KR20090097927A - 특히, 토공 기계에서의 유압 라인과 이의 상호교환 가능한 부가 장치 및 공구를 연결하는 신속 연결 커플링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특히, 토공 기계에서의 유압 라인과 이의 상호교환 가능한 부가 장치 및 공구를 연결하는 신속 연결 커플링 (15) 에 관한 것이다. 상기 신속 연결 커플링 (15) 은 유압 유체의 전달을 위해 커플링 축선을 따라 해제가능하게 결합될 수 있는 제 1 결합부 및 제 2 결합부 (15a 또는 15b) 를 포함한다. 결합중 축방향 힘을 회피하기 위해서, 결합된 상태에서, 전달될 유압 유체는 커플링 축선에 직각으로 일 결합부 (15a 또는 15b) 로부터 나와서, 커플링 축선에 직각으로 다른 결합부 (15b 또는 15a) 에 들어간다.

Description

특히, 토공 기계에서의 유압 라인과 이의 상호교환 가능한 부가 장치 및 공구를 연결하는 신속 연결 커플링{QUICK CONNECT COUPLING FOR CONNECTING HYDRAULIC LINES, ESPECIALLY IN EARTH MOVING MACHINES, AND THE INTERCHANGEABLE ADD-ON DEVICES AND TOOLS THEREOF}
본 발명은 토공 기계에서의 유압 라인 및 그 공구 및 부착물 뿐만 아니라 다른 유압 연결체에 연결하는 기술 분야에 관한 것이다. 이는 청구항 1 의 전제부에 따른 신속 연결 커플링에 관한 것이다.
유압 연결체에 대해 공지된 신속 연결 커플링은 연결 상태에서 축선 방향 힘을 발생시키며, 이 힘은 연결 니플의 피스톤 영역에 의해 형성되고, 유압력에 의해 배가된다. 따라서, 작은 연결체에서는, 일열의 하중 지지 볼을 갖는 잠금 기구가 종종 설치된다.
더 큰 개구의 연결체에서는, 대형의 나사 스크류 조인트가 필수적이다.
따라서, 본 발명의 목적은 공지의 신속 연결 커플링의 단점을 회피하고, 특히 유압 연결체에서 축방향 힘을 발생시키지 않는 신속 연결 커플링을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 청구항 1 의 특징 전체에 의해 이루어진다. 본 발명의 본질은, 결합된 상태에서, 전달될 유압 유체가 커플링 축선에 직각으로 일 결합부로부터 나와서, 커플링 축선에 직각으로 다른 결합부에 들어가도록 구성된 신속 연결 커플링으로 이루어져 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 결합된 상태에서, 2 개의 결합부 사이에는, 축선 방향의 양측이 밀봉되고 유압 유체를 전달하기 위한 동축의 고리형상 공간이 형성되고, 2 개의 결합부는 이 고리 형상 공간에 의해 반경 방향 보어를 통해 유압 유체를 교환할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태의 바람직한 개선은, 2 개의 결합부는 암형 결합부 및 수형 결합부를 포함하며, 수형 결합부는 제 1 동축 보어를 갖는 제 1 동축 연결 피스톤을 가지며, 암형 결합부는 제 1 동축 연결 피스톤의 수용을 위한 제 2 동축 보어를 갖는 제 2 동축 연결 피스톤을 가지며, 동축의 고리형상 공간은 제 2 연결 피스톤의 제 2 동축 보어로의 제 1 연결 피스톤의 삽입시에 형성되며, 제 1 연결 피스톤의 제 1 반경 방향 보어는 제 1 동축 보어로부터 동축의 고리형상 공간으로 안내되고, 제 2 연결 피스톤의 제 2 반경 방향 보어는 동축의 고리형상 공간으로부터, 제 2 연결 피스톤을 둘러싸는 외부 공간으로 안내되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 2 개의 결합부 각각에는, 유압 유체를 위한 외부 연결체가 배치되며, 바람직하게는 플러그인/언플러깅 조작에 의해 구동될 수 있는 밸브 기구가 제공되며, 이 밸브 기구는, 결합부가 떨어져 있는 경우, 별개의 연결체 및 제 1 동축 보어와 제 2 연결 피스톤을 둘러싸는 외부 공간 사이의 유압 연결을 차단하고, 결합부가 서로 플러그 연결되는 경우, 별개의 연결체 및 제 1 동축 보어와 제 2 연결 피스톤을 둘러싸는 외부 공간 사이 유압 연결이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
특히, 밸브 기구는 연결 피스톤에 대해 축선 방향으로 상대 이동 가능한 슬라이딩 슬리브를 각각 포함하며, 슬라이딩 슬리브는, 연결 피스톤을 동심으로 둘러싸며, 확대된 내경을 갖고서 중심에 위치되는 오버플로우 공간을 갖는 관통 보어를 포함하며, 연결 피스톤은 원주 방향 시일에 의해 관통 보어를 2 개의 부분으로 나누며, 이들 2 개의 부분은, 서로에 대해 밀봉 분리되어 있으며, 연결 피스톤 및 슬라이딩 슬리브의 특정의 상대 위치가 주어져, 원주 방향 시일이 오버플로우 공간 내에 존재하는 경우에만 서로 연통되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시형태는 각각의 결합부는 하우징을 가지며, 연결 피스톤은 하우징에 개별적으로 고정 연결되며, 슬라이딩 슬리브는 하우징에 대해 축선 방향으로 상대 이동 가능하며, 특히, 슬라이딩 슬리브는 플러그인 방향과는 반대로 압축 스프링의 힘에 대항하여 후퇴가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시형태는, 제 2 연결 피스톤의 제 2 동축 보어 내에 폐쇄 피스톤이 배치되고, 이 피스톤은, 결합부가 떨어져 있는 경우에는, 제 2 동축 보어를 바깥쪽으로 밀폐시키며, 결합부가 서로 플러그 연결되는 경우에는, 압축 스프링의 압력에 대항하여 제 1 연결 피스톤으로부터 제 2 동축 보어 내로 후퇴가능한 것을 특징으로 한다.
특히, 단순한 조립의 관점에서는, 연결체가 연결 피스톤의 후방 단부에 배치되며, 또한 유압 라인이 연결되는 경우에 연결 피스톤이 후방으로부터 하우징 내로 삽입될 수 있고, 하우징에 고정될 수 있다면, 유리하다.
본 발명의 선택적인 실시형태는, 제 1 결합부에는, 커플링 축선의 방향으로 연장하며 제 1 결합부의 연결 라인과 일단부가 연통하는 유압 유체용 제 1 공간이 제공되고, 제 2 결합부에는, 커플링 축선의 방향으로 연장하며 제 2 결합부의 연결 라인과 일단부가 연통하는 유압 유체용 제 2 공간이 제공되고, 제 1 공간은, 결합 해제 상태에서 제 1 공간을 밀봉하고 결합 상태에서 제 1 공간을 개방하는 제 1 폐쇄 기구에 의해 타단부가 폐쇄될 수 있으며, 제 2 공간은, 결합 해제 상태에서 제 2 공간을 밀봉하고 결합 상태에서 제 2 공간을 개방하는 제 2 폐쇄 기구에 의해 타단부가 폐쇄될 수 있으며, 공간 및 폐쇄 기구 모두는, 결합 상태에서, 유압 유체가 2 개의 공간 사이에서 실질적으로 반경 방향으로 유동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 공간을 폐쇄하는 2 개의 폐쇄 기구에서는, 압력 조건 때문에,금속이 금속에 밀봉적으로 놓여지는 밀봉 지점이 형성된다.
