KR20090115263A - 유압브레이커의 공타방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 등의 중장비에 장착되어 유압으로 구동되는 유압브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실에 작동유가 통과할 수 있는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치를 조금이라도 벗어나게 되면 실린더 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 치즐의 타격압 보다 저압으로 형성되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지한 채 공타방지포트 형성만으로 유로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰 및 그에 따른 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있는 것에 그 특징이 있다.

Description

유압브레이커의 공타방지구조{IDLE BLOW PREVENTING STRUCTURE IN HYDRAULIC BREAKER}

본 발명은 굴삭기 등의 중장비에 장착되어 유압으로 구동되는 유압브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실에 작동유가 통과할 수 있는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치를 조금이라도 벗어나게 되면 실린더 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 치즐의 타격압보다 저압으로 형성되므로서 브레이커의 공타를 방지하도록 한 유압브레이커의 공타방지구조에 관한 것이다.

브레이커는 피스톤의 왕복운동시 발생된 운동에너지를 타격에 의해 치즐로 전달하여 암반이나 콘크리트 등과 같은 피파쇄물을 파쇄하는 장치로서, 공급라인과 리턴라인을 통해 굴삭기의 유압동력원과 연결되어 굴삭기로부터 압유를 공급받아 작동된다.

일반적으로 브레이커는 크게 구분하여 브레이커 몸체를 이루는 실린더와, 실린더에 운동 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤에 의해 타격되도록 실린더 하부에 설치되는 치즐과, 실린더하실과 실린더상실에 압유를 선택적으로 공급하여 피스

톤을 왕복운동시키기 위한 밸브장치로 이루어진 유압시스템으로 구성된다.

피스톤은 유압에 의해 구동되어 상승위치와 타격위치 사이를 왕복운동하는 것으로, 타격위치에서 치즐을 타격하도록 구성되며 상기 치즐은 피스톤의 운동에너지를 충격에너지로 바꾸어 피파쇄물에 전달하는 것으로, 피스톤이 상승위치로부터 타격 위치로 하강시 피스톤에 의해 타격된다. 브레이커의 유압시스템은 브레이커로 유입되어 실린더로 공급되는 작동유의 방향을 제어하는 제어밸브를 갖추고 있다.

상기 제어밸브는 왕복운동하는 피스톤의 위치에 따라 피스톤에 종속적으로 제 1위치와 제 2위치 사이를 왕복운동하는 것으로, 제 1위치에서는 실린더상실을 저압유로에 연결시켜 실린더하실에 상시 작용하는 고압에 의하여 피스톤을 타격위치에서 상승위치로 운동시킨다. 그리고 제 2위치에서는 실린더상실을 고압유로에 연결하여 피스톤을 상승위치에서 타격위치로 운동시킨다.

피스톤의 상단에는 압축가스가 주입된 실린더가스실이 구비되어 피스톤이 상승하면서 더욱더 압축되도록 구성되는데, 이 가스압력은 피스톤 하강시 피스톤의 운동속도를 높이는 기능을 한다.

치즐은 실린더 하부에 제한된 거리만큼 운동 가능하게 설치되며, 브레이커에서 이탈되지 않도록 치즐핀에 의해 지지된다. 굴삭기를 조작하여 치즐을 피파쇄물 에 접촉시키고 브레이커를 누르면 치즐이 위로 밀려 올라가면서 피스톤을 타격위치까지 상승시키게 된다.

이와 같이 브레이커에 기계적인 외력을 가하여, 치즐을 피파쇄물에 접촉시켜 가압함으로써, 치즐을 왕복운동하는 피스톤에 의해 타격될 수 있는 위치로 이동시키는 것을 브레이커의 "예압"이라 칭한다.

치즐이 예압되지 않은 상태 즉, 치즐이 치즐핀에 걸려있는 상태에서, 피스톤이 상승위치에서 타격위치로 운동하게 되면 피스톤이 치즐을 타격하지 못하고 실린더를 직접 타격하게 되어 피스톤과 실린더에 과도한 응력을 발생시키게 된다. 이러

한 현상을 "공타(空打:no-load strikes 또는 idle blow)"라고 하며, 공타는 브레이커의 고장을 유발하여 수명을 단축시키는 주요 원인 중의 하나이다.

