KR102203586B1 - 결합된 커플링 및 브레이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치에 관한 것으로, 이러한 커플링 및 브레이크 장치는 마찰 커플링과 제 1 마찰 브레이크를 포함하고, 상기 마찰 커플링과 상기 제 1 마찰 브레이크는 공통 유압 작동 시스템에 연결되며, 또 다른 유압 작동 시스템에 연결되는 제 2 마찰 브레이크를 포함한다. 사용자가 작용 파라미터들을 설정할 수 있고, 그것들을 개별 적용 케이스들에 적응시킬 수 있도록 결합된 커플링 및 브레이크 장치를 향상시키기 위해, 본 발명은 결합된 커플링 및 브레이크 장치를 제안하고, 2개의 작동 시스템이 서로 유압 방식으로 분리되며, 상기 제 2 마찰 브레이크는 견제 장치로서의 그것의 기능상, 정적인 하중 토크들을 받는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

결합된 커플링 및 브레이크 장치{COMBINED COUPLING AND BRAKE DEVICE}
본 발명은 마찰 커플링(coupling)과 제 1 마찰 브레이크를 포함하는, 처리 계를 위해 결합된 커플링 및 브레이크 장치에 관한 것으로, 마찰 커플링과 제 1 마찰 브레이크는 흔한 유압 작동(hydraulic actuation) 시스템에 연결되고, 또 다른 유압 작동 시스템에 연결되는 제 2 마찰 브레이크 장치를 포함한다.
일반적인 타입의 커플링 및 브레이크 장치는 DE2549714B1호로부터 알려져 있다. 이는 마찰 커플링과 제 1 마찰 브레이크를 포함한다. 마찰 커플링 및 제 1 마찰 브레이크는 서로 유압으로 결합되어 있어, 작동하는 경우 마찰 커플링이 닫히고, 한편으로는 마찰 브레이크가 동시에 열리거나 그 반대의 경우도 생긴다. 실린더-피스톤 장치를 제공하는 유압식으로 작용하는 작동 시스템은, 발동 작용의 역할을 한다. 이 경우, 피스톤은 가압이 없거나 불충분한 경우에 전체 배치가 브레이크 위치에 유지되도록, 마찰 브레이크의 방향으로 스프링 로드된다(loaded). 실린더-피스톤 장치가 충분히 가압 되자마자, 마찰 브레이크는 그것에 작용하는 스프링 힘에 맞서 이음새가 느즈러지고, 동시에 마찰 커플링의 폐쇄를 가져온다.
알려진 커플링과 브레이크 장치는 소위 더블 브레이크 장치로서 디자인되고 보조 브레이크를 포함한다. 이러한 커플링과 브레이크 장치는 제 1 마찰 브레이크와 동일한 제 2 마찰 브레이크로서 디자인된다. 실린더-피스톤 장치를 역시 포함하는 작동 시스템은 제 2 마찰 브레이크를 작동시키기 위해 제공된다. 실린더-피스톤 장치의 피스톤은 가압이 없는 경우 폐쇄되도록 제 2 마찰 브레이크의 방향으로 스프링 로드된다. 가압이 있는 경우, 브레이크는 그것에 작용하는 스프링 힘에 맞서 이음새가 느즈러지고 이는 브레이크를 여는 결과를 가져온다.
알려진 구성에 따르면, 제 1 작동 시스템과 제 2 작동 시스템은 서로 결합된다. 만약 제 1 마찰 브레이크가 작동되면, 제 2 마찰 브레이크 또한 작동되어, 중복성(redundancy)와 그로 인해 더 나은 안전성이 달성된다.
전술한 구성과 비교 가능한 구성이 EP2090800B1호로부터 알려져 있다. 이 구성에 따르면, 2개의 마찰 브레이크가 또한 사용되고, 그것의 작동 시스템들은 서로 유압식으로 결합된다. 그러한 경우, 제 2 마찰 브레이크는 제 1 마찰 브레이크와 함께, 소위 견제(restraint) 장치의 역할을 하여, 잠금 동작을 가능하게 한다. 하지만, EP2090800B1호에 따른 구성의 경우와 DE2549714B1호에 따른 경우 모두에서, 작동이 일어나면, 한편으로는 제 1 마찰 브레이크, 다른 한편으로는 견제 장치로서의 역할을 하는 제 2 마찰 브레이크가 동시에 유압식으로 작동될 것이라는 점이 의심할 여지가 없다. 사이에 끼워진 스로틀(throttle) 밸브들 및/또는 마찰 브레이크들과 결합되어 사용되는 실린더-피스톤 장치들의 기하학적 치수들에 의해, 스위칭 시간들이 설정될 수 있다.
