KR20010033338A - 유체 작동식 작업장치 - Google Patents

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KR20010033338A
KR20010033338A KR1020007006798A KR20007006798A KR20010033338A KR 20010033338 A KR20010033338 A KR 20010033338A KR 1020007006798 A KR1020007006798 A KR 1020007006798A KR 20007006798 A KR20007006798 A KR 20007006798A KR 20010033338 A KR20010033338 A KR 20010033338A
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발트만디터
해겔레에른스트
뮐러게랄트
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뮐러 로다르
훼스토 악티엔 게젤샤프트 운트 코
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Abstract

하우징(2), 하우징(2)과 관련하여 유압에 의해 움직일 수 있는 피스톤 로드(6) 및 피스톤 로드(6)의 위치에 따라서 작동될 수 있는 하나 이상의 제어밸브(28 및 28')를 포함하는 유체 작동식 작업장치가 개시된다. 제어밸브는 밀봉지역(43 및 43')과 협력하여 두 개의 유체 공간(46 및 47) 사이의 유체 연결을 제어할 수 있는 제어부재를 포함하고, 밀봉지역은 하우징에 대하여 고정된다. 제어부재는 자체 외주면상에 대응하는 형상을 갖는 피스톤 로드(6)에 의해 직접 구성된다.

Description

유체 작동식 작업장치 {FLUID-ACTUATED WORKING DEVICE}
공지되어 있는 유체 작동식 작업장치로는 유압을 증가시킬 수 있는 압력 부스터(pressure booster)가 있다. 이 경우, 하우징은 두 개의 피스톤 챔버를 가지며, 기능적 작업유니트를 구성하도록 피스톤 로드에 의해 연결된 피스톤이 상기 챔버 내에 위치된다. 피스톤 챔버는 밸브장치에 의해 두 개의 작업공간으로 각각 분할되며, 밸브수단이 외측 작업공간을 제어하는 역할을 하여 기능적 작업유니트의 왕복행정이 이루어진다. 왕복운동 동안에 피스톤 로드측의 작업공간의 외부로 이동되는 유체는 고압 공간으로 공급되며, 여기서 승압이 이루어진다. 밸브수단을 전환하기 위하여, 하우징 내에 통합된 제어밸브가 제공될 수 있으며, 이 제어밸브의 제어부재는 피스톤 로드측의 인접 작업공간 내로 연장되고 피스톤의 타격에 의한 행정의 끝 무렵에 기계적으로 작동된다.
이와 같은 설계의 경우에는, 제어밸브의 작동용 수단이 신뢰성이 없으며 마모되기 쉬운 단점이 있다. 따라서, 밸브의 기능을 전환시키기 위하여 전기신호를 이용하는 것이 이미 제안되어 왔는데, 이러한 전기신호는 물리적인 접촉이 없이 피스톤에 응답하는 센서들에 의하여 생성된다. 그러나, 제어 및 동력을 위하여 전기에너지에 의해 작동되어야 하기 때문에 비교적 고가라는 단점이 있다.
본 발명은 하우징, 하우징과 관련하여 유압에 의해 움직일 수 있는 피스톤 로드, 및 피스톤 로드의 위치에 따라서 작동 가능한 하나 이상의 제어밸브를 포함하는 유체 작동식 작업장치에 관한 것으로서, 상기 제어밸브는 밀봉지역과 협력하여 두 개의 유체 공간 사이의 유체 연결을 제어할 수 있는 제어부재를 포함하고, 상기 밀봉지역은 하우징에 대해 고정된다.
도 1은 압력 부스터의 형태로서 바람직한 구성을 갖춘 유체 작동식 작업장치의 일실시예인 도 2의 선 I-I을 따라 취한 종단면도이고, 그리고
도 2는 도 1의 선 II-II를 따라 취한 도 1의 구성의 횡단면도이다.
본 발명의 목적은 밸브 작동에 있어서 기능적 신뢰성을 보장하면서 마모가 적으며 경제적인 유체 작동식 작업장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 제어밸브의 제어부재는 피스톤 로드의 외주면과 상응하는 형상으로 직접 구성된다.
