보정 개구(18)의 양쪽에서의 압력차가 소정치를 넘어 증가될 때, 상기 고압 유체 공급 회로에 의해 공급되는 유체 흐름의 일부를 상기 피드백 회로(10)로 전환시키도록, 상기 환형 홈을 상기 제1 챔버에 연결시킬 수 있다.

타격 장치, 흐름 조절기, 오리피스, 슬라이드, 보어.

Description

가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치{PERCUSSION DEVICE ACTUATED BY A PRESSURISED NON COMPRESSIBLE FLUID}

본 발명은 가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치에 관한 것이다.

압력 하에서 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치는, 타격 피스톤에 연속하여 인가되는 유압력의 합력에 의해 이러한 피스톤을 한 방향에서 다른 방향으로 왕복 이동시킬 수 있도록 유체를 공급 받는다. 일반적으로, 이들 장치는, 압력이 상기 장치의 내부 저항에 의해 유발되고 상기 장치가 디자인될 때 선택된 공급 유량의 범위에 설정되는 유체에 의해 작동되도록 디자인된다.

상기 장치에 가압 유체가 과잉 공급되면, 작동 압력이 상당히 증가되는 위험성이 있다. 피스톤의 이동은 일반적으로 공급 유체의 압력의 함수로서 균일하게 가속되기 때문에, 이러한 피스톤의 충격 속도는 이러한 가속에 의존할 것이며, 이러한 속도가 적절히 제어되지 않으면 이러한 피스톤의 충격 속도는 강철의 기계적 성질의 한계를 초과할 수 있다. 따라서, 상기 장치의 제조자에 의해 주어지는 기술적 지침을 사용자가 틀림 없이 따르는 것이 필수적이다.

많은 경우에, 이러한 장치의 제조자에 의해 제공되는 데이터를 따를 수 있기 위해서 타격 장치가 장착되는 지지(carrying) 장비의 유압 변수를 변경하는 것이 필요하며, 이들 복잡한 변경은 에러를 유발한다.

또한, 몇 년 전에, 타격 장치를 작동시킬 수 있는 유압 장비, 그립퍼(gripper), 그래브(grab), 그라인더, 및 특성 가압 유체 요구사항이 현저히 다른 모든 종류의 장치가 시장에 나타났다. 이러한 형태의 유압 장비는, 공지된 방식으로, 상기 장비의 캡 내에 위치되고 유체가 공급될 장치의 형태가 선택될 수 있게 하는 선택기를 포함한다. 그러나, 이러한 형태의 지지 장비가 대체로 이들 여러 가지 액세서리의 상류에 어떠한 에러 방지 수단을 포함하지 않기 때문에, 지지 장비에 장착되는 타격 장치에 사고로 과잉 공급이 발생될 수 있고 따라서 손상을 입을 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 사고로 발생하는 유량의 과잉 공급을 방지할 수 있고 단순하며 신뢰성 있고 값싼 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명은, 가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치에 있어서, 상기 타격 장치에 대한 유체의 공급이 고압 유체 공급 회로 및 저압 복귀 회로에 의해 이루어지며, 상기 타격 장치의 본체는 흐름 조절기를 포함하고, 상기 흐름 조절기는, 상기 고압 유체 공급 회로에 위치된 제1 보정 오리피스, 및 상기 타격 장치의 상기 본체에 형성된 보어를 포함하며, 상기 보어 내에 슬라이드가 장착되어 있고, 상기 슬라이드의 제1 면은, 상기 제1 보정 오리피스의 상류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제1 챔버에 위치되어 있으며, 상기 슬라이드의 제2 면은, 상기 제1 보정 오리피스의 하류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제2 챔버에 위치되어 있고, 상기 흐름 조절기의 상기 슬라이드를 수용하는 상기 보어는, 상기 타격 장치의 상기 저압 복귀 회로에 연결되어 있는 환형 홈을 포함하며, 상기 흐름 조절기의 상기 슬라이드는, 상기 제1 보정 오리피스에 걸친 압력차가 소정치를 넘어 증가될 때, 상기 고압 유체 공급 회로에 의해 공급되는 유체 흐름의 일부를 상기 복귀 회로로 전환시키도록, 상기 환형 홈을 상기 제1 챔버에 연결시키도록 디자인되어 있는, 타격 장치에 관한 것이다.

