KR200180570Y1 - 프레스 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 종래 불가능하다고 여겨왔던 확등클러치식 프레스의 급제동을 가능하게 한 것으로, 종래 확동클러치형 프레스에 있어서 감지수단으로부터 위험신호가 제어수단에 입력되면 동력차단수단에 의해 양성클러치부가 음성클러치부로부터 이탈되도록 하므로써 동력이 차단되도록 하였고, 동시에 축브레이크수단에 의해 축을 붙잡아 프레스를 신속하게 정지시킬 수 있도록 하므로써 작업자의 안전사고를 방지는 물론 프레스의 개조에 따른 비용을 엄청나게 절감할 수 있어 업체나 국가적으로도 매우 큰 이득이 되는 고안인 것이다.

Description

프레스 안전장치

본 고안은 프레스 안전장치에 관한 것으로, 특히 확동클러치식 프레스의 안전장치에 관한 것이다.

프레스란 금형과 금형사이에 금속, 비금속물질등을 넣고 압축, 절단, 또는 조형하는 기계를 일컫는 것으로, 대개의 프레스에는 여러 가지 수단의 안전장치(비상정지장치라고도 함)가 설치되어 있다. 그러나 현재 가장 널리 보급되어 사용되고 있는 확동클러치식 프레스(1)의 확동식 클러치(27) 구조는 돌출키(28)가 형성된 양성클러치부(27a)와, 키내삽홈(47)이 구비되는 음성클러치부(27b)가 형성된 동력전달기어(44)로 이루어지는데, 상기 양성클러치부(27a)의 돌출키(28)가 음성클러치부(27b)의 키내삽홈(47)에 삽입되면 동력이 축(21)에 전달되어 상기 축은 크랭크축운동을 하면서 금형을 숭하강시켜 프레싱작업이 가능하게 하며, 이탈되면 동력이 끊겨 축은 점차 회전이 줄어 정지하게 되는 것이다.

즉 종래에도 상기 음성클러치부로부터 양성클러치부를 떼어내기 위한 수단은 여러 가지 방법이 있었다. 예를 들면 양성클러치부에 테이퍼형 돌출턱을 형성하고, 내장되어 있던 핀을 돌출시켜 상기 핀이 돌출턱을 밀어내므로써 양성클러치부의 돌출키가 음성클러치부의 키삽입홈에서 이탈되도록 하거나, 양성클러치부가 회전가능토록 외주를 링으로 감싸고, 상기 링을 에어실린더로 당겨 양성클러치부가 음성클러치부로부터 이탈되도록 하는 방법을 사용하기도 하였다.

그러나 전자의 방법은 돌출된 핀이 양성클러치부의 테이퍼형 돌출턱을 밀어낸다고 하더라도 이미 한행정이 시작된 후에는 행정에 끝나기 전에는 정지시킬 수 없다는 폐단이 있으며, 후자의 방법은 에어실린더로 양성클러치부를 붙잡고 직접 전후진시켜 양성클러치부와 음성클러치부를 결합시키거나 이탈시키는 방법이므로 회전하고 있는 음성클러치부에 정지된 상태의 양성클러치부를 결합시킨다는 것은 원할하게 맞물리지도 않을 뿐 아니라 부딪치는 순간 기계에 엄청난 무리가 가게되는 것이다. 더구나 상기한 방법들은 안전장치로써 사용되는 것이 아닌 단순히 작업을 위한 동력전달 및 차단장치에 불과한 것이다.

이처럼 종래의 확동클러치식 프레스는 핀이나 키에 의해 동력을 전달받는 클러치방식을 사용하는 것이므로 일반적으로 급정지가 불가능한 것으로 인식되어 있어, 상기 확동클러치식 프레스 자체를 개조한 안전장치는 고려조차 하질 않고 있는 실정이다. 더구나 한국산업안전공단 등에서는 확동클러치식 프러스는 급제동이 불가능하다고 판단해 안전사고가 빈번히 발생하는 확통클러치형 프레스는 생산과 사용을 줄이고, 급정지가 용이한 마찰식 클러치형 프레스로 대체, 또는 개조하는 작업을 진행하고 있는 실정이다.