각각의 제어밸브에 대한 이러한 방식에 따라서, 마모되기 쉬운 기계적인 커플링에 의해 작동되는 독립적인 제어부재는 더 이상 필요하지 않다. 제어부재는 피스톤 로드에 의해 직접적으로 구성되고, 자체 외주면이 적절한 형상을 갖기 때문에 밀봉지역과 협동하여 유체 공간들 사이의 유체 연결을 제어한다. 유체 연결을 완전하게 차단하기 위해서는, 단지 밀봉지역과 유밀(fluid-tight) 접촉하는 외측형상을 제공하면 된다. 만일 유체 연결을 개방하고자 하면, 유압 매질의 이동을 가능하게 하는 이송 간극이 피스톤 로드와 밀봉지역 사이에 제공되도록 피스톤 로드의 외측형상이 감소하는 단면을 갖기만 하면 된다. 피스톤 로드의 대응 형상 길이부의 길이와 위치를 결정함으로써, 제어밸브의 행정에 따른 작동을 달성하는 것이 쉽게 가능해지고 따라서 어떠한 밸브수단도 동일하게 작동되는 것이 가능해진다. 압력 부스터에 바람직하게 적용한 경우에는, 마모되기 쉬운 어떠한 기구도 갖지 않으면서 거의 복잡하지 않은 행정 방향의 사전설정에 이용되는 밸브수단의 기능을 전환하는 것이 가능하다. 필요시, 하우징의 외부에 장착될 수 있는 하나 이상의 매스 생성 밸브(mass produced valve)를 결합한 밸브수단을 제조하는 것이 가능하다. 또한, 하우징에 통합된 밸브수단을 공간 절약방식으로 구성할 수도 있으며, 이 경우 밸브는 다중 방향 펄스 밸브(multi-way pulse valve)로서 바람직하게 설계될 수 있다. 더욱이, 고가의 센서 및 부속 작동소자(예컨대, 영구자석)와 추가의 제어 시스템 소자를 필요로 하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 유익한 개선점들은 종속항에서 개시된다.
바람직한 설계의 경우, 두 개의 유체 공간은 피스톤 로드를 둘러싸는 밀봉지역에 축방향으로 양측면상에서 인접하며, 피스톤 로드는 유체 연결을 차단하는 적어도 하나의 길이부(폐색부)를 가지며, 상기 길이부의 형상은 밀봉지역과 겹쳐지는 위치에 있을 때, 즉 대체로 밀봉지역과 축방향으로 동일한 레벨에 있을 때 밀봉지역과 밀봉 접촉하여 차단 또는 폐색 위치에 있도록 형성된다. 또한, 피스톤 로드는 밀봉지역을 덮는 위치에 있을 때, 즉 적어도 기본적으로 밀봉지역과 동일한 레벨에 있을 때 두 개의 유체 공간을 연결하는 이송 간극으로 유도할 수 있는 적어도 한 개의 길이부(안내부)를 갖는 것이 바람직하며, 상기 간극은 유압 매질의 유동을 허용한다.
안내부가 피스톤 로드 내에 주변부에서 연장되는 그루브(groove)형 리세스로 구성됨으로써, 높은 유동률을 동시에 가능하게 하는 간단한 제작이 가능하다. 또한, 희망 제어 기능에 따라서 소정 개수의 안내부가 적당한 간격으로 피스톤 로드 상에 제공될 수도 있다.
피스톤 로드가 적어도 하나의 피스톤과 결합하여 하우징 내부를 두 개의 작업공간으로 분할하는 것이 바람직하며, 상기 작업공간은 그들의 관계에 따라서 제어되며, 그 중 제 1 작업공간은 피스톤 로드측의 작업공간에 연결되거나 그러한 작업공간에 의해 형성된다.
특히, 유체 작동식 작업장치가 압력 부스터의 형태로 설계된 경우, 적어도 하나의 제어밸브에 의해 작동될 수 있는 하나의 밸브수단을 갖는 것이 바람직하다. 밸브수단을 매개로 함으로써, 피스톤 로드의 행정 방향을 사전설정하는 것이 가능해진다. 예컨대, 피스톤 로드의 사전결정된 축방향 위치에 따라서 행정 방향을 역전시키는 것이 가능해진다.
제어밸브의 밀봉지역은 하우징의 벽(이를 통해 피스톤 로드가 연장됨) 내에 있는 것이 바람직하며, 특히 환형 시일에 의해 형성되고, 환형 시일은 립(lip) 시일 또는 소위 그루브(groove) 시일의 형태로 설계되는 것이 바람직하다.
