KR20060051919A

KR20060051919A - 자동 윤활장치

Info

Publication number: KR20060051919A
Application number: KR1020050092005A
Authority: KR
Inventors: 브렌델 위르겐
Original assignee: 바이에르 앤드 쾌펠 게엠베하 앤드 캄파니
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-05-19
Also published as: CN1757964A; US20110233001A1; EP1643123A1; US8596418B2; US8037968B2; CN1757964B; ATE499526T1; JP5431435B2; JP2012051104A; US20070187181A1; EP1643123B1; JP2006145028A; KR101277759B1; DE502004012227D1

Abstract

본 발명은, 유압 압력매체에 의해 구동되는 유압 공구 특히 유압 해머에 장착되는 자동 윤활장치에 관한 것으로서, 이 윤활장치는 하나의 펌프 부재(11)를 갖는 윤활 펌프(12)를 포함하며, 편심기구(13)가 윤활 펌프(12)의 펌프 부재(11)에 주기적으로 윤활유를 공급하고, 균일한 속도로 토크가 전달되는 형태로 편심기구(13)가 유압 모터(14)와 연결되는 것을 특징으로 한다.

윤활, 유압, 해머, 굴삭기

Description

자동 윤활장치{AUTOMATIC LUBRICATING DEVICE}

도 1은 자체 윤활장치를 갖는 굴삭기의 유압 해머를 도시한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 윤활장치의 실시 형태에 대한 부분단면도;

도 3은 도 2의 확대도;

도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 절개한 단면도;

도 5는 도 2의 윤활장치를 직각 위치에서 관찰한 부분단면도;

도 6은 도 2의 실시 형태에 대한 변형예를 나타낸 도면;

도 7은 도 2의 윤활장치에 대한 실시 형태의 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

11 펌프 부재 12 윤활 펌프

13 편심기구 14 유압 모터

15 유압 공구 16 볼트

17 펌프 피스톤 18 스프링

19 웜 기어 20 역지밸브

21 윤활유 탱크 22 윤활유 파이프

23 윤활 위치 24 윤활유 탱크 연결부

25 압착 튜브 26 카트리지

27 어댑터 28 압력 조절밸브

29 편심기구측 기어 30 건설 기계

31 붐(boom) 32 윤활장치

33 베이스 바디 34, 35 피벗 베어링

36 커버(편심기구) 37 편심기구 홈

38 펌프부재 보어 39 연결구

40 윤활유 배출구 41 포트형 홈

42 기저면 43 개스킷

44 카트리지 연결부 45 개스킷

46 내측 보어 47 볼트

48 암나사산 49 편심기구면

50 펌프 체적 51 조절나사

52 압력유체 입구 53 제1 유압모터 샤프트

54 제1 기어 55 제2 기어

56 제2 유압모터 샤프트 57 구동 보어

58 압력유체 출구 59 유량 조절밸브

60 윤활유 연결부 61 밀봉캡

62 점검구 63 표시장치

64 고정 나사 65 커버(유압모터)

본 발명은 자동 윤활장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 압력매체에 의해 구동되는 유압 공구에서 특히 건설 기계의 탈착식 부품으로 장착되며, 특히 굴삭기의 유압 해머에 장착되는 윤활장치에 관한 것이다.

윤활장치는 윤활유 탱크에서 윤활유를 윤활유 파이프를 거쳐 하나 또는 복수의 윤활 위치로 이송시키며, 하나의 펌프 부재를 갖는 윤활 펌프를 포함하며, 편심기구는 윤활 펌프의 펌프 부재에 주기적으로 윤활유를 공급한다. 건설 기계의 유압 공구를 위한 자동 윤활장치는 이미 잘 알려져 있다.

하지만 종래 방식에서는 윤활장치의 부품이 건설 기계의 중앙에 배치되는데, 이로서 진동에 강하며 보호되는 위치에 배치되는 이점이 있지만, 매우 긴 파이프를 배관해야 하며 유압 공구를 다른 유압 공구로 교체하거나 또는 유압 공구를 탈거하거나 또는 유압 공구를 장착할 때 비용이 증가하는 단점이 있다.

이와 관련하여 WO 02/33309 A1에는 굴삭기의 탈착형 부품으로서 유압 압력매체에 의해 구동될 수 있는 유압 해머에 장착되는, 서문에 명시한 구조의 윤활장치가 공지되어 있다. 하지만 이런 기존의 장치는, 프리휠 클러치가 중간에 연결되는 상태에서 펌프 부재를 구동하는 편심기구가 프로그래시브 분배기(progressive distributor)의 피스톤 액추에이터의 자유 단부의 선형 왕복운동을 통해 구동되는 단점을 갖는다. 이로서 편심기구의 비교적 단속적인(fitfully) 동작이 발생하게 되는데, 그 이유는 피스톤 엑추에이터의 전진 동작만이 편심기구의 전진에 활용되며 피스톤 엑추에이터의 후진 동작 단계에서는 편심기구가 정지되기 때문이다. 또한 피스톤 엑추에이터의 전진 동작 시에도 동작이 불균일하다.