따라서, 흐름 조절기와 환형 홈의 구조는, 상기 타격 장치 내에서 운반될 수 있는 가압 유체의 유량을 소정치로 제한하여, 상기 장치의 사고로 인한 과도 공급을 피할 수 있게 한다.

본 발명의 일실시예에 따라, 흐름 조절기의 상기 슬라이드는, 소정 유량치와 비교함으로써, 상기 고압 유체 공급 회로에 의해 공급되는 임의의 과도한 흐름을 상기 복귀 회로로 전환시키도록 디자인된다.

따라서, 본 발명에 따른 흐름 조절기는, 소정 유량치를 초과하는 임의의 흐름을 자동적으로 상기 장치의 상기 복귀 회로로 보내어지게 한다.

바람직하게, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버는 각각, 제1 연결 덕트와 제2 연결 덕트에 의해 상기 제1 보정 오리피스의 각각의 측부에서 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있다.

바람직하게, 상기 흐름 조절기는, 상기 제2 연결 덕트에 위치된 제2 보정 오리피스를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 조절기의 상기 슬라이드의 상기 보어는 상기 고압 유체 공급 회로에 위치되어 있고, 상기 제1 보정 오리피스는 상기 조절기의 상기 슬라이드 내에 형성되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따라, 상기 조절기의 상기 슬라이드의 상기 제1 면은 상기 제1 보정 오리피스의 상류의 압력을 지속적으로 받고, 상기 조절기의 상기 슬라이드의 상기 제2 면은 지속적으로 스프링의 작용 하에 놓이고, 상기 제1 보정 오리피스의 하류의 압력을 받는다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 환형 홈은, 상기 제1 보정 오리피스에 걸친 상기 압력차가 상기 스프링에 의해 상기 슬라이드의 상기 제2 면에 발생되는 압력보다 클 때, 상기 제1 챔버에 연결된다.

바람직하게, 상기 조절기의 상기 슬라이드 및 상기 슬라이드가 장착된 상기 보어는 여러 가지 다른 연속적 단면을 포함하며, 상기 슬라이드와 상기 보어는, 상기 제1 챔버와 대향하며 보정 오리피스에 의해 상기 제2 챔버에 연결된 환형 챔버를 경계짓는다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 조절기의 상기 슬라이드 및 상기 슬라이드가 장착된 상기 보어는 여러 가지 다른 연속적 단면을 포함하며, 상기 슬라이드와 상기 보어는, 상기 제2 챔버와 대향하며, 상기 제1 챔버의 상류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 보정 오리피스에 의해 연결된 환형 챔버를 경계짓는다.

어떠한 경우에도, 본 발명은, 제한을 목적으로 하지 않는 예로서 상기 장치의 여러 가지 실시예를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여, 다음의 설명의 도움을 받아 명백하게 이해될 것이다.

도 1은 제1 타격 장치의 개략적 길이방향 단면도이다.

도 2는 제2 타격 장치의 길이방향 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 장치의 다른 형태의 길이방향 단면도이다.

도 4는 제3 타격 장치의 길이방향 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 장치의 다른 형태의 길이방향 단면도이다.

도 6은 제4 타격 장치의 길이방향 단면도이다.

도 1은 가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치를 도시하고 있다.

타격 장치는 단이 진 피스톤(1)을 포함하는데, 단이 진 피스톤(1)은, 타격 장치의 본체(3) 내에 형성되는 단이 진 실린더(2) 내에서 왕복 이동될 수 있고, 각각의 사이클에서, 실린더(2)와 동축으로 본체(3) 내에 형성되는 보어(5) 내에 미끄럼 가능하게 장착되는 툴(4)을 타격할 수 있다.

피스톤(1)은 실린더(2)에 의해, 하부 환형 챔버(6), 및 피스톤(1) 위에 형성되는 더 큰 단면의 상부 환형 챔버(7)를 포함한다.

본체(3)에 장착되는 주 방향 제어 밸브(8)는 상부 환형 챔버(7)가, 타격을 위한 피스톤의 가속된 하향 행정 동안에 고압 유체 공급 회로(9), 또는 피스톤 상향 행정 동안에 저압 복귀 회로(10)와 교대로 연통되도록 위치될 수 있게 한다.

하부 환형 챔버(6)에는, 방향 제어 밸브(8)의 슬라이드의 각각의 위치가 상향 행정이 뒤따르는 피스톤(1)의 타격 행정을 발생시키도록, 덕트(11)에 의해 고압 유체가 영구적으로 공급된다.