두 개의 피스톤 챔버를 갖는 압력 부스터의 형태로 장치를 설계한 경우, 그러한 피스톤은 피스톤 로드에 의해 결합되어 기능적 작업 유닛을 형성하며, 피스톤 챔버 사이에 위치한 칸막이는 필요시 논리회로를 포함할 수도 있고, 밸브수단으로부터 피스톤 챔버의 외측 작업공간으로 연장된 덕트 내에 동시에 압력이 존재하지 않거나 동시에 작동 압력(1차 압력)이 형성된 경우에는 상기 논리회로는 행정방향을 사전설정하는 밸브수단의 역전에 응답할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면과 관련하여 상세히 설명한다.
이하, 본 발명을 압력 부스터의 형태인 유체 작동식 작업장치(1)와 관련하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 다른 유형의 유체 작동식 작업장치와 관련하여 적용될 수도 있다.
예시된 작업장치(1)는 하우징(2)을 포함하고, 두 개의 피스톤 챔버(4 및 4')가 순차적으로 축방향으로 형성되어 있으며 중간벽(3)에 의해 서로 분리되어 있다. 각각의 챔버 내에는 축방향 가동 피스톤(5 및 5')이 배치되어, 각 피스톤 챔버(4 및 4')의 원통형 내면과 밀봉 접촉한다.
두 개의 피스톤(5 및 5')은 축방향 연장된 피스톤 로드(6)에 의해 서로 고정 연결되고, 상기 피스톤 로드(6)는 중간벽(3)을 관통하여 축방향으로 전체적으로 움직일 수 있는 기능적 작업 유닛(7)을 구성한다. 중간벽(3)은 피스톤 로드(6)가 관통하는 축방향으로 정렬된 통로 개구(8)를 구비한다.
각 피스톤(5 및 5')은 관련 피스톤 챔버(4 및 4')를 피스톤 로드 측에서 중간벽(3)과 결합하는 내측 작업공간(12 및 12') 및 피스톤 로드(6)가 관통되지 않는 축방향 대향 외측 작업공간(13 및 13')으로 분할한다.
하우징(2)의 벽 내에서 적어도 부분적으로 연장하는 1차 제 1 덕트설비(14)는 유압에 의해 작동될 수 있는 중간 밸브수단(15)을 경유하여 두 개의 외측 작업공간(13 및 13')을 하우징(2)의 외면에 있는 공급 개구(16)에 연결시키고, 이 개구를 통하여 특히 압축된 공기이며 압력(P1)이 가해진 유체 매질이 공급된다. 1차 제 1 덕트설비(14)의 일부로서, 중간 압력 설정장치(17)(도 2에 개략적으로 도시됨)가 적절하게 제공되며, 이러한 압력 설정장치는 압력 조절기(regulator)의 형태인 것이 바람직하다. 공급 개구(16)에 인접하도록 밸브수단(15)쪽으로 상당히 연장하며 밸브수단(15)에서 얻어지는 정확한 1차 압력의 사전설정을 가능하게 한다. 필요하다면 압력 설정장치(17)를 없앨 수도 있다.
실시예의 밸브수단(15)은 5/2 방향 밸브의 형태로 설계되며, 약간의 유체 작동에 의해 전환될 수 있으며 작동압력이 단절된 후 각각의 전환 위치를 유지하는 소위 펄스 밸브(pulse valve)일 수 있다.
1차 제 1 덕트설비(14)는 밸브수단(15)에 의해 공급 개구에 이르는 한 개 이상의 덕트부(18) 및 두 개의 외측 작업공간(13 및 13')으로 개방되는 피스톤 공간측의 적어도 두 개의 덕트부(19)로 분할된다. 또한, 밸브수단(15)은 두 개의 배출 덕트(20)와 연통한다.
밸브수단(15)의 밸브부재(23)(도 1에 개략 도시됨)의 전환 위치에 따라서, 1차 압력 하에 있는 유체는 외측 작업공간(13 및 13')으로 각각 공급되며, 동시에 각각의 외측 작업공간(13 및 13')이 비워진다. 이에 따라, 기능적 작업 유닛(7)은 어느 한 축방향으로 이동한다.
밸브수단(15)의 전환은 예컨대, 서보 피스톤 또는 서보 다이아프램의 형태이며 밸브수단(23)과 협력하는 작동수단(24)에 작용하는 작동압력의 지배를 받는 유체에 의해 일어난다. 실시예에 있어서, 각각의 작동수단(24)은 밸브부재(23)의 두 개의 축방향 끝단 지역과 결합하며, 작동수단(24)의 유체 작동은 작동 덕트(22)를 통해 일어난다.