특히, 2 개의 공간은 커플링 축선에 동심으로 배치된 고리형상 공간으로서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 실시형태는, 제 1 결합부에서의 고리형상 공간은, 중심 축방향 피스톤 로드와, 이 피스톤 로드를 거리를 두고서 동심으로 둘러싸는 내부 슬라이딩 슬리브 사이에서 형성되고, 연관된 폐쇄 기구가 내부 슬라이딩 슬리브와, 피스톤 로드의 전방 단부에 배치된 연결 피스톤에 의해 형성되고, 제 2 결합부에서의 고리형상 공간은, 슬라이딩 슬리브와, 이 슬라이딩 슬리브를 거리를 두고서 동심으로 둘러싸는 외부 튜브 사이에서 형성되고, 연관된 폐쇄 기구가 슬라이딩 슬리브와, 전방 단부가 테이퍼진 외부 튜브에 의해 형성되며, 제 1 결합부에서의 내부 슬라이딩 슬리브와 연결 피스톤은 동일한 외경을 가지며, 제 2 결합부에서의 외부 튜브의 테이퍼진 단부와 슬라이딩 슬리브는 동일한 내경을 가지며, 외경은 내경과 실질적으로 동일하므로, 결합 공정에서, 내부 슬라이딩 슬리브와 연결 피스톤은 외부 튜브의 테이퍼진 단부와 슬라이딩 슬리브 내로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 제 1 결합부에서의 폐쇄 기구는, 결합 공정시에, 스프링의 압력에 대항하여 고정된 연결 피스톤에 대해 후방으로 밀리는 내부 슬라이딩 슬리브에 의해 개방되며, 제 2 결합부에서의 폐쇄 기구는, 결합 공정시에, 스프링의 압력에 대항하여 외부 튜브의 고정된 테이퍼진 단부에 대해 후방으로 밀리는 슬라이딩 슬리브에 의해 개방된다.
또다른 실시형태는, 제 1 결합부에서의 슬라이딩 슬리브의 변위를 위해서, 내부 슬라이딩 슬리브를 동심으로 에워싸고, 축선 방향으로 변위가능하며, 제 2 결합부의 외부 튜브에 의해 구동될 수 있는 외부 슬라이딩 슬리브가 제공되며, 제 2 결합부에서의 슬라이딩 슬리브의 변위를 위해서, 슬라이딩 슬리브를 동심으로 에워싸고, 축선 방향으로 변위가능하고, 제 1 결합부의 연결 피스톤에 의해 구동될 수 있는 폐쇄 피스톤이 제공되며, 제 1 결합부에 있어서의 외부 슬라이딩 슬리브와 연결 피스톤 사이, 또한 제 2 결합부에 있어서의 폐쇄 피스톤과 외부 튜브의 테이퍼진 단부 및 슬라이딩 슬리브 사이에는, 시일이 배치되며, 폐쇄 기구는, 시일이 완전히 덮여질 때만 개방되는 것을 특징으로 한다.
또한, 체크 밸브의 효과를 이루는 수단이 폐쇄 피스톤 내에 설치되며, 이 수단은 특히, 폐쇄 피스톤 내에 만들어진 밸브 보어 (133) 를 내부로부터 기밀식으로 폐쇄하는 얇은 밸브 디스크를 포함한다.
게다가, 연결 피스톤과 폐쇄 피스톤에 작은 릴리프 홈이 홈가공되며, 단부면에서 폐쇄 피스톤에 있어서 단부면에는 작은 홈이 홈가공된다면, 작업에 유리하다.
본 발명은 도면을 참조로 하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따른 토공 기계, 예컨대 연결 지점에 배치된 신속 연결 커플링을 포함하는 굴착기의 아암 (연장체에 장치됨) 을 도시하는 도면이다.
도 2 는 도 1 에 따른 신속 연결 커플링의 수형의 결합부를 나타내는 분해도이다.
도 3 은 도 1 에 따른 신속 연결 커플링의 암형의 결합부를 나타내는 분해도이다.
도 4 는 도 2 및 도 3 의 2 개의 결합부의 결합되기 전의 조립 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 4 의 2 개의 결합부의 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 은 연결 피스톤을 도 2 및 도 3 의 2 개의 결합부의 하우징 커버에 고 정하는 고정 수단의 축방향을 따라 도시한 평면도이다.
도 7 은 본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따른 2 개의 결합부의 결합 전의 조립 상태를 나타내는 도면이다.
도 8 은 도 7 의 2 개의 결합부의 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 는 블록으로 결합되는 도 4 및 도 5 에 따른 복수 개의 신속 연결 커플링을 포함하는 급속 연결 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 도 10e 는 본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따른 신속 연결 커플링을 다양한 하위 도면에서 나타내며, 결합 공정의 다양한 단계는 하위 도면에 도시되어 있으며, 하위 도면 도 10c 는 하위 도면 도 10b 의 확대된 상세도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 아암 11 : 연장체
12 : 연결 지점 13, 14 : 유압 라인
15, 15' : 신속 액션 커플링 15a, 15b : 결합부
15a', 15b' : 결합부 16, 16', 48, 48' : 하우징
17, 49 : 단부 벽 18, 50 : 개구
19, 19', 55, 55' : 슬라이딩 슬리브 20, 56 : 정면부
21, 57 : 중간부 22, 58 : 관통 보어
23, 59 : 오버플로우 공간 24, 60 : 압축 스프링
25, 61 : 하우징 커버
26a, 26b, 62a, 62b : 나사 구멍(측면 방향)
27, 63 : 개구 28 : 스토퍼
29, 29', 64, 64' : 연결 피스톤 30, 66 : 보어 (반경 방향)
31 : 안전 보어 32, 37, 68, 71 : 블라인드 보어
33a, 33b, 70a, 70b : 연결 보어 34, 69 : 시일 (원주 방향)
35a, 35b : 연결 보어 36 : 시일
38, 72 : 피스톤 풋(foot) 39, 73 : 고리형상 홈
40, 74 : 연결 나사산 41, 75 : 고정 수단
42, 43, 76, 77 : 클램프 44, 45, 78, 79 : 고정 구멍
46, 47, 80, 81 : 고정 스크류 51 : 폐쇄 피스톤
52 : 블라인드 구멍 53 : 안전 보어
54 : 압축 스프링 65 : 링 구조체
67 : 커플링 공간 82 : 고리형상 공간 (동축의)
83 : 급속 연결 시스템 84, 85 : 블록
100 : 신속 연결 커플링 101 : 연결 라인
100a : 수형 결합부 또는 신속 연결 결합부 (피스톤을 가짐)
103 : 튜브 (수형측) 104 : 시일링 링 캐리어 링
105 : 스프링 (내부 슬라이딩 슬리브용)
106 : 내부 슬라이딩 슬리브 107 : 캐리어 플레이트 (수형측)
108 : 외부 슬라이딩 슬리브 109 : 안내 플레이트
110 : 연결 피스톤
111 : 스프링 (외부 슬라이딩 슬리브용)
112 : 후방 시일 (내부 슬라이딩 슬리브용)
113 : 후방 시일 (외부 슬라이딩 슬리브용)
114 : 전방 시일 (외부 슬라이딩 슬리브용)
115, 116 : 연결 시일
117 : 후방 시일 (슬라이딩 슬리브용)
118 : 금속 시일링 에지 (수형측)
119 : 금속 시일링 에지 (암형측)
120 : 누설 오일 보어 121 : 누설 오일 라인
122 : 캐리어 플레이트 (암형측) 123 : 폐쇄 피스톤
124 : 스프링 (폐쇄 피스톤용) 125 : 리테이닝 스크류
126 : 스페이서 부싱 127 : 슬라이딩 슬리브
128 : 스프링 (슬라이딩 슬리브용) 129 : 튜브 (암형측)
100b : 암형 결합부 또는 신속 연결 결합부
131 : 연결 라인 132 : 밸브 디스크
133 : 밸브 보어 134 : 릴리프 홈
135 : 홈 136 : 피스톤 로드
137, 139 : 동축의 고리형상 공간
138, 140 : 연결 보어 A : 커플링 축
본 발명에 따른 신속 연결 커플링은, 유압 라인이 신속하며 복잡하지 않은 방식으로 서로에 대해 착탈가능하게 연결되어야만 하는 다양한 분야에 사용될 수 있다. 특히 중요한 적용 분야는 토공 기계 (예컨대, 굴착기 등) 및 이의 공구 및 부착물 적용분야이다. 도 1 에서는, 적용의 일례로서, 연장체 (11) 가 일단부에 부가된 굴착기 (도시 생략) 의 아암 (10) 이 도시되어 있다. 굴착기로부터 시작하여, 제 1 유압 라인 (14) 이 아암 (10) 을 따라 뻗어있고, 연장체 (11) 를 따라 공구 등에 도달하는 제 2 유압 라인 (13) 에 연결 지점 (12) 에서 연결된다. 제 1 및 제 2 유압 라인 (14, 13) 의 착탈가능한 연결을 위해서는, 유압 라인 (13, 14) 의 수에 대응하는 다수의 신속 연결 커플링 (15) 이 연결 지점 (12) 의 영역에 배치되며, 이 커플링은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시형태에 따라 실현된다 (유압 라인 (13, 14) 과 신속 연결 커플링 (15) 의 연결은 단지 도 1 에서만 암시되어 있으며, 이들 유압 라인은 도시하지 않는다.).