홈(12)은 피스톤(1)의 상부에 형성되고, 홈(13, 14) 및 덕트(15, 16)는 상기 장치의 본체(3)에 형성되며, 주 방향 제어 밸브(8)의 이동을 발생시킬 수 있는 유압 수단을 구성한다.

도 1에 개략적으로 도시된 장치는 또한, 고압 유체 공급 회로(9)에 장착되며 저압 복귀 회로(10)에 연결되는 흐름 조절기(17)를 포함한다.

조절기(17)는, 조절 가능 또는 고정 단면을 가질 수 있는 보정된 오리피스(18), 및 보정된 오리피스(18)의 각각의 측부에서 고려되고 이들 단부에 인가되는 압력(20, 21)에 의해 이동이 결정되는 슬라이드(19)를 포함한다. 조절기는, 슬라이드(19)의 이동에 필요한 기준치를 결정하는 스프링(22)을 더 포함한다. 조절기(17)의 작동은, 보정된 오리피스(18)에 걸친 압력차가 소정치를 넘어 증가될 때, 유입 흐름의 일부를 복귀 회로(10)를 향해 전환시키는 3방향 유압 흐름 분리기의 작동과 비유될 수 있다.

조절 가능한 단면을 가진 보정된 오리피스를 사용하면, 초과할 경우에 유입 유량의 일부가 복귀 회로로 전환시킬 유량의 값이 미리 설정될 수 있게 한다. 이러한 배치는, 여러 가지 타격 장치에 장착될 수 있는 표준 부조립체를 형성하는 흐름 조절기를 얻을 수 있게 하며, 보정된 오리피스의 단면은, 상기 조절기를 수용하도록 의도된 타격 장치의 작동 특성에 따라 미리 설정된다.

이제 이러한 흐름 조절기의 여러 가지 실시예가 설명된다.

도 2는, 가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 제2 타격 장치를 도시하고 있 는데, 제2 타격 장치에서, 흐름 조절기(17)는, 가압 유체 공급 회로(9)에 위치되며, 수력학 법치에 따라, 통과하는 유량에 비례하는 압력 강하를 발생시키는 보정된 오리피스(23)를 포함한다.

조절기(17)는 또한, 상기 장치의 본체(3)에 형성되는 보어(24)를 포함하며, 보어(24) 내에 슬라이드(25)가 장착되고, 슬라이드(25)의 제1 면은, 제1 연결 덕트(27)를 통해 보정 오리피스(23)의 상류에 있는 고압 유체 공급 회로(9)에 연결되는 제1 챔버(26)에 위치되며, 슬라이드(25)의 제2 면은, 제2 연결 덕트(29)를 통해 보정 오리피스(23)의 하류에 있는 고압 유체 공급 회로(9)에 연결되는 제2 챔버(28)에 위치된다. 제1 챔버(26)와 제2 챔버(28)는 동일한 단면을 가진다.

슬라이드(25)의 제1 면은, 보정 오리피스(23)의 상류의 압력을 지속적으로 받고, 슬라이드(25)의 제2 면은 지속적으로, 제2 챔버(28) 내에 수용되는 스프링(31)의 작용 하에 놓이고, 보정 오리피스(23)의 하류의 압력을 받는다.

슬라이드(25)의 보어(24)는, 덕트(33)에 의해 타격 장치의 복귀 회로(10)에 연결되는 환형 홈(32)을 포함한다. 환형 홈(32)은, 보정 오리피스(23)에 걸친 압력차가 슬라이드(25)의 제2 면에 스프링(31)에 의해 발생되는 압력보다 클 때, 제1 챔버(26)에 연결되도록 의도된다.

타격 장치가 제조자에 의해 설정되는 유량의 한계 내에서 작동될 때, 보정 오리피스(23)에 걸친 압력차는, 스프링(31)에 의해 발생되는 반력에 대항하기에 충분한 차동력을 슬라이드(25)에 발생시키지 않는다. 그 결과, 환형 홈(32)은 제1 챔버(26)에 연결될 수 없다. 이것은, 복귀 회로(10)로 흐름이 덤핑되는 일이 없다 는 것을 뜻한다.