공급 개구(16)에 연결되는 1차 제 2 덕트설비(25)는 제 1 체크 밸브(26 및 26')의 중개에 의해 피스톤 로드측의 두 개의 내측 작업공간(12 및 12')과 연통한다. 도시된 실시예에서, 1차 제 2 덕트설비(25)는 공급 개구(16)에서 시작되는 공통 덕트부(27)를 포함하며 하우징 벽의 내부에서 두 개의 분기부(28 및 28')로 분기되고 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')에 개방되며 제 1 체크밸브(26 및 26')가 배치된다. 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로 유체의 유동이 가능하고 역방향으로의 유동은 방지되도록 제 1 체크밸브(26 및 26')가 구성된다.
또한, 2차 덕트설비(32)가 제공되는데, 이 설비는 한편으로는 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')과 연통하고 다른 한편으로는 하우징(2)의 외면에 제공된 배출 개구(33)에 연결되며, 개구(33)에 의하여 고압 수용기(34)에 연결된다. 고압 수용기(34) 내에서는, 입구에서 인가되는 1차 압력(P1)보다 높은 2차 압력(P2)이 생성된다.
또한, 2차 덕트설비(32)는 1차 제 2 덕트설비(25)와 유사하며, 2차 덕트설비(32) 또한 출구 개구(33)에서 연장되는 공통 덕트부(35)로 분기되고, 두 개의 분기부(36 및 36')가 덕트부(35)로부터 분기되어 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로 개방된다. 각각의 분기부(36 및 36')에는 제 2 체크밸브(37 및 37')가 배치되어, 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로부터 고압 수용기(34)로 유체의 유동이 가능하고 역방향으로의 유동은 방지되도록 제 1 체크밸브(26 및 26')와 반대로 구성된다.
제 1 체크밸브(26 및 26') 및 제 2 체크밸브(37 및 37')는 중간벽 또는 칸막이(3) 내에 배치되는 것이 바람직하지만, 외부에 제공될 수도 있다.
작업장치의 작동 중에, 도 1에 도시된 상태에서 시작하여 밸브수단(15)의 희망 전환 위치를 사전설정함으로써 우측 외부 작업공간(13')에 1차 압력(P1)으로 유체가 공급되고, 동시에 대향 외부 작업공간(13)은 비워진다. 따라서, 기능적 작업 유닛(7)은 좌측으로 이동하고, 칸막이(3)쪽으로 이동하는 도 1의 우측의 피스톤(5')은 1차 제 2 덕트설비(25)를 통해 피스톤 로드측의 관련 작업공간(12')으로 공급된 유체를 압축하여, 압축된 유체를 피스톤 로드측의 작업공간(12')과 연통하는 2차 덕트설비(32)의 분기부(36')를 통해 고압 수용기(34)로 유출한다. 그 때, 다른 덕트부(36)에 존재하는 제 2 체크밸브(37)는 피스톤 로드측의 다른 작업공간(12)으로 유체가 이동하는 것을 방지한다.
그러한 행정 이동 동안에, 1차 제 2 덕트설비(25)를 통해 1차 압력(P1)을 받은 유체는 도 1의 좌측에 위치한 피스톤 챔버(4)의 피스톤 로드측의 작업공간(12)의 증가된 체적 내로 유동한다.
기능적 작업 유닛(7)이 자체 행정의 말미에 도달하면, 피스톤 로드측의 피스톤 챔버(4)의 작업공간(12)(도 1에서 좌측)은 최대 체적 상태로 간주된다. 다음 단계에서는 기능적 작업 유닛(7)의 운동 방향이 역전되도록 밸브수단(15)이 전환되어, 유체는 도 1의 좌측의 피스톤 챔버(4)의 피스톤 로드측의 작업공간(12)의 외부로 유출되어 거기서 얻어진 압력에 가해지고, 2차 덕트설비(32)를 통해 고압 수용기(34)로 유출된다.
따라서, 고압 수용기(34) 내에는 1차 압력(P1)보다 높은 2차 압력(P2)이 점진적으로 형성된다. 고압 수용기(34)에 존재하는 압력이 제어 압력(일점쇄선으로 도시됨)으로서 압력 조절기(17)로 복귀하기 때문에, 소정이 작업이 가능하다. 필요시 압력 조절기(17)가 밸브수단(15)으로의 유체 공급을 중단시키는 경우, 소정의 2차 압력(P2)에 도달된다.