본 발명의 목적은 펌프 부재의 균일한 구동이 보장되는 자동 윤활장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 통해 달성된다. 바람직한 개선된 실시 형태는 종속항에 설명된다.

본 발명의 핵심적 고안은 펌프 부재를 구동시키는 편심기구를 토크가 전달되는 형태로 균일하게 구동하는 것이다. 이로서 종래 기술과는 달리 편심기구의 동작이 정기적으로 정지되지 않고 균일하게 연속적으로 진행된다. 유압 모터가 종래 기술에 따른 해결방법과는 달리 비교적 안정적인 정속 특성을 가지고 토크가 전달되는 형태의 구동이 이루어지므로, 편심기구도 균일한 속도로 구동된다. 이로서 전체적으로 더욱 균일한 윤활유 이송이 보장되는데, 이는 유압 공구에 윤활장치를 고정할 때 발생할 수 있는 특히 강한 가속도 또는 진동 조건에서 잇점으로 작용한다. 본 발명에 따른 편심기구가 연속적으로 작동하는 유압 모터에 의해 구동되므로, 중력가속도의 수배에 달하는 가속력 조건에서도 연속 운전이 보장된다.

본 발명의 제1 실시예에서는 펌프 부재가, 이동 가능한 형태로 고정되며 편심기구에 의해 윤활유 공급이 이루어지는 펌프 피스톤 및 편심기구 방향으로 펌프 피스톤을 후퇴시키기 위한 스프링을 갖는다. 이렇게 함으로써 펌프 피스톤이 지속 적으로 편심기구와 접촉하게 되고 따라서 펌프 피스톤의 균일한 왕복운동이 최대한 보장된다.

또 다른 실시 형태에서는 마찬가지로 펌프 부재가 이동 가능한 형태로 지지되는 펌프 피스톤을 갖는데, 펌프 피스톤의 전진 동작 뿐 아니라 후퇴 동작도 편심기구에 의해 이루어지도록 이 펌프 피스톤이 편심기구에서 강제로 안내된다.

바람직하게는 유압 모터가 출력측에서 웜 기어를 통해 편심기구와 연결될 수 있으며, 웜 기어는 편심기구와 동축(coaxial) 상에서 토크 전달이 가능한 형태로 연결된 편심기구측 기어에 맞물릴 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 윤활유 파이프, 특히 펌프 부재 내에 이송된 윤활유의 환류를 억제하기 위한 역지밸브가 장착된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서는 윤활장치 내에 윤활유 탱크 연결부가 제공되는데, 이 연결부는 일반 시판형 카트리지의 사용뿐 아니라 압착 튜브의 사용에도 적합하도록 설계되어 있다. 이런 방식을 통해 본 발명에 따른 윤활 장치는 다양한 국가에서 복수의 사용자들을 위해 어떤 사용 제한 없이 투입될 수 있다.

또한 윤활유 파이프 또는 윤활 위치에서 원하는 최대 압력을 조절할 수 있도록 하기 위해, 바람직하게는 윤활유 파이프, 특히 펌프 부재 내에 압력조절밸브가 장착된다.

장착 및 유지보수의 측면에서 바람직하게 설계된 실시 형태에서는 유압 모터가 별도의 유닛으로서 복수의 볼트를 통해 윤활 펌프에 고정된다. 이렇게 함으로써 유압 모터는 매우 용이하게 교체할 수 있다.

본 발명의 특수한 실시 형태에서는 유압 모터가 편심기구의 축(B)에 대해 직각인 주축(A)를 갖는다. 특히 유압 모터의 주축(A)은 윤활 펌프의 펌프 피스톤 동작 방향에 대해 평행한 방향을 가질 수 있다.

윤활유의 이송량을 조절하고, 압력유체 유량 특히 유압 오일을 원하는 유속으로 조절하기 위해 유량 조절밸브가 장착된다.

본 발명에 따른 윤활장치의 전형적인 이송량 범위는 0.5 내지 1.5㎤/min, 바람직하게는 0.8 내지 1.3㎤/min의 범위이다. 본 발명의 특수한 실시 형태에서 행정(stroke) 당 이송량은 0.15㎤/행정 내지 0.20㎤/행정, 바람직하게는 약 0.18㎤/행정이다.