전술한 구성의 개선예가 DE2938394C2호로부터 알려져 있다. 이 구성에 따르면, 마찰 커플링, 제 1 마찰 브레이크, 및 제 2 마찰 브레이크는, 전술한 구성과는 대조적으로 여전히, 2개 대신 1개의 리턴 스프링만이 필요하도록, 세로로 1열이 되어 배치된다. 하지만, 이러한 구성의 경우에서도 서로 결합되는 작동 시스템들은 동작시 제 1 마찰 브레이크와 제 2 마찰 브레이크가 동시에 작동되도록, 유압식 작동을 위해 사용된다.
비록, 전술한 구성이 실제로 성공적인 것으로 입증되었지만, 특히 동작하는 동안 조정의 더 많은 옵션(option)들 측면에서 개선에 대한 필요성이 존재한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 사용자가 작동 파라미터들을 설정할 수 있고, 그것들을 개별 적용 케이스들에 적응시킬 수 있도록, 일반적인 장치를 향상시키는 것이다.
이러한 목표를 달성하기 위해, 본 발명은 2개의 작동 시스템들이 서로 유압식으로 분리되고, 그러한 경우 제 2 마찰 브레이크가 견제 장치의 기능으로서 정적인 하중(load) 토크들을 받는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 처음에 언급된 타입의 결합된 커플링 및 브레이크 장치를 제안한다.
이전 디자인으로부터 벗어나, 본 발명은 마찰 커플링, 제 1 마찰 브레이크, 및 제 2 마찰 브레이크의 작동을 위해 제공되는 작동 시스템들을 서로로부터 유압식으로 분리하는 것을 제안한다. 그러므로, 제 1 마찰 브레이크의 트리거링(triggering)은 제 2 마찰 브레이크의 트리거링을 더 이상 자동으로 야기하지 않는다. 오히려 마찰 브레이크들을 서로로부터 독립적으로 트리거하는 것이 허용되어, 제 2 마찰 브레이크의 도움 없이, 동적인 브레이크로서, 즉 잠금 목적으로 동적인 하중 토크들을 받기 위한 브레이크로서 제 1 마찰 브레이크를 처음으로 사용하는 것이 가능해진다. 그러면, 제 2 마찰 브레이크는 정적인 하중 토크들을 독점적으로 받기 위한 견제 장치로서 사용될 수 있는데, 즉 제 1 마찰 브레이크에 의해 기계가 멈춘 후에만 트리거된다. 제 2 마찰 브레이크는 심지어 제 1 마찰 브레이크가 작동하지 않을지라도, 기계가 멈춘 상태로 유지되는 것을 보장하는 실제 견제 장치로서의 역할을 한다. 본 발명에 따른 디자인 덕분에, 제 1 마찰 브레이크와 제 2 마찰 브레이크는 서로 따로따로 트리거되고, 이는 최적화된 방식으로 각각의 트리거링을 실행할 가능성을 유리하게 제공한다. 이는 또한 종래 기술에서 알려진 구성들에서는 허용되지 않는 개별 조정 또는 뒤늦은 시스템 수정들을 실현하는 것을 허용한다. 이전 브레이크 시스템들로부터 벗어나, 본 발명은 두 부분으로 된 브레이크 시스템을 제안하고, 이러한 시스템에 따르면 2개의 마찰 브레이크가 그 구성으로 인해 더 이상 동시에 트리거되지 않는다. 본 발명에 따른 그러한 구성에 따르면, 오히려 동시에 일어나고, 약간 시간 지연되거나 또는 2개의 마찰 브레이크의 발생순서대로 시퀀스된(sequenced) 트리거링을 선택적으로 실현하는 것이 가능하다.
전술한 목표를 달성하기 위해, 본 발명은 이러한 상황에서 본 발명에 따른 장치를 동작하기 위한 방법을 제안하고, 그러한 경우 분리된 상태로부터 결합된 상태로 전환하기 위해, 나머지 작동 시스템에 첫 번째 압력이 인가되고, 두 번째 마찰 브레이크가 완전히 열린 다음, 제 1 작동 시스템에 압력이 인가되고, 제 1 마찰 브레이크가 동시에 열리면서 마찰 커플링이 닫힌다.