전술한 장치(1)의 작동방법은 하우징(2)에 대한 기능적 작업 유닛(7)의 축방향 위치에 좌우되는 방법으로 밸브수단(15)이 작동될 것을 요한다. 이에 따라서 본 실시예에서는 밸브수단(15)의 작동수단(24)으로부터 상류에 위치한 두 개의 제어밸브(38 및 38')를 사용하며, 상기 밸브(38 및 38')는 피스톤 로드(6)의 위치에 좌우되는 방법으로 작동되어 밸브수단(15)의 작동 또는 역전을 일으킨다. 제어밸브가 밸브수단(15)의 작동수단(24)으로의 작동유체의 공급을 제어함으로써 밸브수단(15)의 역전 작용이 발생한다.
피스톤 로드(6)가 두 개의 제어밸브의 제어부재를 구성함으로써 피스톤 로드(6)가 두 개의 제어밸브의 부품이고, 그리고 각각의 제어밸브(38 및 38')와 결합되고 하우징에 대해 고정된 밀봉지역과 협동함으로써 작동수단(24)으로의 작동유체의 공급을 제어하는 것은 장점이 된다.
밀봉지역(43 및 43')은 하우징(2)의 칸막이(3)(이를 통해 피스톤 로드(6)가 연장됨) 내에 배치되며, 또한 도시된 실시예에서는 통로 개구(8)의 주변 그루브 내에 축방향으로 고정된 적어도 하나의 환형 시일(44)에 의해 형성된다. 환형 시일(44)로는 립 시일(그루브 링으로도 불려짐)이 편리하다.
피스톤 로드(6)는 밀봉지역(43 및 43')에 의해 동축으로 둘러싸인다. 밀봉지역(43 및 43')은 관련 피스톤 챔버(4 및 4')이 경계면인 칸막이(3)의 말단면(45 및 45')으로부터 축방향으로 약간 이격되는 것이 바람직하다.
각각의 밀봉지역(43 및 43')은 제 1 유체공간(46)과 제 2 유체공간(47) 사이에서 축방향으로 배치된다. 통로 개구(8)와 피스톤 로드(6)의 외측면 사이의 비교적 축방향으로 짧은 제 1 유체 공간(46)은 피스톤 로드측의 각각의 인접 작업공간(12 및 12')과 연결된다(실시예에서는 환형 간극임). 제 1 유체 공간(46)은 피스톤 로드측의 인접 작업공간에 의해 직접적으로 형성될 수도 있다.
실시예에 있어서, 제 2 유체 공간(47)은 환형 중간 공간으로 구성되며, 피스톤 로드(6)와 통로 개구(8)의 내측면 사이에서 각각의 밀봉지역(43 및 43')의 뒤로 축방향으로 제공된다. 통로 개구(8)를 매개로 하여 두 개의 유체 공간(47)이 서로 연통하는 것을 방지하기 위하여, 관련 밀봉지역(43 및 43')에 축방향으로 대향인 측에서 상기 유체 공간들은 칸막이(3)의 내부에서 서로에 대하여 밀봉된다. 각각의 제 2 유체 공간(47)이 측면에 위치하기 때문에, 이 실시예에서 피스톤 로드(6)의 외측면과 일정하게 밀봉 접촉하며 환형 시일로 구성된 다른 밀봉지역(48)에 의해 밀봉지역(43 및 43')에 대향의 축방향 측에서 확실하게 밀봉이 보장되며, 특히 상기 시일은 립 시일 또는 그루브 링의 형태이다. 이 점에 있어서, 누출물 제거 덕트(49)(일점쇄선으로 도시됨)가 제공될 수 있으며, 이 덕트(49)는 한편으로는 길이부로 개방되고 통로 개구(8)의 두 개의 추가 밀봉지역(48)의 사이에 존재하며 다른 한편으로는 하우징(2)의 외측면으로 연장되어 어떠한 발생 누출물도 제거할 수 있다.
피스톤 로드(6)가 희망 제어 기능에 따라서 자체 길이를 따라 설계된 외측형상을 갖기 때문에 피스톤 로드(6)의 유체 제어 기능이 가능해 진다. 피스톤 로드(6)의 길이를 따라서 상기 외측 형상이 변하기 때문에, 두 개의 유체 공간(46 및 47)간의 유체 연결을 제어하기 위하여 밀봉지역(43 및 43')과의 피스톤 로드(6)의 행정에 따른 협동을 가능하게 한다. 제 2 유체 공간(47)이 작동수단(24)에 연결된 전술한 작동 덕트(22)와 연통하기 때문에, 밸브수단(15)의 작동을 보장하는 것이 가능해지며, 여기서 작동유체 및 작동 신호가 피스톤 로드측의 공간(12 및 12')으로부터 얻어진다.