또한 윤활유 탱크의 현재 충전 수준을 표시하기 위해, 윤활장치에 표시장치를 장착할 수 있다. 이런 유형의 표시장치는 현재 충전수준을 연속적으로 표시하거나 및/또는 충전수준이 최소 잔류 충전수준에 미달할 경우 이를 표시할 수 있다. 이런 유형의 충전수준 표시는 카트리지 및/또는 압착 튜브의 피스톤이 근접함에 따라 작동하는 표시핀, 사이트 윈도우(sight window), 눈금을 통해 오로지 시각적으로 이루어지거나 및/또는 충전수준 신호를 평가장치에 전달하기 위한 전기적 전송 수단을 통해 이루어진다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 실시예에 대한 설명 및 아래의 도면을 통해 상세히 설명된다.

도 1에 본 발명에 따른 윤활장치의 전형적인 적용 사례가 도시된다. 여기에서는 굴삭기로서 도시된 건설 기계(30)에서 유압공구(15)가 붐(boom)(31)에 고정되 어 있으며, 이 유압공구에는 본 발명에 따른 윤활장치(32)가 장착되어 있다. 도시한 유압 해머(치즐)는 강한 기계적 부하에 노출되며 내열성의 특수 윤활유가 공급되어야 한다. 다음에서 세부적으로 설명되는 본 발명에 따른 윤활 장치에 대한 실시예는 예를 들어 구리 치즐 페이스트와 같은 높은 고체 함량을 갖는 특수 윤활유 또는 EP2 그리스를 사용할 수 있도록 설계되었다.

본 발명에 따른 윤활장치(32)는 유압공구(15) 또는 그 서포트에 직접 장착되므로, 건설 기계에서 긴 윤활관이 필요치 않다. 또한 윤활장치(32)의 직접 장착으로 인해 치즐 및 윤활장치가 하나의 독립 유닛으로서 모든 굴삭기에 부착될 수 있는데, 그 이유는 별도의 설치 작업이 필요치 않기 때문이다. 본 발명에 따른 윤활장치는 유압 해머의 강한 진동 및/또는 가속도에 영향을 받지 않는다.

윤활장치(32)에 동력을 공급하기 위해, 본 발명에 따른 윤활장치는 단지 고압 호스를 통해 건설 기계(30)의 압력유체 시스템에 연결되어야 한다. 윤활장치(32)의 윤활 펌프(12)는 건설 기계(30)의 유압 회로에 연결된 유압 모터(14)를 통해 구동된다. 예를 들어 건설 기계(30)의 운전석에서 유압 공구(15)를 위한 풋 스위치(foot switch)를 작동시키면 유압 모터(14)의 구동을 위해 유압액이 윤활장치(32)에 공급되어 원하는 윤활유 이송이 이루어진다.

바람직한 세부적 실시 형태는 다음에서 도 2 내지 도 5를 통해 설명된다. 이 도면에 도시한 본 발명에 따른 윤활장치(32)의 실시 형태는 모듈 구조를 가지며, 이미 설명한 유압 모터(유압 모터 유닛)(14)를 갖는 유닛 및 편심기구(eccentric)(13) 및 펌프 부재(11)를 포함하는 윤활 펌프(윤활 펌프 유닛)(12)를 갖는 이웃한 유닛을 포함한다.

윤활 펌프(12)를 포함하는 유닛은 우선 블록 형태의 베이스 바디(base body)(33)를 갖는데, 이 베이스 바디에는 유지보수의 목적으로 탈착이 가능한 커버(65)도 포함하는 유압 모터(14) 유닛이 복수의 볼트(16)를 통해 플랜지로 고정되어 있다.

이미 설명한 편심기구(13)는 베이스 바디(33) 내에서 주축(B)을 중심으로 회전할 수 있으며 이미 설명한 펌프 부재(11)는 편심기구(13)의 주축(B)에 대해 수직 방향으로 이동이 가능한 형태로 지지된다. 여기에서 편심기구(13)는 일측면에서 커버(36)를 통해 밀폐할 수 있는 편심기구 홈(eccentric recess)(37)의 하단에 배치되며 2개의 피벗 베어링(pivot bearing)(34, 35)에 의해 지지된다. 펌프 부재(11)는 일측면에서 편심기구 홈(37)에 연결되는 펌프 부재 보어(38) 내에 배치된다. 윤활유 탱크 연결부(24)는 연결구(39)를 통해 펌프 부재 보어(38)와 연결된다. 이외에도 펌프 부재 보어(38)는 윤활유 배출구(40)를 갖는데, 윤활유 파이프(22)가 이 배출구에 연결되고 윤활유가 이 파이프를 통해 윤활 위치(23)로 안내된다.

