KR20030014714A - 공구의 공압식 조작 장치 - Google Patents

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한스 외티커 아게 마쉬넨-운트 아파라테파브리크
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Abstract

본 발명은, 특히 공압식 플라이어(1)와 같은, 압력에 의해 구동될 수 있는 공구의 공압 조작 장치에 관한 것이다. 이 장치는 병진 방향 힘을 발생시키기 위해 공압식으로 조작되고 확고하지 않게 끼워진 하나 이상의 피스톤(5)이 일렬로 배치된 실린더(3)를 구비한다. 피스톤(5)의 각 피스톤 로드(6)는 립 시일과 같은 시일(24)에 의해 선행 피스톤(5, 34)에 대해 밀봉되고 실린더 커버(13) 내에서 안내된다. 웨지 피스톤(34)과 같은 부품이 피스톤에 기능적으로 연결되어 있으며, 상기 웨지 피스톤은 설형 웨지(35)에 결합되어 병진 방향 힘을 전달하고 공구를 조작한다. 피스톤(5, 34)은 실린더의 내벽과 마주하는 방향으로 적어도 하나의 피스톤 안내 스트립(23)에 의해 지지된다.

Description

공구의 공압식 조작 장치 {PNEUMATIC PRECISION PLIERS}
로킹 링(locking ring), 볼트, 케이블 러그(cable lug), 호스 클램프 등을 압박 및 클램핑하기 위한 공압식 플라이어는 공지되어 있다. 자동차 업계에서 공압식 플라이어를 사용하는 것은 특히 잘 알려져 있으며, 호스, 벨로우즈 등을 지지체, 유니버설 조인트 등에 조립할 때 로킹 링을 클램핑하기 위해 사용된다.
DE 37 42 782에는 밸브 제어식 압력 연결부와 웨지(wedge)형 전방 이송 요소를 구비한 스프링용 압력 플라이어가 개시되어 있다.
이와 유사한 압력 플라이어가 독일 등록 특허 89 00 250.4호에 개시되어 있는데, 이 압력 플라이어에는, 순서대로 일렬로 끼워진 몇 개의 피스톤이 추력 증가를 위해 마련되어 있고, 각 피스톤의 피스톤 로드는 실린더 벽 내로 안내된다. 마찬가지로, 일렬로 배치된 압력 피스톤을 포함하는 더 많은 플라이어가 DE 195 19 543 및 GM 91 11 366.0에 개시되어 있다.
병진 방향의 힘을 발생시키기 위하여, 확고하지 않게 끼워진(non-positivelyfitted) 몇 개의 피스톤을 통해 힘을 증가시키는 원리는 오래 전부터 알려져 있는 것이며, 예를 들면 유럽 특허 EP 0 997 647 및 독일 등록 특허 DE-GM 91 11 366.0에 기재되어 있다.
특히, 전술한 압력 플라이어와 같은 공압식 플라이어에서 병진 방향 힘이 이전되는 것은 웨지형 이송 공구의 사용을 통해 플라이어 헤드에서 호 형상의 힘으로 일어난다. 플라이어의 턱부에 작용하는 압축력은 무엇보다도 이송 공구의 추력에 좌우된다.
현재 기술 상황으로부터 알려져 있는 관념에는 압축력의 강한 분산이 나타나며, 일반적으로 압축력을 일정한 압력에서 유지하지 않고, 사용 수명 동안 압축력을 잃는다. 공지된 압축 플라이어의 또 다른 결점은 유지 보수가 필요하다는 점이다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재되어 있는 바와 같이 압력에 의해 구동될 수 있는 공구의 공압식 조작 장치 및 공압식 플라이어(pneumatic pliers)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 공압식 플라이어의 종단면도.
도 2는 도 1의 확대도.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 결점이 없는 공지된 형태의 공압 조작식 플라이어를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 1에 따른 장치에 의해 해결된다.