도 1 의 유압 커플링 (15) 중 하나가 도 4 에서 플러그 연결되지 않은 상태로 도시되어 있으며, 도 5 에서 서로 플러그 연결된 상태로 도시되어 있다. 유압 라인 (15) 은 착탈가능하게 서로 플러그 연결되어 유압 연결을 가능하게 할 수 있는 2 개의 결합부 (15a 및 15b) 를 포함한다. 결합부 (15a) 는 암형 결합부로서 구성되며, 결합부 (15b) 는 수형 결합부로서 구성된다. 신속 연결 커플링 (15) 의 2 개의 결합부 (15a 및 15b) 의 내부 구조는 각각 도 3 및 도 2 에서 분해도로 도시되어 있다. 도 2 의 수형 결합부 (15b) 는, 단부 벽 (17) 에 의해 (플러그 결합 방향에서 볼 때) 단부면이 폐쇄되는 중공의 원통형 하우징 (16) 을 포함한다. 단부 벽 (17) 에는, 동심의 개구 (18) 가 제공되며, 조립 상태에서, 슬라이딩 슬리브 (19) 의 정면부 (20) 가 이 개구를 통해 도달되어, 슬라이딩 슬리브가 축선 방향 (축선 A)으로 변위가능하도록 하우징 (16) 에 장착된다 (도 4 의 우측 참조). 슬라이딩 슬리브 (19) 는 확대된 외경의 중간부 (21) 를 가지며, 이 중간부 (21) 에 의해 단부 벽 (17) 의 내부측에 대해 지지된다. 하우징 (16) 은 고정 수단 (41) 의 끼움장착을 위한 이격된 나사 구멍 (26a, 26b) 을 갖는 하우징 커버 (25) 에 의해 후방측이 폐쇄된다. 하우징 커버 (25) 에는, 동심의 개구 (27) 가 제공되며, 이 개구를 통해, 슬라이딩 슬리브 (19) 가 후방으로부터 하우징 (16) 에 축선 방향으로 삽입될 수 있다. 슬라이딩 슬리브 (19) 는 연결 피스톤 (29) 의 (시일 형성) 수용을 위해 작용하는 중앙의 동축 관통 보어 (22) 를 갖는다. 슬라이딩 슬리브 (19) 의 관통 보어 (22) 는 중간부 (21) 에서 폭이 넓은 내경 부분을 가지며, 이 내경 부분은 슬라이딩 슬리브 (19) 의 후술하는 밸브 기능과 함께 오버플로우 공간 (23) 으로서 작용한다.
원통형 연결 피스톤 (29) 이 하우징 (16) 에 고정 장착된다. 이를 위해, 동축의 고리 형상 홈 (39) 을 갖는 대직경의 피스톤 풋 (38) 이 후방 단부 (도 2 에서 우측) 에 장비된다. 연결 피스톤 (29) 의 전방 단부가 슬라이딩 슬리브 (19) 의 관통 보어 (22) 에 삽입되어 슬라이딩 슬리브 (19) 와 함께 하우징 커버 (25) 의 개구 (27) 를 통해 후방으로부터 하우징 (16) 에 도입될 때, 하우징 커버 (25) 의 외부측이 피스톤 풋 (38) 에 있는 고리 형상 홈 (39) 의 전방측 벽과 동일한 높이로 끝이난다. 이후, 반원형 클램프 (42, 43) 가 반대측으로부터 고리형 상 홈 (39) 에 삽입될 수 있고, 고정 스크류 (46, 47)(도 4 의 우측 참조) 에 의해 하우징 커버 (25) 에 나사결합된다. 이에 의해, 연결 피스톤 (29) 이 하우징 커버 (25) 그리고 하우징 (16) 에 고정 연결된다. 연결 피스톤 (29) 을 동심으로 둘러싸는 슬라이딩 슬리브 (19) 와 피스톤 풋 (39) 사이에는, 피스톤 풋 (38) 에 대해 지지되고, 슬라이딩 슬리브 (19) 를 중간부 (21) 에 의해 단부 벽 (17) 에 가압 및 압축하는 압축 스프링 (24) 이 배치된다.
연결 피스톤 (29) 은 양측으로부터 피스톤에 도달하는 2 개의 동심의 블라인드 보어 (32, 37) 를 갖는다. 전방 (도 2 에서 좌측) 블라인드 보어 (32) 는 스토퍼 (28) 에 의해 폐쇄된다. 전방 블라인드 보어 (32) 와 외부 공간의 연결은 하나 이상의 반경 방향 보어 (30) 에 의해 이루어지는데, 이 반경 방향 보어는 연결 피스톤 (29) 의 외부측 상의 2 개의 축선 방향으로 이격된 동심의 시일 (36) 사이에 배치된다. 2 개의 시일 (36) 로 인해, 연결 피스톤 (29) 이 대응하는 보어에 삽입될 때, 전방 블라인드 보어 (32) 와 연통하는 동축의 고리형상 공간 (82)(도 5 참조) 이 형성된다.
2 개의 블라인드 보어 (32, 37) 사이의 중간 부분에는, 원주 방향 시일 (34) 이 연결 피스톤 (29) 의 외부측에 배치된다. 시일 (34) 의 양측에서, 연결 피스톤 (29) 의 일부는 그 외경이 테이퍼진다. 테이퍼진 부분에서는, 연결 보어 (33a, 33b, 35a, 35b) 가 외부 공간으로 열리며, 연결 보어가 시일 (34) 의 전방 및 후방에서 블라인드 보어 (32, 37) 를 외부 공간에 연결한다. 후방 블라인드 보어 (37) 는 후방 단부에서 (피스톤 풋 (38) 내에서) 유압 라인 연결용 연결 나사 산 (40) 과의 연결체 내를 통과한다.