브레이커를 이용한 파쇄작업시, 피파쇄물이 완전히 파쇄되는 순간 이후에는 치즐이 더 이상 피파쇄물에 의해 지지되지 못하고 밑으로 하강하게 되는데, 이때 운전자가 브레이커 작동을 즉시 멈추지 못하면 브레이커는 계속 공타 상태로 작동하게 된다. 브레이커는 통상 5~15 Hz의 빠른 타격주파수로 작동하는 장치로서, 피파쇄물이 파쇄된 후 운전자가 파쇄가 끝남을 인지하고 작동을 멈추는데 까지 일정한 시간이 소요되므로 일반적으로 한차례의 파쇄작업시마다 수회의 공타발생이 일어나는 것이 보통이다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 일부 브레이커 제조업체에서는 상기와 같은 공타발생 상태를 브레이커가 자체적으로 감지하여 운전자가 브레이커 작동을 멈추지 않더라도 브레이커가 공타상태로 계속 작동되지 못하도록 하기 위한 기술을 개발하여 왔다.

이러한 브레이커의 공타방지장치의 일례로서, 국내특허공보 제1996-4277호와 미국특허 제 6,334,495호가 제안되고 있다. 이 기술은 피스톤이 타격위치로부터 더 하강하여 실린더에 접촉되는 최하부위치(이하, "공타위치"로 칭함.)로 이동하면, 피스톤과 제어밸브를 유압적으로 구속하고 이들을 제어하는 유압시스템을 폐쇄함으로써 공타발생을 원천적으로 방지하는 공타방지장치를 갖는다.

도 1은 상기 종래의 브레이커 공타방지장치의 구조를 나타내기 위한 단면도로서, 종래의 브레이커에 있어서 후술하는 공타방지기능이 동작할 때의 상태를 나타낸다. 브레이커는 유압펌프(92)와 브레이커 작동밸브(94), 오일탱크(95)를 구비한 굴삭기에 장착되어, 굴삭기 운전자의 스위치 조작에 의하여 브레이커 작동밸브 (94)가 운전위치("O")로 전환되면 유압펌프(92)의 압유가 브레이커로 공급되어 브레이커가 작동되고, 브레이커 작동밸브(94)가 정지위치("S")로 전환되면 압유 공급이 차단되어 브레이커가 정지하게 된다.

브레이커가 예압된 상태에서 정상적으로 작동하는 도중, 피파쇄물이 완전히 파쇄되면 치즐(30)이 예압위치("C")에서 하강하여 치즐핀(19)에 걸려 멈출 때까지, 즉 자유위치("D")까지 빠져나오게 되는데, 이때 피스톤(20)이 계속 왕복운동하게 되면, 치즐(30)을 타격하지 못하고 정상적인 타격위치("B")를 지나 공타위치("E")까지 내려오게 된다. 피스톤(20)이 공타위치("E")에 있을 때에는 피스톤 제 1대경부(22)와 제 2대경부(24) 사이의 환상홈(23)이 공타방지포트(80)와 전환포트(62)가 서로 연통되도록 위치하게 되어, 공급라인(46)으로부터 공타방지라인(82), 제 2파 이롯트라인(64)을 거쳐 제 2밸브수압면(54)에 압유가 공급된다. 한편 제 1파이롯트라인(46a)을 통해 상시 고압이 작용되는 제 1밸브수압면(52)은 그 면적이 제 2밸브수압면(54)의 면적보다 작기 때문에, 제 2밸브수압면(54)에 작용하는 힘이 제 1밸브수압면(52)에 작용하는 힘 보다 크게 형성되어 제어밸브(50)는 제 2위치("Y")에 놓이게 되고, 따라서 제 2유압라인(48)이 실린더상실(13a)에 연결되어 피스톤상단수압면(24a)에 고압이 작용하게 된다.

실린더하실(13b)에는 제 1유압라인(47)을 통해 상시 고압이 작용되고, 피스톤하단수압면(22a)의 면적은 피스톤상단수압면(24a)의 면적보다 작게 구성된다. 따라서, 상기 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")로 전환되어 피스톤하단수압면(22a)과 피스톤상단수압면(24a) 양쪽 모두에 고압이 작용하게 되면 피스톤상단수압면(24a)에 작용하는 힘이 피스톤하단수압면(22a)에 작용하는 힘보다 크게 되어 피스톤(20)은 하향의 힘을 받게 된다. 따라서, 상기 피스톤이 재상승하지 못하게 되어 피스톤의 왕복운동이 정지되므로 공타를 방지할 수 있는 것이다.