다양한 유형의 윤활유 탱크(21)가 윤활유 탱크 연결부(24)를 통해 연결되는데, 도 2 및 도 3의 단면도에서는 카트리지(26)가 연결되며 도 6에 따른 단면도에서는 압착 튜브(25)가 윤활유 탱크(21)로서 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 도 6에 도시한 압착 튜브(25) 뿐 아니라 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시한 일반 시판형 카트리지도 사용할 수 있도록 윤활유 탱크 연결부(24)가 설계된다. 이를 위해 베이스 바디(33)에는 포트(pot) 형태 의 홈(41)이 제공되는데, 이 홈은 이미 설명한 연결구(39)가 펌프 부재 보어(38) 방향으로 진행되는 기저면(42)을 갖는다. 기저면(42)의 가장자리에는 원형의 개스킷(43)이 부착되어, 압착 튜브(25)(도 6 참조) 또는 어댑터(27)(도 2 및 도 3 참조)가 밀봉상태로 연결될 수 있다. 어댑터(27) 자체에 카트리지 연결부(44)가 형성되어 있고 마찬가지로 밀봉을 위해 카트리지(26)의 대향측에 개스킷(45)을 갖는다. 어댑터(27)는 내측 보어가 형성된 볼트(47)를 통해 연결구(39) 내의 암나사산(female screw thread)(48)에 조여진다.

따라서 윤활 펌프에서 어댑터(27)가 사전에 부착된 경우에는 일반 시판형 카트리지(26) 또는 압착 튜브(25)를 사용할 수 있다.

다음에서는 펌프 부재(11)의 작동 방식 및 구조에 대해 상세히 설명한다. 펌프 부재(11)는 외측의 편심기구면(eccentric surface)(49)를 거쳐 편심기구(13)에 의해 구동된다. 편심기구(13)의 회전 시 편심기구면(49)이 펌브 부재(13)의 펌프 피스톤(17)을 주기적으로 밀어내게 되며, 이때 펌프 피스톤(17)이 스프링(18)에 의해 편심기구면(49)과 접촉된 상태로 고정되므로 결과적으로 펌프 피스톤(17)이 편심기구(13)의 회전 시 균일한 왕복운동을 실시한다. 펌프 피스톤(17)이 스프링(18)에 의해 후퇴 위치로 이동하게 되면, 이와 동시에 윤활유가 연결구(39)를 거쳐 펌프 체적(50) 만큼 펌프 부재(11) 내에서 흡입된다. 그 다음 펌프 피스톤(17)이 편심기구면(49)에서 전방으로 밀리면, 펌프 피스톤이 펌프 체적(50) 만큼 역지밸브(20)에 대항하여 윤활유를 윤활유 배출구(40)를 거쳐 윤활유 파이프(22) 또는 윤활 위치(23)로 압박한다.

윤활유 파이프(22) 또는 윤활 위치(23)에서의 압력이 원하는 최대 압력을 초과하는 것을 방지하기 위해, 역지밸브(20)의 흐름 후단부에 압력 조절밸브(28)가 배치되는데, 이 압력 조절밸브에서는 조절 나사(51)를 통해 원하는 최대 압력을 조절할 수 있다.

다음에서는 편심기구(13)의 구동에 대해 상세히 설명된다. 건설 기계에서 제공되는 압력 유체, 특히 유압 오일은 압력유체 입구(52)를 거쳐 유압 모터(14)로 유입되고, 여기에서 제1 유압모터 샤프트(53)를 구동시키며, 이 유압모터 샤프트는 회전 토크에 강한 제1 기어(54) 및 제2 기어(55)를 통해 제2 유압모터 샤프트(56)를 구동시킨다. 유압 오일은 다시 유압 모터(14)에서 압력유체 출구(56)를 거쳐 배출된다. 제2 유압 모터(56)는 축방향에서 회전이 가능한 형태로 웜 기어(worm gear)(19)와 결합된다. 웜 기어(19)는 유압 모터(14)의 하우징에서 돌출되며, 편심기구(13)를 회전시키는 편심기구측 기어(29)와 맞물리도록 베이스 바디(33)의 구동 보어(57)에 삽입된다.

규정된 구조로 인해 편심기구(13)의 매우 균일한 구동이 보장된다.