도 3 에서는 분해 상태로 도시되고 도 4 의 좌측에서는 조립 상태로 도시되어 있는 암형 결합부 (15a) 는, 도 2 와는 본질적으로 거울 상인 구조를 갖는다. 여기서도 마찬가지로, 동심의 개구 (50) 를 갖는 단부 벽 (49) 을 포함하는 중공의 원통형 하우징 (48) 이 존재하며, 이 하우징은 축선 방향으로 변위가능한 제 2 슬라이딩 슬리브 (55) 를 수용한다. 슬라이딩 슬리브 (55) 는 제 2 연결 피스톤 (64) 을 수용하는 중앙의 동축의 관통 보어 (58) 를 갖는다. 마찬가지로, 제 2 연결 피스톤 (64) 은, 고리형상 홈 (73) 을 갖는 피스톤 풋 (72) 을 포함하며, 2 개의 클램프 (76, 77) 및 고정 스크류 (80, 81) 를 포함하는 유사한 고정 수단 (75) 에 의해, 대응하는 하우징 커버 (61) 에 나사결합되며, 하우징 커버에는, 고정 스크류 (80, 81) 용의 나사 구멍 (62a, 62b) 및, 동심의 개구 (63) 가 설치되고, 이 동심의 개구를 통해 제 2 슬라이딩 슬리브 (55) 및 피스톤 풋 (72) 이 밀릴 수 있다.
제 2 슬라이딩 슬리브 (55) 는 단부 벽 (49) 에 있는 개구 (50) 를 통해 전방부 (56) 가 돌출하며, 단부 벽의 내부측에 대해 두꺼운 중간부 (57) 가 지지된다. 중간부 (57) 와 제 2 연결 피스톤 (64) 의 피스톤 풋 (72) 사이에는, 중간부 (57) 와 피스톤 풋 (72) 에 대해 지지되고, 슬라이딩 슬리브 (55) 를 단부 벽 (49) 에 대해 압축 및 가압하는 압축 스프링 (60)(도 4 의 좌측 참조) 이 배치된다.
또한, 제 2 슬라이딩 슬리브 (55) 는, 중간 부분에서 내경이 넓어져 오버플 로우 공간 (59) 을 형성하는 동축의 관통 보어 (58) 를 갖는다. 또한, 제 2 연결 피스톤 (64) 은 양측으로부터 피스톤에 도달하는 2 개의 동축 블라인드 보어 (68, 71) 를 갖는다. 2 개의 블라인드 보어 (68, 71) 사이의 중간 부분에는, 원주 방향 시일 (69) 이 제 2 연결 피스톤 (64) 의 외부측에 배치된다. 시일 (69) 의 양측에서는, 연결 피스톤 (64) 의 일부는 그 외경이 테이퍼진다. 시일 (69) 의 좌측에 대해 테이퍼진 일부분에서는, 연결 보어 (70a, 70b) 가 외부 공간으로 열리며, 연결 보어는 좌측 (후방) 블라인드 보어 (71) 를 시일 (69) 뒤의 외부 공간에 연결한다. 다른 블라인드 보어 (68) 는 약간 확대된 내경의 커플링 공간 (67) 을 가지며, 이 공간에서, 반경 방향 보어 (66) 가 바깥쪽을 향하게 되며, 전방 블라인드 보어 (68) 를 외부 공간에 연결시킨다. 제 2 연결 피스톤 (64) 의 전방 단부에서, 시일 (69) 의 우측에 위치되는 테이퍼진 부분은 시일 형성 링 구조 (65) 에 의해 끝이난다. 후방 블라인드 보어 (71) 는 후방 단부에서 (피스톤 풋 (72) 내에서) 유압 라인 연결용 연결 나사산 (74) 과의 연결체 내를 통과한다. 전방 블라인드 보어 (68) 내에는, 추가의 압축 스프링 (54) 에 의해 바깥쪽으로 가압되는 폐쇄 피스톤 (51) 이 축방향으로 변위가능하게 안착된다. 압축 스프링 (54) 의 수용을 위해서, 후방으로부터 폐쇄 피스톤 (51) 에 블라인드 구멍 (52) 이 구멍 가공되며, 이 블라인드 구멍 (52) 은 작은 안전 보어 (53) 에 의해 전방 방향으로 외부 공간과 연통한다.
비조립 상태 (도 4 참조) 에서, 슬라이딩 슬리브 (19, 55) 의 오버플로우 공간 (23, 59) 에 대한 연결 피스톤 (29, 64) 상에 배열된 시일 (34, 69) 의 축방향 위치는, 시일 (34, 69) 이 각각 관통 보어 (22, 58) 에서 오버플로우 공간 (23, 59) 외부에 위치되고, 시일 (34, 69) 의 전방 및 후방의 공간을 서로 유압 분리시키도록 하는 위치이다. 따라서, 후방 블라인드 보어 (37, 71) 와 전방 블라인드 보어 (32) 사이 (연결 피스톤 (29) 의 경우) 및 시일 (69) 과 링 구조체 (65) 사이(연결 피스톤 (64) 의 경우) 의 공간에는 유압 연결이 존재하지 않는다.
도 4 에 따라 예비 조립된 2 개의 결합부 (15a, 15b) 가 서로 플러그 연결되는 경우에는 (최종 상태는 도 5 에 도시된 바와 같음), 슬라이딩 슬리브 (19, 55) 의 단부 면이 단부 벽 (17, 49) 의 외부측과 각각 같은 높이로 끝날때까지, 2 개의 슬라이딩 슬리브 (19, 55) 가 대응하는 압축 스프링 (24 또는 60) 의 압력에 대항하여 축선 방향 후방으로 하우징 (16 또는 48) 내로 밀리게 된다. 이와 같은 최종 설치 (도 5) 에서는, 오버플로우 공간 (23, 59) 이 각각 시일 (34, 69) 바로 위에 위치되므로, 테이퍼진 부분 사이의 유압 연결이 시일 (34, 69) 의 양측에서 이루어진다.
이와 동시에, 좌측 연결 피스톤 (64) 내에 있는 폐쇄 피스톤 (51) 은, 우측 연결 피스톤 (29) 에 의해 압축 스프링 (54) 의 압력에 대항하여 좌측 연결 피스톤 (64) 내로 반대의 힘을 받으며, 반경방향 보어 (66) 를 갖는 커플링 공간 (67) 을 해방한다. 우측 연결 피스톤 (29) 은 좌측 연결 피스톤 (64) 의 블라인드 보어 (68) 내에서 특정지점으로 이동하는데, 이 지점에서는, 반경 방향 보어 (30, 66) 가 하나 위에 다른 하나가 바로 놓여지고, 시일 (36) 은 커플링 공간 (67) 을 측방향으로 제한하여 동축의 고리 형상 공간 (82) 을 형성하는데, 이 공간을 통해, 연 결 피스톤 (29, 64) 을 갖는 2 개의 결합부 (15a, 15b) 는 축방향 압력의 힘 없이 반경 방향으로 유압 유체를 교환할 수 있고, 이 유압 유체는 결합부 (40, 74) 및 이를 연결하는 블라인드 보어 (37, 71) 를 통해 각각 공급되고 제거된다.
그러나, 도 2 내지 도 5 에 도시된 예시적인 실시예에 대한 대안으로서, 폐쇄 피스톤 (51) 없이도 가능하다. 이러한 종류의 단순화된 구조는 예컨대, 도 4 및 도 5 에 대응하는 도 7 및 도 8 에 도시되어 있다. 또한, 이러한 신속 연결 커플링 (15') 에서는, 암형 결합부 (15a') 및 수형 결합부 (15b') 가 존재하며, 이들은 각각 반경 방향 보어 (30, 66) 를 포함하며 슬라이딩 슬리브 (19', 55') 에 의해 둘러싸이는 이미 언급된 형식의 연결 피스톤 (29', 64') 을 하우징 (16', 48') 내에 포함한다. 여기서, 우측 연결 피스톤 (29') 은, 폐쇄 피스톤을 변위시킬 필요 없이, 좌측 연결 피스톤 (64') 내로 다시 한번 이동한다. 2 개의 연결 피스톤이 더 길게 중첩되는 결과로서, 이 경우에 더욱 양호한 밀봉이 이루어진다.