그러나 지금까지 상당한 양의 확동클러치형 프레스가 일반 산업현장에 보급되어 있으며, 특히 영세한 업체에서 많이 보유하고 있는 실정이다. 또한 확동클러치형 프레스를 마찰식 클러치형 프레스로 개조하는 비용이 만만치 않아 정부에서 보조금을 지원한다고 하더라도 업체의 부담은 매우 가중되는 일로써 영세업체에는 다소의 위험을 부담하므로써 산재사고의 위험이 더욱 커지는 실정이다.

또한 마찰식 클러치형 프레스 또한 동력이 전달되고 있는 상태에서 디스크브레이크에 의해 축의 회전을 강제로 정지시킴으로 인해 프레스의 작동을 정지시키는 구조이므로 기계의 각부분에 무리한 부하가 걸리게 되어 프레스의 수명이 줄게되며, 잦은 수리와 교체에 따른 비용부담도 매우 큰 부담을 갖는 것이다.

본 고안은 종래 확동클러치형 프레스에 있어서 종래에는 모터의 동력을 축에 전달하고 차단하는 수단에 불과하던 확동식 클러치부를 개조하여 언제라도 감지수단으로부터 위험신호가 입력되면 동력차단수단에 의해 그 즉시 클러치를 분리시킬 수 있도록 하였다. 종래 동력전달장치에 불과하던 확동식 클러치부가 동력차단수단에 의해 축브레이크수단과 함께 프레스 안전장치의 일부분이 되고, 감지수단의 감지신호를 받는 순간 제어수단에 의해 상기 동력차단수단과 축브레이크수단이 동시에 동작하므로써 프레스를 신속하게 정지시켜 작업자의 안전사고를 예방할 수 있는 것이다.

제1도는 본 고안 프레스 안전장치가 장착된 프레스의 정면도.

제2도는 본 고안에 따른 프레스의 측면도.

제3도는 본 고안에 있어서 동력차단수단의 분리사시도.

제4도는 제3도의 단면도.

제5도는 제3도의 결합된 상태의 정면도.

제6도는 동력차단수단의 작동상태를 보이기 위한 참고도.

제7도는 동력차단수단의 작동상태를 보이기 위한 참고도.

제8도는 본 고안의 에어실린더들을 구동하기 위한 에어계통도.

제9도는 본 고안의 솔레노이드밸브 구동을 위한 블록구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 확동클러치식 프레스 10 : 감지수단

20 : 동력차단수단 21 : 축

21a : 사각축부 22 : 스프링고정판

23 : 스프링지지대 24 : 고정대

26 : 스프링 27 : 확동식 클러치부

27a : 양성클러치부 27b : 음성클러치

28 : 돌출키 30 : 축삽입공

31 : 회동식 쐐기판 32 : 테이퍼형 돌출턱

33 : 회동연결구 34 : 쐐기판구동 에어실린더

35 : 로드 36 : 연결구

40 : 고정쐐기판 41 : 테이퍼형 돌출턱

42 : 고정날개 43 : 너트

44 : 동력전달기어 45 : 축삽입공

47 : 키내삽홈 48 : 축캡

49 : 에어실린더고정대 50 : 축브레이크수단

51 : 슈브레이크 52 : 브레이크구동 에어실린더

60 : 모터 70 : 공장에어라인

71 : 필터레귤레이터 72 : 보조에어탱크

73 : 압력스위치 74 : 안전밸브

75 : 윤활장치 80 : 솔레노이드밸브

90 : 솔레노이드밸브 100 : 전원부

110 : 제어수단

본 고안의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안 프레스 안전장치가 장착된 프레스의 정면도를 도시한 것으로, 도면에 나타난 바와같이 본 고안 프레스 안전장치는 크게 감지수단(10)과 동력 차단수단(20) , 축브레이크수단(50)으로 구성되어진다.

상기 감지수단(10)은 물체의 접근을 감지하기 위해 통상 사용되는 광센서 또는 적외선, 접촉센서등 다양한 센서로 구성되어지며, 작업자의 손이 드나드는 것을 감지하기 위해 금형과 금형사이, 즉 프레스(1)의 작업단 양측에 설치되어진다. 상기 감지수단(10)은 제어수단(110)에 연결되어 상기 제어수단에 의해 감지수단(10)으로부터 위험신호가 입력되는 즉시 동력차단수단(20)과 축브레이크수단(50)을 제어할 수 있도록 한다.