도7에는 도2에 따른 윤활장치(32)에 대한 사시도가 도시된다. 유압 모터(14)의 유량조절밸브(59)는 밀봉캡(61)으로 밀봉된다. 고정 나사(64)를 이용해 윤활장치(32) 전체를 유압 공구(14)에 고정시킬 수 있다. 강한 가속도 및 진동으로 인해 유압 공구 또는 유압공구의 고정기기에서의 윤활장치 고정이 매우 난해하다. 고정 나사(64)의 풀림을 방지하기 위해 특수한 고정와셔를 사용할 수 있다. 추가적으로 양측 고정 나사(64)의 나사산을 코팅할 수 있다. 복수의 윤활유 연결부(60)로 인해 윤활유 파이프를 윤활 위치에 연결하는 것이 가능하다.

베이스 바디(33) 내에는 포트 형태의 홈(41)에 연결되는 점검구(62)가 제공된다. 카트리지가 투명한 경우, 이 점검구를 통해 충전 수준을 점검할 수 있다. 홈(41)에는 압착 튜브(25)가 삽입된다. 또한 핀의 형태를 갖는 표시장치(63)가 장착될 수 있는데, 이 핀은 카트리지 또는 압착 튜브의 충전 수준이 낮을 때 돌출되어 낮은 충전 수준 또는 카트리지의 교환 필요성 또는 압착 튜브의 보충 필요성을 표시한다.

이와 같이 본 발명은 유압 모터가 달리 비교적 안정적인 정속 특성을 가지고 토크가 전달되는 형태의 구동이 이루어지므로, 편심기구도 균일한 속도로 구동된다. 따라서, 균일한 윤활유 이송이 보장되며, 이는 유압 공구에 윤활장치를 고정할 때 발생할 수 있는 특히 강한 가속도 또는 진동 조건에서 잇점으로 작용한다. 또한, 편심기구가 연속적으로 작동하는 유압 모터에 의해 구동되므로, 중력가속도의 수배에 달하는 가속력 조건에서도 연속 운전이 보장된다.

Claims

유압 압력매체에 의해 구동되는 유압 공구(15)에서 특히 건설 기계(30)의 탈착식 부품으로 장착되며, 특히 굴삭기의 유압 해머에 장착되는 것으로, 윤활유 탱크(21)에서 윤활유를 윤활유 파이프(22)를 거쳐 하나 또는 복수의 윤활 위치(23)로 이송하며, 하나의 펌프 부재(11)를 갖는 윤활 펌프(12)를 포함하며, 편심기구(13)가 윤활 펌프(12)의 펌프 부재(11)에 주기적으로 윤활유를 공급하는 하는 자동 윤활장치에 있어서,

편심기구(13)는 균일한 속도로 토크가 전달되는 형태로 유압 모터(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항에 있어서, 펌프 부재(11)는, 편심기구(13)에 의해 윤활유 공급이 이루어지는 이동 가능한 형태로 지지된 펌프 피스톤(17) 및 편심기구(13) 방향으로 펌프 피스톤(17)을 후퇴시키기 위한 스프링(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항에 있어서, 펌프 부재(11)는 이동 가능한 형태로 지지된 펌프 피스톤(17)을 포함하며, 펌프 피스톤(17)은 편심기구(13)를 통해 펌프 피스톤의 전진 및 후퇴 동작이 이루어지도록 편심기구(13)에서 강제로 안내되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 편심기구(13)는 웜 기어(19)를 통해 유압 모터(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활유 파이프(22), 특히 펌프 부재(11) 내에서 이송된 윤활유의 환류를 방지하기 위해 역지밸브(20)가 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 압착 튜브(25)와 함께 사용하기 위해 설계된 윤활유 탱크 연결부(24)가 윤활 펌프(12)에 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 규정된 카트리지(26)와 함께 사용하기 위해 설계된 윤활유 탱크 연결부(24)가 윤활 펌프(12)에 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상황에 따라 어댑터(27)의 사용 하에서 압착 튜브(25) 뿐 아니라 규정된 카트리지(26)도 함께 사용하기 위해 설계된 윤활유 탱크 연결부(24)가 윤활 펌프(12)에 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활유 파이프(22), 특히 펌프 부재(11) 내에 압력 조절밸브(28)이 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 모터(14)가 별도의 유닛으로서 복수의 볼트(16)를 통해 윤활 펌프(12)에 탈착식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 모터(14)가 편심기구(13)의 축(B)에 대해 수직으로 형성된 주축(A)을 갖는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 모터(14)를 구동하는 압력 유체의 유량 및 이로서 윤활유 이송량을 조절하기 위해, 유압 펌프(14)에 유량 조절밸브(59)가 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활유 탱크(21)의 현재 충전수준을 표시하기 위한 표시장치(63)가 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활장치.