본 실시예의 피스톤 로드(6)는 칸막이(3)를 갖춘 길이부보다 긴 길이부를 가지며, 이 길이부(이하, 폐색부(52)로 칭함)는 제어밸브(38 및 38')의 두 개의 유체 공간(46 및 47) 사이의 유체 연결을 차단하는 역할을 한다. 폐색부(52)는 밀봉지역(43 및 43') 중의 하나와 겹쳐지고 밀봉지역(43 및 43')과 밀봉 접촉하도록 형성되어, 폐색 위치에서 두 개의 인접한 제 1 및 제 2 유체 공간(46 및 47)간의 유체 연결을 차단한다. 폐색 위치에서, 폐색부(52)는 관련 밀봉지역(43 및 43')과 축방향으로 정렬되고 이들에 의해 또는 관련 시일(44)에 의해 밀봉방식으로 둘러싸인다.
또한, 피스톤 로드(6)는 폐색부(52)에서 양측에 서로 축방향으로 인접하는 두 개의 축방향으로 이격된 길이부(이하, 안내부(53 및 53')로 칭함)를 가지며, 상기 안내부(53 및 53')는 두 쌍의 유체 공간(46 및 47) 사이를 행정에 따라 유체 연결시키는 개구의 역할을 한다. 유체 연결부(53 및 53')는 관련 밀봉지역(43 및 43')에서 적어도 하나의 이송 간극(54)이 유체 공간(46 및 47) 중의 하나에 연결되도록 형성되며, 이들은 각각의 밀봉지역(43 및 43')으로부터 적어도 부분적으로 방사상 이격되도록 배치된다. 이송 간극(54)이 두 개의 유체 공간(46 및 47) 사이를 연결시키기 때문에 각각의 위치는 안내 위치로 칭해지며, 이에 의해 관련 밀봉지역(43 및 43')을 통한 유체의 통과를 가능하게 된다.
만족스러운 유체의 통과 또는 유동률을 얻기 위하여, 도시된 바와 같이 각각의 안내부(53 및 53')는 이송 간극(54)이 환형 간극이 되도록 피스톤 로드(6) 내에 절취된 그루브형 리세스로 형성된다. 그러나, 하나 이상의 국부적인 리세스가 피스톤 로드(6)의 둘레의 안내부(53 및 53') 상에 제공되는 것으로 대체될 수도 있다. 중요한 점은 안내부(53 및 53')에서 피스톤 로드(6)가 충분한 길이에 걸쳐서 폐색부(52) 또는 관련 밀봉지역(43 및 43')보다 작은(또는 감소된) 단면을 갖는다는 것이다.
피스톤 로드(6)는 피스톤(5 및 5')이 칸막이(3)의 말단면(45 및 45')에 인접한 위치에 이르거나 이에 접할 때까지 모든 시간 동안 폐색부(52)가 유효할 수 있도록 설계된다. 따라서, 본 실시예에서는 안내부(53 및 53')가 두 개의 피스톤(5 및 5') 중 하나로부터 단지 약간만 이격되도록 배치된다.
행정 동안에, 그러한 이유로 제어밸브(38 및 38')는 두 개의 밀봉지역(43 및 43')과 협동하는 폐색부(52)에 의해 차단된다. 반면에 피스톤(5 및 5') 중의 하나가 자체 말단 위치에 도달한 경우에, 이와 협동하는 안내부(53 및 53')는 차단되지 않은 이송 간극(54)과 인접한 작동 덕트(22)를 통하여 피스톤 로드측의 관련 작업공간(12 및 12')으로부터 밸브수단(15)으로 고압의 유체가 통과할 수 있도록 안내 위치에 있게 된다. 따라서, 피동 기능적 작업유닛에 의한 기계적인 밸브의 조작 없이, 또한 특별히 적합한 센서 수단을 사용할 필요 없이, 밸브수단(15)의 유압 초기 전환 또는 역전이 이루어지게 된다.