사용할 곳에서, 예컨대 도 1 에 도시된 3 개의 신속 연결 커플링 (15) 과 같이 복수 개의 신속 연결 커플링을 사용할 필요가 있다면, 도 9 와 같이 호스에 예비 조립된 결합부 (15a, 15b) 가 각각의 블록 (85, 84) 형태로 별개로 설치될 수 있는 블록 구조의 급속 연결 시스템 (83) 을 제공하는 것이 유리하다. 이는 비좁은 공간 조건에서 조립이 더욱 쉽게 이루어지게 한다. 블록 (84, 85) 에는 위치 결정 및 중심 결정 핀이 설치된다. 마찬가지로, 블록 (84, 85) 이 스프링에 의해 탄성 지지되므로, 블록이 서로 조절될 수 있다.
도 2 내지 도 5 에 따른 신속 연결 커플링은 추가로 하기와 같은 안전상의 특징을 갖는다. 폐쇄 피스톤 (51) 에서, 작은 안전 보어 (53) 가 단부면에 (우측에) 제공된다. 수형 연결 피스톤 (29) 에서, 추가의 작은 안전 보어 (31) 가 단부면에 (좌측에) 존재하며, 바깥쪽으로 횡방향 보어로 개방된다. 연결 상태에서, 이들 안전 보어 (31, 53) 는 안전 릴리프 (relief) 보어로서 작용한다:
- 연결 피스톤 (29) 의 최전방 시일링 링이 작은 누출을 나타내면, 바람직하지 않은 큰 축선 방향 힘이 만들어져 블록 (84, 85) 이 분리된다.
- 폐쇄 피스톤 (51) 뒤에서, 결합되지 않은 상태에서 (좌측의) 후방 시일링 링에서 작은 누출이 발생하는 경우, 다량의 오일이 축적되고, 이 경우 안전 보어 (53) 를 통해 샐수 있다. 연결 공정에서는, 이 폐쇄 피스톤 (51) 은 연결 피스톤 (29) 에 의해 가압되고, 이에 의해 폐쇄 피스톤 (51) 뒤의 공간이 축소된다. 이 공간에서 대량의 오일이 전술한 안전 릴리프 보어를 통해 샐 수 있을 것이다.
- 연결 피스톤 (29) 이 슬라이딩 슬리브 (19) 내에 유극을 갖는 결과, 바깥 방향으로 변위되는 오일의 배출이 가능하다.
- 소량의 오일을 포함하는 이론상의 누출에 대해 논의하고 있음을 명심해야 한다.
본 발명에 따른 신속 연결 커플링의 추가의 특히 유리한 예시적인 실시형태가 커플링 작동의 다양한 진행 단계인 도 10a ~ 도 10e 에 도시되는데, 도 10c 는 도 10b 를 확대하여 상세히 도시한다. 도 10a ~ 도 10e 의 신속 연결 커플링 (100) 은 2 개의 결합부, 즉 수형 결합부 (100a) 와 이와 짝을 이루는 암형 결합부 (100b) 를 포함한다.
수형 결합부 (100a) 는 결합 방향으로 연장하는 피스톤 로드 (136) 를 갖는 커플링 요소에 기초하고 있으며, 피스톤 로드 (136) 의 전방 단부에는 연결 피스톤 (110) 이 배치된다(도 10c). 피스톤 로드 (136) 는 커플링 요소 (100a) 에 나사결합되는 튜브 (103) 에 의해 거리를 두고 외부측이 동심으로 둘러싸인다. 튜브 (103) 내에서, 시일 캐리어 링 (104) 이 동심으로 수납되며, 이 시일 캐리어 링 내에는, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 가, 스프링 (105) 의 힘에 대해 축선 방향으로 후방으로 변위될 수 있도록 그리고, 시일 캐리어 링 (104) 에 수납된 시일 (112) 에 의해 바깥쪽으로 봉쇄되도록 장착된다. 결합 해제 상태에서, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 는, 전방 시일링 에지 (118)(도 10c) 가 연결 피스톤 (110) 의 후방측에 대해 맞닿게 되며, 금속과 금속이 만나는 시일링 지점을 형성한다.
튜브 (103) 와 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 사이에는, 튜브 (103), 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 및 연결 피스톤 (110) 에 대해 스프링 (111) 의 압력에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있도록 그리고 시일 (113, 114) 에 의해 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 와 연결 피스톤 (110) 에 대해 내방으로 밀봉되도록, 외부 슬라이딩 슬리브 (108) 가 동심으로 장착된다. 스프링 (111) 은 외부측 상에 측방향으로 배치되며, 외부 슬라이딩 슬리브 (108) 의 전방 단부에 고정 장착되고 또한 외부 슬라이딩 슬리브 (108) 를 동심으로 둘러싸는 안내판 (109) 에 의해 작동된다. 피스톤 로드 (136) 와 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 사이에는, 수형측에서 연결 보어 (138) 를 통해 연결 라인 (101) 과 연통하는, 동축의 고리 형상 공간 (137) 이 형성된다 (도 10b). 수형 결합부 (100a) 는 결합 방향에 직각으로 놓여있는 캐리어 플레이트 (107) 내로 튜브 (103) 와 함께 단단하게 나사결합된다.
암형 결합부 (100b) 는, 스프링 (128) 의 압력에 대해 축방향으로 변위가능하도록 장착된 슬라이딩 슬리브 (127) 를 지지하는 커플링 요소에 기초를 둔다. 슬라이딩 슬리브 (127) 는, 커플링 요소 (100b) 상에 후방 단부가 나사결합되고 캐리어 플레이트 (122) 내로 전방 단부가 나사결합되는 튜브 (129) 에 의해, 거리를 두고 외부측이 동심으로 둘러싸이게 된다. 튜브 (129) 는 전방 단부가 좁다. 결합 해제 상태에서, 슬라이딩 슬리브 (127) 는, 시일링 에지 (119)(도 10c) 가 튜브 (129) 의 좁아진 부분의 후방측에 대해 접촉하여, 그곳에서 마찬가지로 금속과 금속이 만나는 시일링 지점을 형성한다. 슬라이딩 슬리브 (127) 와 튜브 (129) 의 좁아진 전방부 내에, 폐쇄 피스톤 (123) 은, 스프링 (124) 의 압력에 대해 축방향으로 변위가능하게 장착되고, 또한 폐쇄 피스톤 (123) 은, 결합 해제 상태에서, 전방측이 튜브 (129) 의 전방 단부와 동일한 높이에서 끝이나도록 스페이서 부싱 (126) 과 리테이닝 스크류 (125) 에 의해 커플링 요소 (100b) 상에 유지된다. 폐쇄 피스톤 (123) 은 튜브 (129) 의 좁아진 부분과 슬라이딩 슬리브 (127) 에 대해 시일 (115, 116) 에 의해 각각 바깥쪽으로 밀봉된다. 슬라이딩 슬리브 (127) 와 튜브 (129) 사이에는, 연결 보어 (140) 를 통해 암형 측에서 연결 라인 (131) 과 연통하는 동축의 내부 공간 (139) 이 형성된다 (도 10b).
이러한 예시적인 실시예에서는 또한, 결합된 연결이 유압 압력에 의해 작동될 때, 축방향 힘이 발생하지 않는 것이 본질적인 특징이다. 이러한 특징은, 수형 신속 연결 커플링부 또는 결합부 (100a) 에서, 암형 신속 연결 커플링부 또는 결합부 (100b) 에서 결합이 이루어질 때, 암형 결합부 내로 돌출하는 피스톤 로드 (136) 에 연결 피스톤 (110) 이 고정된다는 사실에 의해 실현된다.