대조적으로, 가압 유체 공급 유량이 소정 최대치를 초과하면 곧, 슬라이드(25)에 인가되는 수력의 차이는 스프링(31)의 강도를 초과하며, 이것은 슬라이드(25)를 제1 챔버(26)로부터 멀리 이동시킨다. 슬라이드(25)의 나이프 에지(knife edge)(34)가 환형 홈(32)의 나이프 에지(35)를 덮지 않을 때, 제1 챔버(26)는 환형 홈(32)에 연결되며, 가압 유체는 저압 복귀 회로(10)로 전환되어, 발생된 압력 강하에 비례하는 최대 허용 흐름이 보정 오리피스(23)를 통해 흐를 수 있게 한다.

수력 작용 하의 타격 피스톤의 왕복 이동이, 공급 유체의 압력의 변동이 어큐뮬레이터(36)에 의해 감쇄되기는 하지만, 스프링(31)이 양호한 피로 수명을 가지기에 견딜 수 없을 정도로 너무 높은 빈도로 슬라이드(25)가 이동되게 하는 위험성을 가진 공급 유체의 압력의 변동을 발생시킨다.

이러한 단점을 제거하기 위해, 도 3에 도시된 제2 타격 장치의 다른 형태의 실시예에 따라, 조절기(17)는, 제2 연결 덕트(29)에 위치되는 보정 오리피스(37)를 더 포함한다.

보정 오리피스(37)는, 슬라이드(25)의 주행 속도에 의해 발생되는 제2 챔버(28)와 덕트(29) 사이의 유량의 순간적 변화에 대항하도록 의도된다. 보정 오리피스(37)에 의해 발생되며 "대시폿트(dashpot)"라고 알려져 있는 감쇄 효과는, 유량의 이러한 순간적 변화에 대항함으로써, 슬라이드(25)의 속도의 빈번한 변경을 느리게 하고, 가속된 기계적 피로의 효과에 대해 스프링(31)을 보호할 수 있게 한 다.

도 4는 제3 타격 장치를 도시하고 있는데, 제3 타격 장치는, 슬라이드(25)의 보어(24)가 고압 유체 공급 회로(9)에 위치되고, 슬라이드(25)의 본체에 형성되는 보정 오리피스(38)에 의해 보정 오리피스(23)가 대치된다는 점에서 도 2에 도시된 타격 장치와 다르다. 조절기(17)의 이러한 구조에 의해, 상기 장치의 본체(3)의 재료가 절약되고, 상기 장치의 공급 회로가 간단하게 된다.

도 5는 도 4에 도시된 타격 장치의 다른 형태의 실시예를 도시하고 있다.

이러한 실시예에 따라, 조절기(17)는, 고압 유체 공급 회로(9)에 위치되는 단이 진 보어(40)에 장착되는 단이 진 슬라이드(39)를 포함한다. 보정 오리피스(41)는 슬라이드(39)의 본체 내에 형성된다.

슬라이드(39)와 보어(41)는, 3개의 별개의 챔버, 즉, 보정 오리피스(41)의 상류에 있는 고압 유체 공급 회로에 연결되는 제1 챔버(42), 제1 챔버(42)와 대향하며, 보정 오리피스(41)의 하류에 있는 고압 유체 공급 회로에 연결되고, 스프링(44)을 수용하는 제2 챔버(43), 및 제1 챔버(42)와 대향하며 보정 오리피스(46)에 의해 제2 챔버(43)에 연결되는 환형 챔버(45)를 경계짓는다.

챔버(43, 45)들의 각각의 단면적의 합은 제1 챔버(42)의 단면적과 같다는 것에 유의하여야 한다. 따라서, 슬라이드(39)의 작동의 평형은, 동일한 단면적을 가진 2개의 대향 챔버를 보어에 의해 경계짓는 슬라이드(25)의 작동의 평형과 동일할 것이다.

보정 오리피스(46)는, 챔버(43, 45)들 사이의 유량의 순간적 변화에 대항함 으로써 슬라이드(39)의 이동을 감쇄시키는 "대시폿트 효과"라고 알려진 감쇄 효과를 발생시키도록 의도된다. 이러한 배치는 스프링(44)의 기계적 피로를 제한할 수 있게 한다.

도 6은 제4 타격 장치를 도시하고 있는데, 제4 타격 장치는, 스프링(44)을 포함하는 제2 챔버(43)와 환형 챔버(45)가 대향한다는 점에서 도 5에 도시된 타격 장치와 다르다. 압력 평형을 보존하기 위해, 환형 챔버(45)는, 도 5에 도시된 보정 오리피스(46)와 동일한 감쇄 효과를 발생시키도록 의도된 보정 오리피스(47)에 의해 고압 유체 공급 회로(9)에 연결된다.