특히 공압식 플라이어와 같은, 가압식 공구의 공압식 조작 장치가 제공되는데, 이 장치는 병진 방향 힘을 발생시키기 위해 공압식으로 조작되고 확고하지 않게 끼워진 하나 이상의 피스톤이 일렬로 배치되어 있는 실린더를 포함하며, 각 피스톤의 개별적인 피스톤 로드와, 상기 공구의 조작을 위해 피스톤과 능동적으로 결합된 전방 이송 요소는 안내 링에 의해, 또는 더욱 정확하게 말하면 실린더 벽에의해 유지 및 안내된다. 또한, 본 발명에 따르면, 실린더 튜브의 내벽에 대한 밀봉을 위해, 피스톤의 외부를 각각 주위에서 둘러싸는 2개의 링이 제공된다.
본 발명의 한 가지 변형예에 따르면, 상기 링 중 적어도 하나는 피스톤 안내 스트립이다.
또 다른 변형예에 따르면, 상기 링 중 적어도 하나는 소위 립 시일(lip seal)이다.
립 시일은 정적 마찰뿐만 아니라 동적 마찰도 적다. 피스톤 안내 스트립은 피스톤, 또는 더욱 정확하게 말하면 피스톤 헤드나 피스톤면과 실린더 간의 접촉이 일어나지 않게 하여, 피스톤의 매끄러운 주행 특성에 기여한다. 결국, 이러한 조치들은 본 발명에 따른 장치에 유지 보수가 필요 없게 한다.
일렬로 끼워진 개별 피스톤의 병진 방향 힘을 일정하게 하기 위해서는, 무엇보다도 열을 이루는 피스톤들을 맨앞의 피스톤에 대해 안내하고 O링과 같은 밀봉 요소로 밀봉해야 한다.
본 발명에 따른 공구의 공압식 조작 장치의 기타 바람직한 실시 형태들은 종속항들에 나타나 있다. 본 발명에 따른 장치는 로킹 링, 볼트, 케이블 러그, 호스 클램프 및 유사 품목을 배치, 압박 또는 클램핑하기 위한 공압식 플라이어에 특히 적절하다.
본 발명에 따른 공구의 공압식 조작 장치의 큰 잇점은 일정한 공기 압력으로 병진 방향 힘이 일정하게 유지된다는 점이다. 그 결과, 구조가 비슷한 플라이어와 동일한 공기 압력으로 일정한 압박력을 얻는다는 것이다. 마지막으로, 본 발명에따른 장치는 사용 수명 전체에 걸쳐 압박력이 일정하게 유지된다.
장치에 조작 대상 공구를 바람직하게는 분리 가능하게 끼울 수 있다는 사실로 인하여, 본 발명에 따른 장치는 공압식 공구의 조작에 다목적으로 사용할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 장치는 플라이어 공구에 한정되지 않으며, 공압 조작식 전방 이송 요소에 의해, 그리고 병진 방향 힘을 이용하여 조작할 수 있는 다른 임의의 공구에도 사용할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1의 종단면도에 도시된 플라이어(1)는 공압 조작식이며, 파이프 클램프, 호스 클램프, 로킹 링 등을 구성하기 위해 압력에 의해 구동될 수 있다. 실린더(3) 내에는 몇 개의 피스톤(5)이 일렬로, 더욱 정확하게 말하면 일직선을 따라 차례대로 배치되어 있다. 이렇게 피스톤이 일렬로 배치됨에 따른 잇점은 힘이 증가한다는 것인데, 왜냐하면 단일 피스톤을 사용하는 경우보다 발생할 수 있는 병진 방향 힘이 매우 크기 때문이다. 그 이유 중 하나는 피스톤 표면의 증가이다.
손으로 조작할 수 있는 공압식 플라이어의 후방 단부에는, 그 플라이어를 압력 매체, 예컨대 압축 공기에 연결하기 위한 연결부(8)가 마련되어 있으며, 밸브(9)의 작동을 위한 밸브 레버(7)를 사용하여 압력 공급을 개방, 또는 더욱 정확하게 말하면 디벤틸레이트(deventilate)할 수 있다. 각 피스톤(5)은 압력 매체를 통과시키기 위해 피스톤 로드(6)를 관통하는 연결 통로(10)를 포함한다. 피스톤 로드(6)의 전방측 단부 구역에는 바깥쪽으로 퍼지도록 정렬된 출구(11)가 마련되어, 압축 공기를 탈출시키고 다음 피스톤(5)을 플라이어 공구 방향으로 작동시킨다. 공기 압력에 의해 시퀀스(6) 중의 다음 피스톤이 구동되며, 시퀀스 중의 다음 피스톤 로드의 연결 통로를 통과하는 압축 공기는 유사한 방식으로 반복된다.