결합 공정시, 폐쇄 피스톤 (123) 이 수형 신속 연결 결합부 (100a) 의 연결 피스톤 (110) 의 단부면에 의해 압력이 없는 공간으로 밀리게 되도록 암형 신속 연결 결합부 (100b) 가 구성된다. 이러한 배치에서, 연결 피스톤 (110) 의 링 표면에 의해 형성되고, 유압력에 의해 배가되는 힘이 전술한 피스톤 로드 (136) 에 의해 완전히 흡수된다. 유지 플레이트 또는 캐리어 플레이트 (107, 122) 뿐만 아니라 기계 부품에 연관된 고정체를 심각하게 파괴시킬 수 있는 전술한 힘의 가능한 형성을 신뢰성 있게 방지하기 위해서, 누설 오일 보어 (120) 에 연결되고 시일 (116, 117) 에서의 가능한 작은 누설을 방출시켜 탱크 내로 다시 인도할 수 있는, 누설 오일 라인 (121) 이 제공된다.
이와 동시에, 폐쇄 피스톤 (123) 의 펌핑 작용이 결합 해제 공정에서 임의의 누설 오일을 흡입하는데 사용된다. 이를 위해, 체크 밸브의 효과를 얻기 위한 수단이 폐쇄 피스톤 (123) 내에 설치된다. 이러한 수단의 바람직한 실시형태로, 얇은 밸브 디스크 (132) 가 제공된다. 이 밸브 디스크는 폐쇄 피스톤 (123) 에 만들어지는 안쪽의 4 개의 밸브 보어 (133) 를 폐쇄하여 오일이 새지 않게 할 수 있다. 결합 이전에, 오일이 밸브 디스크 (132) 뒤에 존재한다면, 이 오일은 누설 오일 라인 (121) 의 니플에서 체크 밸브를 통해 탱크 내로 가게 된다.
시스템의 결합이 해제되는 경우, 폐쇄 피스톤 (123) 뒤의 공간에서 진공이 형성되고, 이에 의해 밸브 디스크 (132) 가 대기 정압에 의해 안쪽으로 가게 된다. 이와 동시에, 결합 해제중 시일링 링 전체를 통과하는 결과로서 연결 피스톤 (110) 과 폐쇄 피스톤 (123) 의 단부면 상에 모여지는 소량의 오일이 밸브 보어 (133) 를 통해 빨아들여질 수 있다.
연결 상태 (도 10e) 에서, 대량의 오일 흐름을 위해서, 수형 신속 연결 결합부 (100a) 로부터 암형 신속 연결 결합부 (100b) 로 또는 이와 반대로의 유동에 유리한 전달 (transfer) 이 이루어진다. 유동 전달 (flow transfer) 은 실질적으로 반경 방향으로 진행하여, 슬라이딩 슬리브 (106, 127) 와 피스톤 로드 (136) 를 갖는 연결 피스톤 (110) 에 대해 오일이 동축으로 주위를 흐르거나 또는 전체를 흐르게 된다. 특별히 작은 직경 차이를 갖는 원주 방향 시일 (112, …, 117) 은 변위 가능한 슬라이딩 슬리브 (106, 127) 에서 중대한 작은 축방향 힘을 발생시키는데, 이 힘은 폐쇄 조작시 스프링 (105, 128) 을 돕는다. 이와 동시에, 이들 시일은, 오일이 피스톤의 단부 면에서 연결 피스톤 (110) 을 따라 또는 바깥쪽으로 나아갈 수 있는 것을 방지한다.
결합 해제의 폐쇄 상태 (도 10a) 에서, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 가 연결 피스톤 (110) 에 작용하고 슬라이딩 슬리브 (127) 가 암형측의 튜브 (129) 에 대항하여 작용하게 되는 폐쇄력은 가능한 잔류의 유압 압력에 의해 추가로 보강된다. 이는, 기계 가공된 금속 시일링 에지 (118, 119)(도 10c) 가 작은 링 표면이 얻어지도록 시일 (112, 117) 과 직경이 상이하다는 사실에 의해 실현된다. 이렇게, 양자의 커플링부는 이미 비교적 단단하게 폐쇄되어 있다. 결합부 (100a, 100b) 는 시일 (112, …, 117) 에 의해 최종적으로 단단히 밀봉된다.
커플링 작동시, 시일 (114, 115, 116) 이 유압 압력 하에서 파괴되는 것을 방지하기 위해서, 작은 릴리프 홈 (134)(도 10c) 이 연결 피스톤 (110) 과 폐쇄 피스톤 (123) 상에서 홈가공된다. 한편으로는, 연결 피스톤 (110) 과 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 사이 및 다른 한편으로는, 연결 피스톤 (110) 과 폐쇄 피스톤 (123) 사이의 분할 지점을 시일 (114, 115, 116) 이 통과하기 전에 시일 (113, 114, 115, 116) 사이의 유압 응력 (tension) 을 경감시키기 위해서는, 소량의 오일이 이들 릴리프 홈 (134) 을 통해 비워질 수 있다. 이 시점에서 누출된 소량의 오일은 연결 피스톤 (110) 과 폐쇄 피스톤 (123) 의 단부면에서 모여지며, 그 단부면 상에서는 밸브 보어 (133) 에 유도되는 작은 홈 (134) 이 홈가공된다. 이 소량의 오일은 이미 언급된 진공에 의해 결합 해제 공정시 빨아들여진다.
이러한 구조의 결과로서, 큰 힘의 요구 없이 가압된 라인을 결합할 수 있다.
가압된 신속 연결 결합부의 커플링 :
본 발명에 따른 가압된 신속 연결 커플링은 2 개의 결합부를 떨어지게 하는 축방향 힘을 발생시키지 않는다. 따라서, 결합 공정에서 극복해야 하는 큰 힘은 없다. 단지, 모든 스프링의 힘이 부품을 떨어지게 하고, 유압 하중 하에서의 시일의 증가된 마찰을 극복해야만 한다. 게다가, 링 표면에 의해 발생되고, 유압 압력에 의해 배가된 전술한 작은 힘이 극복되어야 한다.
도 10a ~ 도 10e 에 따른 커플링 작동시, 2 개의 신속 연결 결합부 (100a, 100b) 는 제 1 단계 (도 10b 및 도 10c) 에서 서로 마주하여 움직이므로, 수형 결 합부 (100a) 의 연결 피스톤 (110) 이 암형 결합부 (100b) 의 압력 피스톤 (123) 과 마주치게 된다.
도 10d 에서, 수형 결합부 (100a) 는 연결 피스톤 (110) 과 함께 폐쇄 피스톤 (123) 을 슬라이딩 슬리브 (127) 내로 정지부까지 민다. 이 위치에서, 이들 부품은 단단히 연결된다. 오일 흐름은 금속 시일링 에지 (118, 119) 에 의해 아직은 방출되지 않는다. 수형 결합부 (100a) 에서, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 는 수형 결합부 (100a) 의 피스톤 (110) 의 내부측에 대항하여 내부 슬라이딩 슬리브용의 스프링 (105) 에 의해 강제된다. 그리고, 암형 신속 연결 결합부 (100b) 에서, 슬라이딩 슬리브 (127) 는 암형측의 튜브 (129) 에 대응하는 형상의 내부측에 대항하여 슬라이딩 슬리브용의 스프링 (128) 에 의해 강제된다. 릴리프 홈 (134) 에 의해, 여기서, 시일 (114, 115, 116) 은 유압 압력에 의한 부하를 받지 않고 통과되고 있다. 압력 하에서 연결이 이루어지는 경우, 모든 시일이 완전히 덮여질 때만 통로가 자유로와진다. 다른 한편으로, 기존의 오일 스트림은 금속 시일링 에지 (118, 119) 에 의해 정지되고, 시일 (114, 115, 116) 은, 갑작스럽게 중단될 수 있는 오일 스트림에 의해서 이들 시일이 더 이상 파괴될 수 없는 경우에만 통과된다.