이러한 공타방지기능이 구비되지 않은 브레이커에서는 피스톤이 공타위치 ("E")에 도달한 이후에도 계속 왕복운동하게 되어 피스톤하단수압면(22a)이 실린더하실(13b)의 아래면을 타격하게 되므로, 피스톤하단수압면(22a)과 실린더하실 (13b) 간의 충돌면에 큰 응력이 발생되어 충돌면과 그 주변에 손상을 일으키게 된다.

예를 들면, 공타발생이 지속될 경우, 피스톤과 실린더의 충돌면에 근접한 각각의 원통면에 과도한 응력에 의한 반경방향의 국부적인 소성변형을 유발시키게 된 다.

즉, 피스톤의 원통면은 반경이 늘어나고, 실린더의 원통면은 반경이 줄어들어, 결국 습동면의 틈새가 줄어들게 되므로 피스톤의 운동이 원활하지 못하게 되고 심할 경우 피스톤이 실린더에 고착되어 움직일 수 없게 된다.

또한, 충돌면이 손상되어 금속 파편이 발생되면, 이 파편이 유압라인을 따라 브레이커와 굴삭기의 다른 유압부품에 퍼지게 되어 운동부품간의 마모나 소착 등 심각한 문제를 일으키게 되기도 한다. 따라서, 이러한 공타방지장치는 브레이커와 굴삭기의 고장을 방지하여 수명을 연장시키는 역할을 한다.

또한, 이러한 공타방지장치는 앞에서 설명한 바와 같이 브레이커 작동 도중에 피파쇄물의 완전 파쇄로 형성되는 공타발생상태 뿐만아니라, 브레이커를 예압하지 않은 채 브레이커 작동을 시작할 때에도 공타방지기능을 하게 된다. 브레이커를 작동하기에 앞서 치즐이 예압되지 않으면 피스톤은 항상 실린더가스실의 가스압력과 피스톤 자중에 의해 최하강위치인 공타위치에 놓이게 된다.

이 상태에서 브레이커를 작동시키게 되면 앞서 설명한 바와 동일한 작용으로 상기 피스톤을 상승하지 못하도록 함으로써 공타발생을 방지하게 된다.

다시 말하면, 브레이커가 작동하는 도중이든지 또는 브레이커를 작동하기 전 상태이든지에 관계없이 피스톤이 공타위치에 놓일 때에는 상기 제 2파이롯트라인 (64)과 공타방지라인(82)을 연통시켜 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")에서 제 1위치("X")로 운동하는 것을 제한하거나, 또는 상기 제어밸브가 제 1위치("X")에서 제 2위치("Y")로 운동하게 함으로써 실린더상실(13a)에 고압의 작동유가 공급되게 하 여 상기 피스톤이 상승하지 못하도록 공타방지장치를 구성한 것이다.

한편, 이와 같은 종래의 공타방지장치들은 상기 제어밸브를 제 2위치로 전환하여 피스톤에 하향의 힘이 가해지도록 함으로써 피스톤이 상승하지 못하게 하는 방식이므로, 공타발생 후 파쇄작업을 재개하기 위해 브레이커를 예압하고자 할 때, 피스톤이 상승되지 않음으로 인해 치즐을 예압위치로 밀어올릴 수 없게 되어, 결국 작업재개가 힘들어지는 단점이 있다.

다시 말하면, 상기 공타방지기능이 동작하는 상태에서는 피스톤에 작용하는 하향의 힘이 굴삭기로 치즐을 눌러 피스톤을 밀어올리는 힘보다도 크게 형성되기 때문에 브레이커를 예압할 수 없게 되고, 결국 브레이커를 작동 가능한 상태로 만들 수 없게 되는 것이다.

또한, 운전자가 브레이커 작동을 정지시키고 나서 브레이커를 예압하고자 하여도 일정 시간 동안은 예압이 어렵게 된다.

그 이유는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이커 작동밸브(94)를 정지위치("S")로 복귀시키더라도 실린더상실(13a)이 폐쇄되어 고압이 계속 유지되기 때문에 피스톤(20)을 타격위치("B")로 상승시킬 수 없고, 그 결과, 제 2파이롯트라인(64)을 드레인라인(74)과 연통시킬 수 없게 되므로, 결국 제 2파이롯트라인(64)도 계속 고압으로 유지되어 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")를 계속 유지하게 된다.