상기 동력차단수단(20)의 구성은 다음과 같다. 종래 확동식 클러치부(27)에 있어서 돌출키(28)가 형성된 양성클러치부(27a)와, 키내삽흠(47)이 구비되는 음성클러치부(27b) 사이에 테이퍼형 돌출턱(32,41)가 맞물리도록 대향되게 형성된 회동식 쐐기판(31)과 고정쐐기판(40)을 형성하고, 상기 고정쇄기판(40)은 프레스(1)의 측면에 돌출된 고정대(24)에 고정되도록 구성하고, 회동식 쐐기판(31)은 외주 일측에 회동연결구(33)가 형성되고, 상기 회동연결구(33)은 에어실린더(34)의 로드(35) 끝단에 형성된 연결구(36)에 결합되어진다. 상기 쐐기판구동 에어실린더(34)는 프레스(1)의 측면에 형성된 에어실린더고정대(4)에 좌우로 움직일 수 있도록 결합되어 구성된다.

따라서 스프링(26)에 의해 전방으로 탄발력이 작용되는 양성클러치부(27a)는 회동식 쐐기판(31)과 고정쐐기판(40)에 내삽되어 음성클러치부(27b)에 접속된 상태가 되므로, 상기 회동식 쐐기판(31)과 고정쐐기판(40)의 테이퍼형 돌출턱(32,41)이 맞물려 있는 상태에서는 제6도에 도시된 바와같이 양성클러치부(27a)의 돌출키(28)가 음성클러치부(27b)의 키내삽홈(47)에 삽입되어 있는 상태가 되어 동력전달기어(44)의 회전력이 축(21)에 전달되고, 상기 축(21)은 크랭크운동을 금형을 승하강시켜 프레싱작업을 할 수 있게 되는 것이다.

반대로 음성클러치부(27b)로부터 양성클러치부(27a)를 이탈시키고자 할 때는 제어수단(110)에 의해 솔레노이드밸브(80)의 방향을 절환시키므로써 공장에어라인(7)의 공압을 이용하여 쐐기판구동 에어실린더(34)를 구동시키게 되고, 따라서 제7도에 도시한 바와같이 회동식 쐐기판(31)이 로드(35)의 길이만큼 양성클러치부(27a)의 외주에서 약간의 회전이 이루어지고, 따라서 회동식 쐐기판(31) 테이퍼형 돌출턱(32)이 고정쐐기판(40)의 테이퍼형 돌출턱(41)을 미끌려 올라가게 되어 회동식 쐐기판(31)과 고정쐐기판(40) 사이에는 간격이 생기게 되며, 그 간격때문에 양성클러치부(27a)의 돌출키(28)는 음성클러치부(27b)의 키내삽홈(47)에서 빠져나오게 되어 동력전달기어(44)의 회전력이 축(21)에 전달되지 않아 축은 점차 정지하게 된다. 물론 대개 프레스의 축(21)에는 클러치가 차단되었을 때 축(21)이 관성에 의해 회전하지 못하도록 제1도, 제2도에 도시한 바와같은 슈브레이크(51)가 설치되어 스프링의 탄발력을 이용해 상시 브레이크를 살짝 잡고 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 동력차단수단(27)은 회동식 쐐기판(31)의 회동에 의해 고정쐐기판(40)사이에 발생하는 간격을 이용해 자연스럽게 음성클러치부(27b)로 부터 양성클러치부(27a)를 이탈시키게 되므로 동력의 순간적인 차단이 가능해지는 것이다.

축브레이크수단(50)의 구성은 다음과 같다. 상기한 바와같이 종래 프레스의 축(21)에는 관성에 의해 회전하지 못하도록 슈브레이크(51)가 설치되어 있는 구성은 언급하였는바, 상기 브레이크구성은 단순히 작업에 필요한 시간을 얻기위해 축을 일시정지시키는 구성에 불과한 것으로, 브레이크의 역할보다는 관성에 의한 축의 계속된 공회전을 막기위한 수단으로 사용될 뿐이었다. 그러나 본 고안에서는 좀더 브레이크기능을 강화하기 위하여 종래에는 스프링에 의해서만 설치된 슈브레이크(51)의 하부에 스프링(53)이 내장되어 평상시에는 스프링의 탄발력에 의해 브레이크를 잡게하고 있다가, 비상시에는 에어실린더(52)에 의해 강한 압력으로 슈브레이크(51)를 잡아 축(21)을 강제로 정지시키도록 한 것이다.