도 10e 에서, 완전히 결합된 신속 연결 커플링 (100) 이 도시되어 있다. 슬라이딩 슬리브 (106, 127) 모두는 완전히 삽입되고, 전체 단면부가 자유롭다.
대체로, 본 발명에 따른 신속 연결 커플링은 다음과 같은 특징을 갖는다:
ㆍ 압력 하에서 결합 가능한 고압의 유압용의 급속 연결 시스템.
ㆍ 가압시 바깥쪽으로 작용하는 축방향 힘을 갖지 않는 급속 연결 시스템. 이는 오일 흡배기 보어의 측방향 배치에 의해 실현된다.
ㆍ 단부면을 따라 오일이 나아갈 수 있는 것을 방지하는 원주방향 시일. 결합 해제 상태에서, 슬라이딩 슬리브에는 오일의 샘이 존재한다.
ㆍ 이 구조의 결과, 큰 힘의 요구 없이 가압 라인의 결합 및 결합 해제가 가능하다.
ㆍ 제동 효과 및 열 생성을 방지하기 위해서, 아주 작은 크기에 따른 연속적으로 큰 단면을 갖는 신속 연결 커플링.
ㆍ 특히 관통 흐름 공간에 스프링이 존재하지 않기 때문에 유동학적으로 유리하게 설계된 신속 연결 커플링.
ㆍ 결합 또는 결합 해제 중의 오일 스트림에 의한 압력 하에 시일이 파괴되는 것을 방지하는 설계 조치를 갖는 신속 연결 커플링. 이는 임의의 오일 스트림이 금속 클로져에 의해 압력 하에 유지된다는 사실에 의해 실현된다. 이 시일은 폐쇄부 및 결합부에 의해 단지 최소의 압력으로만 통과된다.
ㆍ 다중 결합을 위해 시트 블랭크 (blanks) 로 사용하기에 특히 적합한 신속 연결 커플링.
ㆍ 자동의 결합 작업을 위한 신속 연결 커플링.
ㆍ 결합 해제에 후속하여, 잔류 오일이 흘러나오는 것을 방지하는 폐쇄부를 갖는 신속 연결 커플링.
ㆍ 캐리어 플레이트에서의 결합된 다중의 용도를 위해 특히 적합한 신속 연 결 커플링.

Claims (19)

  1. 특히, 토공기계에서의 유압라인과 이의 상호교체가능한 부착물 및 공구를 연결하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100) 으로서,
    유압 유체의 전달을 위해 커플링 축선 (A) 을 따라 해제가능하게 결합될 수 있는 제 1 결합부 및 제 2 결합부 (15a, 15a' 및 15b, 15b' 및 100a, 100b) 를 포함하는 신속 연결 커플링 (15, 15', 100) 에 있어서,
    결합된 상태에서, 전달될 유압 유체는 커플링 축선 (A) 에 직각으로 일 결합부 (15a, 15a', 100a, 및 15b, 15b', 100b) 로부터 나와서, 커플링 축선 (A) 에 직각으로 다른 결합부 (15b, 15b', 100b 및 15a, 15a', 100a) 에 들어가는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    결합된 상태에서, 2 개의 결합부 (15a, 15b, 15a', 15b') 사이에는, 축선 방향의 양측이 밀봉되고 유압 유체를 전달하기 위한 동축의 고리형상 공간 (82) 이 형성되고,
    상기 2 개의 결합부 (15a, 15b, 15a', 15b') 는 이 고리형상 공간 (82) 에 의해 반경 방향 보어 (30, 66) 를 통해 유압 유체를 교환할 수 있는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2 개의 결합부 (15a, 15b, 15a', 15b') 는 암형 결합부 (15a, 15a') 및 수형 결합부 (15b, 15b') 를 포함하며,
    상기 수형 결합부 (15b, 15b') 는 제 1 동축 보어 (32) 를 갖는 제 1 동축 연결 피스톤 (29, 29') 을 가지며,
    상기 암형 결합부 (15a, 15a') 는 상기 제 1 동축 연결 피스톤 (29, 29') 의 수용을 위한 제 2 동축 보어 (68) 를 갖는 제 2 동축 연결 피스톤 (64, 64') 을 가지며,
    상기 동축의 고리형상 공간 (82) 은 제 2 동축 연결 피스톤 (64, 64') 의 제 2 동축 보어 (68) 로의 제 1 연결 피스톤 (29, 29') 의 삽입시에 형성되며,
    제 1 연결 피스톤 (29, 29') 의 제 1 반경 방향 보어 (30) 는 제 1 동축 보어 (32) 로부터 동축의 고리형상 공간 (82) 으로 안내되고,
    제 2 연결 피스톤 (64, 64') 의 제 2 반경 방향 보어 (66) 는 동축의 고리형상 공간 (82) 으로부터, 제 2 연결 피스톤 (64, 64') 을 둘러싸는 외부 공간으로 안내되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2 개의 결합부 (15a, 15b; 15a', 15b') 각각에는, 유압 유체를 위한 외부 연결체 (40, 74) 가 배치되며, 바람직하게는 플러그인/언플러깅 조작에 의해 구동될 수 있는 밸브 기구 (19, 22, 23, 24, 32, 33a, 33b, 34, 35a, 35b, 37 및 55, 58, 59, 60, 68, 69, 70a, 70b, 71) 가 제공되며, 이 밸브 기구는, 결합부 (15a, 15b, 15a', 15b') 가 떨어져 있는 경우, 별개의 연결체 (40, 74) 및 제 1 동축 보어 (32) 와 제 2 연결 피스톤 (64, 64') 을 둘러싸는 외부 공간 사이의 유압 연결을 차단하고, 결합부 (15a, 15b; 15a', 15b') 가 서로 플러그 연결되는 경우, 별개의 연결체 (40, 74) 및 제 1 동축 보어 (32) 와 제 2 연결 피스톤 (64, 64') 을 둘러싸는 외부 공간 사이의 유압 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브 기구 (19, 22, 23, 24, 32, 33a, 33b, 34, 35a, 35b, 37 및 55, 58, 59, 60, 68, 69, 70a, 70b, 71) 는 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 에 대해 축선 방향으로 상대 이동가능한 슬라이딩 슬리브 (19, 19' 및 55, 55') 를 각각 포함하며, 상기 슬라이딩 슬리브는, 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 을 동심으로 둘러싸며, 확대된 내경을 갖고서 중심에 위치되는 오버플로우 공간 (23 및 59) 을 갖는 관통 보어 (22 및 58) 를 포함하며, 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 은 원주 방향 시일 (34 및 69) 에 의해 관통 보어 (22 및 58) 를 2 개의 부분으로 나누며, 이들 2 개의 부분은, 서로에 대해 밀봉 분리되어 있으며, 연결 피스톤 (29, 29' 및 64 ,64') 및 슬라이딩 슬리브 (19, 19' 및 55, 55') 의 특정의 상대 위치가 주어져, 원주 방향 시일 (34 및 69) 이 오버플로우 공간 (23 및 59) 내에 존재하는 경우에만 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각각의 결합부 (15a, 15b; 15a', 15b') 는 하우징 (16, 16' 및 48, 48') 을 가지며,
    상기 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 은 하우징에 개별적으로 고정 연결되며,
    상기 슬라이딩 슬리브 (19, 19' 및 55, 55') 는 하우징 (16, 16' 및 48, 48') 에 대해 축선 방향으로 상대 이동 가능한 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 슬리브 (19, 19' 및 55, 55') 는 플러그인 방향과는 반대로 압축 스프링 (24 및 60) 의 힘에 대항하여 후퇴가능한 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 연결 피스톤 (64) 의 제 2 동축 보어 (68) 내에 폐쇄 피스톤 (51) 이 배치되고, 이 피스톤은, 결합부 (15a, 15b) 가 떨어져 있는 경우에는, 제 2 동축 보어 (68) 를 바깥쪽으로 밀폐시키며, 결합부 (15a, 15b) 가 서로 플러그 연결되는 경우에는, 압축 스프링 (54) 의 압력에 대항하여 제 1 연결 피스톤 (29) 으로 부터 제 2 동축 보어 (68) 내로 후퇴가능한 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결체 (40 및 74) 는 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 의 후방 단부에 배치되며,