이러한 방법에 따르면, 장치는 결합되는데, 즉 분리된 상태로부터 결합된 상태로 가져가 진다. 이러한 목적을 위해, 처음에는 제 1 공정 단계에서 다른 작동 시스템에 압력이 인가된다. 그 결과, 견제 장치로서의 역할을 하는 제 2 마찰 브레이크가 완전히 열리게 된다. 이러한 경우가 발생하자마자, 제 2 공정 단계에서는 제 1 작동 시스템에 압력이 인가되고, 그 결과 제 1 마찰 브레이크가 동시에 열리면서 마찰 커플링이 닫힌다. 따라서, 장치는 자유로이 결합된 상태에 있게 된다.
본 발명은 또한 전술한 장치의 동작 방법을 제안하는데, 이러한 장치는 결합된 상태를 분리된 상태로 전환하기 위한 것으로, 처음에 제 1 작동 시스템은 감압되고, 마찰 커플링이 동시에 열리는 동안 제 1 마찰 브레이크는 완전히 닫히고, 그러면 나머지 작동 시스템은 감압되며, 제 2 마찰 브레이크가 닫힌다.
이러한 공정 디자인에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 분리되는데, 즉 결합된 상태로부터 분리된 상태로 이동된다. 이러한 목적을 위해, 제 1 작동 시스템은 제 1 공정 단계에서 감압된다. 그 결과, 제 1 마찰 브레이크가 동시에 닫히는 동안 마찰 커플링이 열린다. 그러므로, 기계의 정지가 야기된다. 제 1 마찰 브레이크가 완전히 닫히자마자, 기계는 정지하고, 나머지 작동 시스템은 다음 공정 단계에서 감압이 이루어진다. 이는 제 2 마찰 브레이크와 협력하는 스프링으로 인해 제 2 마찰 브레이크의 폐쇄를 야기한다. 제 2 마찰 브레이크는 제 1 마찰 브레이크가 고장나는 경우에도 정지된 기계를 통제하기 위한 안전 장치로서의 역할을 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 2개의 작동 시스템이 각각 그것들 자체의 유압식 서플라이(hydraulic supply)에 연결된다는 점이 제공된다. 이 경우, 각각의 유압식 서플라이는 유압 펌프와 유압 유체용 저장기를 포함한다. 본 발명의 수정예에서, 유압 유체용 공통 저장기가 2개의 작동 시스템에 제공될 수 있다. 2개의 작동 시스템이 독립적으로, 즉 서로 따로따로 트리거될 수 있다는 것이 본 발명에 대한 유일한 가장 중요한 점이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 2개의 작동 시스템들은 각각 피스톤과 그러한 피스톤과 협력하는 스프링을 포함한다. 이 경우, 각 작동 시스템에 제공되는 스프링은 관련된 마찰 브레이크가 닫힌 위치에 있는 것을 보장하고, 이는 피스톤이 감압되는 한 브레이크 위치가 항상 유지된다는 것을 의미한다. 압력을 가하는 경우에만, 피스톤이 그것에 작용하는 스프링 힘에 맞서 움직이고, 이는 관련된 마찰 브레이크의 대응하는 트리거링을 초래하게 된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 마찰 커플링과 제 1 마찰 브레이크는 스프링 로드된 방식으로 마찰 브레이크에 작용하는 공통 피스톤을 포함한다는 점이 제공된다. 이러한 구성은 소형인 구조를 가짐을 입증하고, 더 나아가 이러한 구조 덕분에, 한편으로는 마찰 커플링과 다른 한편으로는 제 1 마찰 브레이크가 동시에 작동되는 것을 보장한다.
본 발명의 다른 특징들과 장점들은 도 1과 도 2에 의해 이어지는 설명으로부터 분명하게 된다.
도 1은 개략적인 표현을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 구체화된 표현을 도시하는 도면.