상기한 축브레이크수단(50) 역시 감지수단(10)의 위험신호가 제어수단(110)에 입력된 순간 제어수단(110)에 의해 솔레노이드밸브(90)가 조작되고, 따라서 공장에어라인(7)의 공압을 이용하여 브레이크구동 에어실린더(52)를 구동시키게 되므로써 동력차단수단(2)의 동작과 동시에 상기 동작이 이루어지는 것이다.

상기와 같이 본 고안 프레스 안전장치의 작동방법은 다음과 같다. 즉 프레싱작업 도중 작업자의 부주의로 손이 작업대에 들어간 순간 감지수단(10)은 이를 감지하여 제어수단(110)에 신호를 전달하게 되고, 제어수단은 솔레노이드밸브(80,90)의 밸브방향을 절환시키므로써 공장에어라인(70)의 공압에 의해 쐐기판구동 에어실린더(34)와 브레이크구동 에어실린더(52)를 동작시키게 되고, 결과적으로 쐐기판구동 에어실린더(34)는 동력을 차단하게 되고, 브레이크구동 에어실린더(52)는 축(21)을 붙잡게 되어 순간적으로 프레스가 멈추게 되는 것이다.

본 고안은 종래 불가능하다고 여겨왔던 확동클러치식 프레스의 급제동을 거의 완벽에 가깝도록 이를 해결하였고, 또 종래 확동클러치식 프레스의 구조를 크게 변형시키지 않고 확동식 클러치부분과 축브레이크부분만을 부분적으로 개조하더라도 완벽한 프레스 안전장치로써의 성능을 가지므로 프레스의 개조에 따른 비용을 엄청나게 절감할 수 있어 기존의 확동클러치식 프레스를 그대로 사용할 수 있게 되어 작업자들의 안전사고 방지는 물론 업체나 국가적으로도 매우 큰 이득이 되는 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 공장에어라인(70)에 연결되며, 돌출키(28)가 형성된 양성클러치부(27a)와. 키내삽홈(47)이 구비되는 음성클러치부(27b)로 구성되는 확동식 클러치부(27)로 구성된 확동클러치식 프레스(1)에 있어서 접근하는 물체를 감지하기 위한 감지수단(10)과, 상기 감지수단(10)의 신호를 받아 에어실린더(34,52)를 구동시키기 위한 솔레노이드밸브(80,90)를 제어하는 제어수단(110)과, 상기 에어실린더(34)의 구동력에 의해 음성클러치부(27b)로 양성클러치부(27a)를 이탈시키는 동력차단수단(20)과, 슈브레이크(51)의 하부에 형성된 축브레이크수단(50)으로 구성되어짐을 특징으로 하는 프레스 안전장치.
2. 제1항에 있어서 상기 동력차단수단(20)은 돌출키(28)가 형성된 양성클러치부(27a)와 키내삽홈(47)이 구비되는 음성클러치부(27b) 사이에 테이퍼형 돌출턱(32,41)이 맞물리도록 대향되게 형성된 회동식 쐐기판(31)파 고정쐐기판(40)을 형성하되, 상기 고정쐐기판(40)은 프레스(1)의 측면에 돌출된 고정대(24)에 고정되며, 외주 일측에 회동연결구(33)가 형성된 회동식 쐐기판(31)은 상기 회동연결구(33)가 에어실린더(34)의 로드(35) 끝단에 형성된 연결구(36)에 결합되도록 하고, 상기 쐐기판구동 에어실린더(34)는 프레스(1)의 측면에 형성된 에어실린더고정대(4)에 좌우로 움직일 수 있도록 결합되어 구성되어 짐을 특징으로 하는 프레스 안전장치.
3. 제1항에 있어서 상기 축브레이크수단(50)은 스프링(53)이 내장된 브레이크구동 에어실린더(52)로 구성되어짐을 특징으로 하는 프레스 안전장치.