물론, 본 발명은 예로서 상술한 이러한 장치의 실시예에 제한되지 않고, 상기 실시예의 모든 변경예를 포함한다.

Claims

가압 비압축성 유체에 의해 작동되는 타격 장치에 있어서,

상기 타격 장치에 대한 유체의 공급이 고압 유체 공급 회로(9) 및 저압 복귀 회로(10)에 의해 이루어지며,

상기 타격 장치의 본체(3)는 흐름 조절기(17)를 포함하고,

상기 흐름 조절기(17)는,

상기 고압 유체 공급 회로에 위치된 제1 보정 오리피스(23, 38, 41), 및

상기 타격 장치의 상기 본체(3)에 형성된 보어(24, 40)를 포함하며,

상기 보어(24, 40) 내에 슬라이드(25, 39)가 장착되어 있고,

상기 슬라이드(25, 39)의 제1 면은, 상기 제1 보정 오리피스(23, 38, 41)의 상류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제1 챔버(26, 42)에 위치되어 있으며,

상기 슬라이드(25, 39)의 제2 면은, 상기 제1 보정 오리피스(23, 38, 41)의 하류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로에 연결되어 있는 제2 챔버(28, 43)에 위치되어 있고,

상기 흐름 조절기(17)의 상기 슬라이드(25, 39)를 수용하는 상기 보어(24, 40)는, 상기 타격 장치의 상기 저압 복귀 회로(10)에 연결되어 있는 환형 홈(32)을 포함하며,

상기 흐름 조절기(17)의 상기 슬라이드는, 상기 제1 보정 오리피스(23, 38, 41)에 걸친 압력차가 소정치를 넘어 증가될 때, 상기 고압 유체 공급 회로에 의해 공급되는 유체 흐름의 일부를 상기 복귀 회로(10)로 전환시키도록, 상기 환형 홈(32)을 상기 제1 챔버(26, 42)에 연결시키도록 디자인되어 있고,

상기 조절기의 상기 슬라이드(25, 39)의 상기 제1 면은 상기 제1 보정 오리피스(23, 38, 41)의 상류의 압력을 지속적으로 받고, 상기 조절기의 상기 슬라이드의 상기 제2 면은 지속적으로 스프링(31, 44)의 작용 하에 놓이고, 상기 제1 보정 오리피스의 하류의 압력을 받는,

타격 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 챔버(26) 및 상기 제2 챔버(28)는 각각, 제1 연결 덕트(27)와 제2 연결 덕트(29)에 의해 상기 제1 보정 오리피스(23)의 각각의 측부에서 상기 고압 유체 공급 회로(9)에 연결되어 있는, 타격 장치.
제2항에 있어서,

상기 흐름 조절기(17)는, 상기 제2 연결 덕트(29)에 위치된 제2 보정 오리피스(37)를 포함하는, 타격 장치.
제1항에 있어서,

상기 조절기의 상기 슬라이드(25, 39)의 상기 보어(24, 40)는 상기 고압 유체 공급 회로(9)에 위치되어 있고,

상기 제1 보정 오리피스(38, 41)는 상기 조절기의 상기 슬라이드 내에 형성되어 있는,

타격 장치.
제4항에 있어서,

상기 조절기(17)의 상기 슬라이드(39) 및 상기 슬라이드(39)가 장착된 상기 보어(40)는 여러 가지 다른 연속적 단면을 포함하며,

상기 슬라이드와 상기 보어는, 상기 제1 챔버(42)와 대향하며 보정 오리피스(46)에 의해 상기 제2 챔버(43)에 연결된 환형 챔버(45)를 경계짓는,

타격 장치.
제4항에 있어서,

상기 조절기의 상기 슬라이드(39) 및 상기 슬라이드가 장착된 상기 보어(40)는 여러 가지 다른 연속적 단면을 포함하며,

상기 슬라이드와 상기 보어는, 상기 제2 챔버(43)와 대향하며, 상기 제1 챔버의 상류에 있는 상기 고압 유체 공급 회로(9)에 보정 오리피스(47)에 의해 연결된 환형 챔버(45)를 경계짓는,

타격 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 환형 홈(32)은, 상기 제1 보정 오리피스(23, 38, 41)에 걸친 상기 압력차가 상기 스프링(31, 44)에 의해 상기 슬라이드(25, 39)의 상기 제2 면에 발생되는 압력보다 클 때, 상기 제1 챔버(26, 42)에 연결되는, 타격 장치.