피스톤 로드를 경사지지 않게 하면서 다음 피스톤 내로 신뢰성 있게 이송하기 위해, 피스톤 시퀀스(5, 34)에는 스템 구멍(28)이 마련되어 있으며, 이 스템 구멍은 O링(25)으로 밀봉되어 있다. 밀봉 링(14)으로 견고하게 배치된 실린더 리드(cylinder lid)(13)는 각 피스톤의 유체를 분리시키는 역할을 하며, 밀봉식 스크레이퍼 링(24)으로 밀봉되어 있다. 따라서, 각 피스톤은 그것에 속하는 실린더 리드(13)와 함께 유체 유닛을 구성한다.
소위 웨지 피스톤(wedge piston)(34)이 플라이어 공구 방향으로 선두 피스톤(5)을 따르며, 플라이어(38)의 헤드를 조작하기 위해 상기 웨지 피스톤의 전방측에 호형의 전방 이송 요소(35)가 마련되어 있다. 후방 구역에서, 예를 들면 볼트(39)에 수용되어 있는 플라이어(36)의 양 턱부는, 피스톤 표면이 두 롤(40) 사이에서 이동하는 동안, 예컨대 압축 공기와 같은 압축 매체를 사용하는 전방 순환 피스톤을 이용하여 분산된다. 동시에, 플라이어(42)를 조작하여, 예를 들면 클램프를 클램핑하기 위해, 또는 더욱 정확히 말하면 러그 클램프나 유사 항목을 압박하기 위해, 플라이어(36)의 양 턱부는 전방에서 폐쇄 방향으로 함께 이동한다.
플라이어(38)의 헤드는 실린더(3)와 호환 가능한 유니언 조인트 또는 스위블 조인트(43)를 사용하여 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 커버 플레이트(46)에 의해 측부를 따라 플라이어(36)의 양 턱부가 접촉(사고 보호)이나 오염물 축적으로부터 보호된다.
이하, 도 1의 일부를 확대한 도 2의 종단면도를 참조하면서, 본 발명의 핵심적인 특징들을 더욱 상세히 설명한다. 피스톤(5)은 실린터 튜브 벽(3)과 마주하는 피스톤 패킹(22)과 피스톤 안내 스트립(23)을 포함한다. 피스톤 패킹(22)은 소위 립 시일인 것이 바람직하다. 립 시일을 사용하면 특히 마찰이 감소하며, 동적 마찰도 더욱 감소한다. 피스톤 안내 스트립(23)은 피스톤이 실린더 튜브와 접촉하지 못하게 함으로써, 피스톤의 매끄러운 주행 특성에 기여하고, 또한 본 발명에 따른 플라이어 공구의 유지 보수를 필요 없게 한다.
또 다른 핵심 특징은 립 시일(24)을 사용하는 것으로, 이 립 시일(24)을 통해 피스톤 로드(6)가 피스톤 리드(13)로부터 밀봉된다. 또한, 피스톤 로드(6)는 피스톤 헤드(12) 내부까지 도달하며, 전방 단부의 엣지 구역에 O링과 같은 추가적인 시일(25)을 포함한다. 이 구성은 일정한 공기 압력에서 일정한 병진 방향 힘이 생기게 한다.
도 2에서 도 1과 유사한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하였으므로, 가압 장치의 기능에 대해서는 설명을 생략한다.
도 1과 도 2에 도시한 공압식 플라이어는 본 발명의 이해에 도움을 주기 위한 예시일 뿐이다. 본 발명은 공압식 플라이어에 한정되지 않으며, 전술한 바와같이, 병진 방향 힘을 발생시키기 위해, 확고하지 않게 끼워진 하나 이상의 공압 조작식 피스톤이 일렬로 배치된 스러스터 파이프(thrustor pipe)를 포함하는, 압력에 의해 구동될 수 있는 모든 종류의 공압 조작식 공구와 관련된다. 도 1과 도 2에서는 본 발명에 따른 특징에 대한 설명에 특히 중점을 두었으며, 기술 상황으로부터 알려져 있는 모든 특징과, 전술한 형태의 장치의 구성 부품 및 유사물은 본 발명의 핵심적인 특징과 임의 가지의 방식으로 조합될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 장치에 있어서 전자 제어, 모니터링 센서 설치, 장치의 자동 조작, 장치 재료의 선택(예컨대, 강 또는 알루미늄을 사용하거나, 강화 폴리머 재료를 부분적으로 사용해야 할 것인가 등)과 같은 추가 사항에 대해서는 다루지 않는다.