작동 시스템(22) 내에 생성되는 압력이 관련 제어밸브(38 및 38')의 폐쇄 후에 신속하게 강하하는 것을 보장하기 위하여, 각각의 작동 덕트(22)는 적절한 배출 수단(55)을 갖는다. 도시된 실시예에 있어서, 그러한 수단은 각각의 작동 덕트를 대기로 연결시키는 동시에 전환에 필요한 압력의 설정을 방해하지 않으면서 압력을 대기압과 동일화시킬 수 있는 노즐 또는 초크(choke)의 형태이다.
칸막이 내에 논리회로(도시 생략)를 설비하는 것이 바람직하여, 피스톤 공간 측에서 1차 제 1 덕트설비(14)의 두 개의 덕트부 내에 1차 압력이 동시에 존재하거나 1차 압력이 동시에 존재하지 않을 때, 상기 회로는 밸브수단(15)의 전환 또는 역전을 일으킨다.
도시된 실시예에 있어서, 밸브수단(15)은 하우징의 외부에 장착되며, 특히 그들 사이에 보조판 또는 중간판을 갖는다. 그러나, 하우징, 특히 칸막이(3) 내에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있음을 이해하여야 한다. 또한, 부연하면 도 1은 밸브수단(15)의 밸브 기능을 보다 명확하게 하도록 기호화된 회로도를 포함한다.
상이하게 설계된 작업장치들의 경우에, 특히 단 하나의 피스톤을 갖춘 통상적인 유압 실린더의 구성에 따른 경우에, 피스톤 로드가 하나 이상의 제어밸브를 위한 제어부재로서 이용될 수도 있음은 자명하다.

Claims (16)

  1. 유체 작동식 작업장치로서, 하우징(2), 상기 하우징(2)과 관련하여 유압에 의해 움직일 수 있는 피스톤 로드(6) 및 상기 피스톤 로드(6)의 위치에 따라서 작동될 수 있는 하나 이상의 제어밸브(28 및 28')를 포함하며, 상기 제어밸브가 밀봉지역(43 및 43')과 협력하여 두 개의 유체 공간(46 및 47) 사이의 유체 연결을 제어할 수 있는 제어부재를 포함하고, 상기 밀봉지역은 상기 하우징에 대하여 고정되어 있는, 유체 작동식 작업장치에 있어서,
    상기 제어부재는 자체 외주면상에 대응하는 형상을 갖는 상기 피스톤 로드(6)에 의해 직접 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 유체 공간(46 및 47)은 상기 피스톤 로드(6)를 동축으로 둘러싸는 밀봉지역(43 및 43')에 축방향 양측면상에서 인접하며,
    상기 피스톤 로드(6)는 유체 연결을 차단할 수 있는 하나 이상의 길이부(폐색부(52))를 구비하며, 상기 폐색부는 상기 밀봉지역(43 및 43')과 겹쳐지는 위치에 있을 때 상기 밀봉지역(43 및 43')과 밀봉 접촉하도록 형성(폐색 상태)되며,
    상기 피스톤 로드(6)는 유체 연결을 개방시킬 수 있는 하나 이상의 길이부(안내부(53 및 53'))를 구비하며, 상기 안내부는 상기 유체 공간(46 및 47)을 연결하는 하나 이상의 이송 간극(54)에 의하여 상기 밀봉지역(43 및 43')과 겹쳐지는 위치에 있을 때 상기 밀봉지역(43 및 43')으로부터 적어도 부분적으로 방사상 이격되어 배치되도록 형성(안내 상태)되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 안내부(53 및 53')는 상기 피스톤 로드(6)에 형성된 그루브형 리세스에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유체 공간(46 및 47) 중 어느 하나는 제어밸브(38 및 38')의 밀봉지역(43 및 43')에 의해 한쪽 축방향측에서 그리고 상기 피스톤 로드(6)와 접촉하는 다른 밀봉지역(48)에 의해 다른 쪽 축방향측에서 상기 피스톤 로드(6)에 인접하여 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 인접 유체 공간(47)에 대향인 축방향측의 다른 밀봉지역(48)에 인접하고 상기 피스톤 로드(6)를 둘러싸는 공간은 누출물 제거 채널(49)과 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 로드(6)는 하나 이상의 피스톤(5 및 5')과 결합하여 하우징(2) 내부를 두 개의 작업공간(12 및 12'; 13 및 13')으로 분할하며, 상기 유체 공간(46)의 제 1 공간이 피스톤 로드측의 상기 작업공간(12 및 12')과 연결되거나 상기 작업공간(12 및 12')에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제어밸브(38 및 38')에 의해 작동될 수 있는 밸브수단(15)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 밸브수단(17)은 상기 피스톤 