결합된 커플링과 처리 기계용의 브레이크 장치(1)가 도면들에서 볼 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 마찰 커플링(2)과 제 1 마찰 브레이크(3)를 포함한다. 이들은 그 자체로 알려진 방식으로 축 방향으로 옮겨질 수 있는 마찰 디스크(12)들을 각각 가진다. 마찰 커플링(2)과 제 1 마찰 브레이크(3)를 작동시키기 위한 공통 유압 작동 시스템(5)이 제공되고, 이러한 작동 시스템은 실린더-피스톤 장치(11)를 포함한다. 이러한 장치는 실린더에서 축 방향으로 옮겨질 수 있는 방식으로 배치되는 피스톤(14)을 제공하고, 이러한 피스톤은 제 1 피스톤에 의해 제 1 마찰 브레이크(3)의 마찰 디스크(12)들에 작용하고, 제 2 피스톤 로드에 의해 마찰 커플링(2)의 마찰 디스크(15)들에 작용한다. 제 1 작동 시스템(5)의 감압된 상태에서, 피스톤(14)은 스프링 로드된 방식으로, 제 1 마찰 브레이크(3)에 작용하고, 이를 위해 스프링(13)이 제공된다. 피스톤 로드와 피스톤(14)은 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 일체형 성분으로서 디자인될 수 있다.
제 1 작동 시스템(5)은 또한 밸브(23)가 개재됨으로써, 유압 라인(17)에 의해 실린더-피스톤 장치(11)에 연결되는 유압 펌프(19)를 포함하고, 이 경우 제 1 작동 시스템(5)은 실린더-피스톤 장치(11)를 유동적으로 유압 유체용 저장기(21)에 연결한다.
커플링 및 브레이크 장치(1)는 또한 제 2 마찰 브레이크(4)를 포함한다. 이는 제 2 작동 시스템(6)의 실린더-피스톤 장치(7)와 협력하는 마찰 디스크(8)들을 포함한다. 이 경우, 실린더-피스톤 장치(7)는 실린더에서 축 방향으로 안내되는 피스톤(10)을 포함하고, 스프링(9)의 개재를 통해 제 2 마찰 브레이크(4)의 마찰 디스크(8)들에 작용한다. 이 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤 로드와 피스톤(10)은 하나의 피스(piece)로서 형성된다는 사실이 또한 제공될 수 있다.
실린더-피스톤 장치(7)는 밸브(22)를 개재하여 유압 라인(16)에 의해 펌프(18)에 연결된다. 이러한 펌프(18)는 오일과 같은 유압 유체를 위한 저장기(20)와 유동적 연결 상태에 있다.
실린더-피스톤 장치(7, 11)의 분리된 트리거링이 일어날 수 있도록, 2개의 작동 시스템(5, 6)이 유동적으로 서로 분리된다는 점이 본 발명에 대해 본질적으로 중요한 점이다.
2개의 작동 시스템(5, 6)을 작동시킬 목적으로, 밸브(22, 23)나 펌프(18, 19)에 대응하는 제어 라인(25)들에 의해 서로 통하도록 연결 상태에 있는 제어 장치(24)가 제공된다.
본 발명에 따른 장치(1)의 기능, 즉 본 발명에 따른 공정 디자인은 다음과 같다:
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 장치(1)가 정지된, 즉 제동된 상태에 있는 것을 보여준다. 피스톤(10, 14)이 스프링 로드된 방식으로, 관련된 마찰 브레이크(3, 4)의 마찰 디스크(8, 12)에 작용하도록, 2개의 실린더-피스톤 장치(7, 11)가 감압된다. 장치(1)를 분리된, 즉 제동된 위치에서 결합된 위치로 이동시키기 위해, 제 2 작동 시스템(6)에 먼저 압력이 가해진다. 그 결과, 제 2 마찰 브레이크(4)가 스프링(9)에 의해 발생된 스프링 힘에 맞서 이음새가 느즈러지고, 피스톤(10)이 도 1에 따른 그림의 평면에 대해 좌측까지 이동하여 제 2 마찰 브레이크(4)를 해제시키는 위치까지 간다. 제 2 마찰 브레이크(4)가 완전히 열리자마자, 제 1 작동 시스템(5)에 압력이 인가되고, 그 결과 스프링(13)에 의해 발생된 스프링 힘에 맞서 도 1에 따른 그림 평면에 대해 우측까지 피스톤(14)이 움직여진다. 그 결과, 마찰 커플링(2)이 동시에 닫히면서, 제 1 마찰 브레이크(3)의 이음새가 느즈러진다. 피스톤(14)이 완전히 옮겨지자마자, 마찰 브레이크(3)가 열리고, 마찰 커플링(2)이 닫혀서, 결합된 위치에 도달하게 된다.