플라이어 공구를 교체함으로써, 도 1 및 도 2에 도시된 장치는 예컨대 보링 공구, 펀칭 또는 커팅 공구, 나사 형성 공구 등과 같이 압력에 의해 구동될 수 있는 임의의 다른 공구로서 사용될 수 있다.
도면 부호:
1: 공압식 플라이어
3: 실린더
5: 피스톤
6: 피스톤(5)의 피스톤 로드
7: 밸브 레버
8: 압력 매체용 개구
9: 밸브
10: 피스톤(5) 내의 연결 통로
11: 출구
12: 피스톤 헤드
13: 실린더 커버
14: 밀봉 링
22: 피스톤 패킹[피스톤(5)과 실린더(3) 사이]
23: 피스톤 안내 스트립(안내용)
24: 시일-스크레이퍼 링[피스톤(5)의 피스톤 로드와 실린더 리드(13) 사이를 밀봉함]
25: 피스톤 열 중의 선행 리스톤의 피스톤 로드 사이의 시일, 예컨대 O링
28: 스템 구멍
34: 웨지(35) 유지용 웨지 피스톤
35: 웨지
36: 플라이어의 턱부
37: 플라이어 유니언 또는 조인트
38: 플라이어 헤드
39: 볼트
40: 롤
42: 플라이어
23: 스위블 너트 또는 유니언 너트
46: 커버 플레이트

Claims (11)

  1. 병진 방향 힘을 발생시키기 위해 공압식으로 조작되고 확고하지 않게 끼워진 하나 이상의 피스톤(5)이 일렬로 배치되어 있고 공구 조작용 부품(34, 35)이 기능적으로 연결되어 있는 실린더(3)를 포함하고, 상기 피스톤(5)의 각 피스톤 로드(6)는 시일(24), 예컨대 립 시일에 의해 선행 피스톤(5, 34)에 대해 밀봉되고 실린더 커버(13) 내에서 안내되는, 특히 공압식 플라이어(1)와 같은, 압력에 의해 구동될 수 있는 공구의 공압식 조작 장치로서, 상기 피스톤 로드(6)의 전방 단부의 엣지 구역에는 선행 피스톤과 마주하는 방향으로 시일(25)이 끼워져 있는 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시일은 O링일 수 있는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤(6)은 다음 피스톤(5, 23) 내로 상승하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(5, 34)은 상기 실린더의 내벽과 마주하는 방향으로 적어도 하나의 피스톤 안내 스트립(23)을 사용하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(5, 34)은 추가적으로 상기 피스톤 안내 스트립(23)으로 안내되고, 또는 더욱 정확하게 말하면 상기 실린더의 내벽을 향하는 방향으로 피스톤 패킹(22)을 사용하여 지지되는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피스톤 패킹(22)은 소위 립 시일인 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 웨지(35)와 결합된 웨지 피스톤(34)이 병진 방향 힘을 턱부가 2개인 형태인 부재 또는 플라이어와 유사한 부재로 전달하며, 상기 웨지(35)와 웨지 피스톤(34)은 각각 웨지형 표면을 따라 활주하는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각 피스톤 로드(6)는, 예컨대 립 시일(24)을 사용하는 것과 같은 적어도 하나의 밀봉된 스크레이퍼 링을 사용하여 실린더 리드(13)에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 웨지(35)는 상기 웨지 피스톤 내에 끼워져서 나사 결합되고, 또한 상기 웨지(35)는 플라이어 핸들 내로 안내되어 끼워지는것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라이어(38)의 헤드는 상기 실린더(3)와 교체 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 공구의 공압식 조작 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 공구의 공압식 조작 장치를 장치를 포함하는, 클램프 링, 호스 클램프, 튜브 클램프, 호스 클립, 러그 클램프를 끼우고 압박하기 위한 공압식 플라이어.
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