로드(6)의 행정의 크기를 사전설정하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 밸브수단(17)을 위한 유체 작동 신호가 제 2 유체 공간(47)으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브수단(17)은 상기 하우징(2)상의 외부에 장착되거나 상기 하우징(2) 내에 적어도 부분적으로 통합되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어밸브(38 및 38')의 밀봉지역(43 및 43')은 상기 하우징(2)의 벽(3) 내에 제공되고, 상기 피스톤 로드(6)는 상기 벽을 관통 연장하는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉지역(43 및 43')은 특히 립 시일인 환형 시일(44)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 작업장치가 압력 부스터의 형태로 설계되며, 상기 하우징(2)은 하나 이상의 피스톤 챔버(4 및 4')를 포함하며, 상기 챔버는 피스톤 로드(6)에 연결된 피스톤(5 및 5')에 의해 두 개의 유체 가압가능한 작업공간(12 및 12'; 13 및 13')으로 분할되며, 수단(32)이 제공됨으로써 상기 피스톤 로드(6)의 행정 방향을 역전시키기 위한 상기 밸브수단(15)에 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로부터 발생한 유체 작동 신호를 공급하기 위하여 상기 작업공간(12 및 12')의 체적의 감소에 따라 발생하는 행정 이동 중에 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로부터 고압 수용기(34)가 공급을 받고 제어밸브(38 및 38')가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 작업장치가 압력 부스터의 형태로 설계되며;
    - 상기 하우징(2)은 칸막이(3)에 의해 서로 분할되는 두 개의 피스톤 챔버(4 및 4')를 가지며, 상기 각각의 피스톤 챔버 내에는 피스톤(5 및 5')이 배치되어 두 개의 작업공간(12 및 12'; 13 및 13')을 분리시키고, 상기 두 개의 피스톤(5 및 5')은 피스톤 로드(6)에 의해 서로 고정 연결되어 기능적 작업 유닛(7)을 형성하며, 상기 피스톤 로드(6)는 상기 칸막이(3)를 관통 연장하고;
    - 두 개의 제어밸브(38 및 38')가 제공되고, 상기 제어밸브의 밀봉지역(43 및 43')은 상기 칸막이(3)의 통로 개구(8) 내에 배치되며, 상기 통로 개구(8)를 통하여 피스톤 로드(6)가 연장되고, 두 개의 관련 유체 공간(46) 각각은 피스톤 로드측의 인접 작업공간(12 및 12')에 의해 형성되거나 이 작업공간(12 및 12')에 연결되며, 다른 두 개의 유체 공간(47)은 칸막이(3) 내에 적어도 부분적으로 연장된 작동 덕트(22)를 통해 유체 작동식 밸브수단(15)의 작동수단(24)과 연통하고;
    - 1차 제 1 덕트설비(14)가 제공되어, 이를 통해 유체가 어느 한쪽 축방향으로 기능적 작업 유닛(7)을 이동시키기 위하여 상기 밸브수단(15)을 경유하여 외측 작업공간(13 및 13')으로 선택적으로 공급될 수 있으며, 그리고 1차 제 2 덕트설비(25)가 제공되어, 이를 통해 피스톤 로드측의 두 개의 작업공간(12 및 12')이 제 1 체크밸브(26 및 26')를 매개로 하여 1차 압력을 받은 유체에 의해 작동될 수 있고; 그리고
    - 2차 덕트설비(32)가 제공되어 유체를 복귀시키며, 상기 유체는 제 2 체크밸브(37 및 37')를 매개로 하여 피스톤 로드측의 작업공간(12 및 12')으로부터 고압 수용기(34)로 이동되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 논리회로가 상기 칸막이(3) 내에 제공되며, 상기 회로는 밸브수단(15)으로부터 1차 제 2 덕트설비(25)의 외측 작업공간(13 및 13')으로 연장된 덕트(19)에 동시에 압력이 존재하지 않거나 또는 동시에 1차 압력이 존재할 때 상기 밸브(15)의 전환을 일으키는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 작동 덕트(22)를 위한 배출 수단(5)이 제공되며, 상기 수단은 관련 제어밸브(38 및 38')가 피스톤 로드에 의해 차단될 때 작동되는 것을 특징으로 하는 유체 작동식 작업장치.
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