    유압 라인이 연결되는 경우에 연결 피스톤 (29, 29' 및 64, 64') 은 후방으로부터 하우징 (16, 16' 및 48, 48') 내로 삽입될 수 있고, 하우징 (16, 16' 및 48, 48') 에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  10. 제 1 항에 있어서,
    제 1 결합부 (100a) 에는, 커플링 축선 (A) 의 방향으로 연장하며 제 1 결합부 (100a) 의 연결 라인 (101) 과 일단부가 연통하는 유압 유체용 제 1 공간 (137) 이 제공되며,
    제 2 결합부 (100b) 에는, 커플링 축선 (A) 의 방향으로 연장하며 제 2 결합부 (100b) 의 연결 라인 (131) 과 일단부가 연통하는 유압 유체용 제 2 공간 (139) 이 제공되며,
    상기 제 1 공간 (137) 은, 결합 해제 상태에서 제 1 공간 (137) 을 밀봉하고 결합 상태에서 제 1 공간을 개방하는 제 1 폐쇄 기구 (106, 110, 118) 에 의해 타 단부가 폐쇄될 수 있으며,
    상기 제 2 공간 (139) 은, 결합 해제 상태에서 제 2 공간 (139) 을 밀봉하고 결합 상태에서 제 2 공간을 개방하는 제 2 폐쇄 기구 (119, 127, 129) 에 의해 타단부가 폐쇄될 수 있으며,
    상기 공간 (137, 139) 및 폐쇄 기구 (106, 110, 118 및 119, 127, 129) 모두는, 결합 상태에서, 유압 유체가 2 개의 공간 (137, 139) 사이에서 실질적으로 반경 방향으로 유동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공간 (137, 139) 을 폐쇄하는 2 개의 폐쇄 기구 (106, 110, 118 및 119, 127, 129) 에서는, 금속이 금속에 밀봉적으로 놓여지는 밀봉 지점 (118, 119) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 2 개의 공간 (137, 139) 은 커플링 축선 (A) 에 동심으로 배치된 고리형상 공간으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 결합부 (100a) 에서의 고리형상 공간 (137) 은, 중심 축방향 피스 톤 로드 (136) 와, 이 피스톤 로드 (136) 를 거리를 두고서 동심으로 둘러싸는 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 사이에서 형성되고, 연관된 폐쇄 기구가 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 와, 피스톤 로드의 전방 단부에 배치된 연결 피스톤 (110) 에 의해 형성되며,
    상기 제 2 결합부 (100b) 에서의 고리형상 공간 (139) 은, 슬라이딩 슬리브 (127) 와, 슬라이딩 슬리브 (127) 를 거리를 두고서 동심으로 둘러싸는 외부 튜브 (129) 사이에서 형성되고, 연관된 폐쇄 기구가 슬라이딩 슬리브 (127) 와, 전방 단부가 테이퍼진 외부 튜브 (129) 에 의해 형성되며, 제 1 결합부 (100a) 에서의 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 와 연결 피스톤 (110) 은 동일한 외경을 가지며, 제 2 결합부 (100b) 에서의 외부 튜브의 테이퍼진 단부와 슬라이딩 슬리브 (127) 는 동일한 내경을 가지며,
    상기 외경은 내경과 실질적으로 동일하므로, 결합 공정에서, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 와 연결 피스톤 (110) 은 외부 튜브 (129) 의 테이퍼진 단부와 슬라이딩 슬리브 (127) 내로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 결합부 (100a) 에서의 폐쇄 기구는, 결합 공정시에, 스프링 (105) 의 압력에 대항하여 고정된 연결 피스톤 (110) 에 대해 후방으로 밀리는 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 에 의해 개방되며,
    상기 제 2 결합부 (100b) 에서의 폐쇄 기구는, 결합 공정시에, 스프링 (128) 의 압력에 대항하여 외부 튜브 (129) 의 고정된 테이퍼진 단부에 대해 후방으로 밀리는 슬라이딩 슬리브 (127) 에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 결합부 (100a) 에서의 슬라이딩 슬리브 (106) 의 변위를 위해서, 내부 슬라이딩 슬리브 (106) 를 동심으로 에워싸고, 축선 방향으로 변위가능하며, 제 2 결합부 (100b) 의 외부 튜브 (129) 에 의해 구동될 수 있는 외부 슬라이딩 슬리브 (108) 가 제공되며,
    상기 제 2 결합부 (100b) 에서의 슬라이딩 슬리브 (127) 의 변위를 위해서, 슬라이딩 슬리브 (127) 를 동심으로 에워싸고, 축선 방향으로 변위가능하며, 제 1 결합부 (100a) 의 연결 피스톤에 의해 구동될 수 있는 폐쇄 피스톤 (123) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 1 결합부 (100a) 에 있어서의 상기 외부 슬라이딩 슬리브 (108) 와 연결 피스톤 (110) 사이, 또한 제 2 결합부 (100b) 에 있어서의 폐쇄 피스톤 (123) 과 외부 튜브 (129) 의 테이퍼진 단부 및 슬라이딩 슬리브 (127) 사이에는, 시일 (114, 115, 116) 이 배치되며,
    상기 폐쇄 기구 (106, 110, 118 및 119, 127, 129) 는, 시일 (114, 115, 116) 이 완전히 덮여질 때만 개방되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  17. 제 16 항에 있어서,
    체크 밸브의 효과를 이루는 수단이 폐쇄 피스톤 (123) 내에 설치되며, 이 수단은 특히, 폐쇄 피스톤 (123) 내에 만들어진 내부 밸브 보어 (133) 로부터 폐쇄되는 얇은 밸브 디스크 (132) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  18. 제 17 항에 있어서,
    연결 피스톤 (110) 과 폐쇄 피스톤 (123) 에 작은 릴리프 홈 (134) 이 홈가공되며, 폐쇄 피스톤 (123) 에 있어서 단부면에서는 작은 홈 (135) 이 홈가공되는 것을 특징으로 하는 신속 연결 커플링 (15, 15'; 100).
  19. 특히, 토공기계에서의 유압 라인과 이의 상호교체가능한 부착물 및 공구를 연결하는 급속 연결 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 복수 개의 신속 연결 커플링이 블록 (84, 85) 형태로 평행하게 배열되어 결합되거나 또는 공통의 캐리어 플레이트 (107, 122) 에서 결합되는 것을 특징으로 하는 급속 연결 시스템.
KR1020097014507A 2006-12-13 2007-10-26 특히, 토공 기계에서의 유압 라인과 이의 상호교환 가능한 부가 장치 및 공구를 연결하는 신속 연결 커플링 KR101320158B1 (ko)

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