결합된 상태로부터 분리된 상태로 장치(1)를 옮기기 위해, 본 발명에 따른 방법은 역순으로 실행되고, 따라서 제 1 작동 시스템(5), 그리고 제 2 작동 시스템이 감압된다. 그 결과로서, 그리고 그것에 작요하는 스프링(13)으로 인해, 피스톤(14)은 도 1에 도시된 그것의 시작 위치로 다시 돌아가고, 그러한 시작 위치에서 마찰 커플링(2)이 열리고, 제 1 마찰 브레이크(3)가 닫힌다. 피스톤(14)의 이러한 위치에 도달되자마자, 제 2 작동 시스템(6)에 대한 감압이 이루어짐으로써, 도 1에 따른 그림 평면에 대해 우측까지 피스톤(10)의 변위가 이루어지고, 이는 제 2 마찰 브레이크(4)의 닫힘을 초래한다.
본 발명의 독특한 점은, 제 1 작동 시스템(5)과 제 2 작동 시스템(6)이 서로 유동적으로 분리된다는 점이다. 이는 제 1 마찰 브레이크(3)와 제 2 마찰 브레이크(4)의 독립된 트리거링을 허용하고, 그러한 경우 제어 유닛(24)이 그러한 절차를 최적화하기 위해 제공되고, 그러한 제어 유닛은 개별 입력들에 따라 각각의 작동 시스템들(5, 6)에 속하는 밸브(22, 23) 및/또는 펌프(18, 19)를 각각 제어할 수 있다.
1: 장치 2: 마찰 커플링
3: 제 1 마찰 브레이크 4: 제 2 마찰 브레이크
5: 제 1 작동 시스템 6: 제 2 작동 시스템
7: 실린더-피스톤 장치 8: 마찰 디스크
9: 스프링 10: 피스톤
11: 실린더-피스톤 장치 12: 마찰 디스크
13: 스프링 14: 피스톤
15: 마찰 디스크 16: 유압 라인
17: 유압 라인 18: 펌프
19: 펌프 20: 저장기
21: 저장기 22: 밸브
23: 밸브 24: 제어 유닛
25: 제어 라인

Claims (6)

  1. 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치로서,
    마찰 커플링(2)과 제 1 마찰 브레이크(3)를 포함하고,
    상기 마찰 커플링(2)과 상기 제 1 마찰 브레이크(3)는 공통 유압 작동 시스템(5)에 연결되고, 또 다른 유압 작동 시스템(6)에 연결되는 제 2 마찰 브레이크(4)를 포함하고,
    2개의 작동 시스템(5, 6)은 서로 유압식으로 분리되고,
    상기 제 2 마찰 브레이크(4)는, 견제 장치로서의 기능상, 정적인 하중 토크들을 받는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 작동 시스템(5, 6)은 각각 그것들 자체의 유압식 서플라이에 연결되는 것을 특징으로 하는, 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 작동 시스템(5, 6)은 각각 그것들과 협력하는 피스톤(10, 14)과 스프링(9, 13)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마찰 커플링(2)과 상기 제 1 마찰 브레이크(3)는 스프링 로드된 방식으로 상기 마찰 브레이크(3)에 작용하는 공통 피스톤(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치의 작동 방법으로서,
    분리된 상태로부터 결합된 상태로 변환하기 위해, 처음에는 다른 쪽 작동 시스템(6)에 압력이 인가되고, 상기 제 2 마찰 브레이크(4)가 완전히 열린 다음, 상기 제 1 작동 시스템(5)에 압력이 인가되고, 상기 제 1 마찰 브레이크(3)가 동시에 열리는 동안 상기 마찰 커플링(2)이 닫히는, 작동 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 처리 기계용으로 결합된 커플링 및 브레이크 장치의 작동 방법으로서,
    결합된 상태로부터 분리된 상태로 변환하기 위해, 처음에는 상기 제 1 작동 시스템(5)이 감압되고, 상기 마찰 커플링(2)이 동시에 열리는 동안 상기 제 1 마찰 브레이크(3)가 완전히 닫힌 다음, 다른 쪽 작동 시스템(2)이 감압되고, 상기 제 2 마찰 브레이크(4)가 닫히는, 작동 방법.
KR1020140092617A 2013-07-22 2014-07-22 결합된 커플링 및 브레이크 장치 KR102203586B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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