따라서, 실린더상실(13a)이 계속 고압으로 유지되어 피스톤을 상승시킬 수 없게 되기 때문이 다. 즉, 브레이커의 공급라인(46)과 연결된 모든 유압라인들이 폐쇄된 상태가 되어 공급된 압유가 흘러나갈 출구가 없게 구성됨으로써 고압의 압 력이 지속되게 되는 것이다.

이와 같이 피스톤과 제어밸브가 모두 고정되어 움직이지 못하는 상태에서 브레이커를 재가동하기 위해서는 브레이커 내부에서 발생되는 누유로 인하여 압력이 낮아질 때까지 기다릴 수 밖에 없다.

즉, 전환포트(62)와 드레인포트(72) 사이의 피스톤 습동면이나 제어밸브(50)의 습동면에서 압유의 누설이 발생하여, 그로 인하여 상기의 폐쇄된 유압라인내의 압력이 서서히 낮아지게 되고 제 2밸브수압면(54)과 제 1밸브수압면(52)에 작용하는 유압력의 차이가 제어밸브(50)의 자중보다 작아지게 되면 제어밸브(50)는 다시 제 1위치("X")로 복귀하게 된다. 따라서, 실린더상실(13a)이 저압라인(49)과 연결되어 저압상태가 되면 브레이커를 예압하여 피스톤을 타격위치("B")로 밀어올릴 수 있게 되는 것이다.

한편, 누유 발생에 따라 폐쇄된 유압라인내의 압력이 낮아져서 제어밸브가 자중에 의해 하강할 수 있게 되기까지 걸리는 시간은 브레이커 내부에서 발생되는 누유량에 따라 결정된다. 피스톤과 실린더간의 습동틈새나 제어밸브 내의 습동틈새가 크면 누유량이 많아져 압력이 빨리 떨어지게 되어 제어밸브가 짧은 시간내에 하강하게 되고, 반대로 습동틈새가 작으면 누유량이 적어지게 되어 제어밸브 하강에 긴 시간이 소요된다. 이러한 종래의 공타방지장치를 가진 브레이커에서는 제어밸브의 하강시간이 너무 길어지지 않도록 하기 위해 피스톤과 제어밸브의 습동면 틈새가 공타방지장치를 구비하지 않은 브레이커보다 크게 유지되도록 제작되며, 일반적으로, 브레이커에 압유공급을 중단하고 나서 수초 이내에 제어밸브가 하강하여 브 레이커를 다시 예압할 수 있도록 설계된다.

그러나, 이와 같이 브레이커에 일정한 내부 누유를 허용하게 되면 브레이커의 타격성능이 저하된다. 브레이커의 타격성능은 크게 타격력과 타격주파수로 대표되는데, 피스톤의 운동속도를 증가시킬수록 타격력과 타격주파수가 증가되고, 누유량이 적을수록 피스톤의 운동속도가 높아지므로, 결국, 브레이커의 타격성능을 향상시키기 위해서는 브레이커의 내부누유를 최소화시켜야 하는 것이다.

따라서, 이러한 예압시의 시간지연 문제를 해결하기 위해 브레이커 내부에서 많은 누유를 허용해야 하는 브레이커에서는 타격효율을 높일 수 없는 단점이 있다.

한편, 터널이나 건물 파쇄작업의 경우, 브레이커를 상향 또는 수평방향으로 하여 작업하는 경우가 많은데, 이와 같이 상향 또는 수평으로 파쇄작업을 하는 도중에 공타방지기능이 동작하게 되면 브레이커 작동을 멈추어도 전술한 바와 같이 제어밸브가 자중에 의해 하강하지 못하게 된다. 따라서, 브레이커를 재가동하기 위해서는 브레이커를 다시 하향파쇄 자세로 바꾸어서 일정시간을 기다려야 하는 불편함이 따르게 된다.

이상과 같이, 상술한 종래의 공타방지장치는 피스톤이 공타위치로 이동하면, 실린더상실이 고압상태가 되도록 제어밸브를 전환시킴으로써 피스톤 상승을 방지하도록 구성되므로, 공타방지기능이 동작하면 피스톤과 제어밸브의 운동이 제한됨과 동시에 상호 구속하는 상태가 되어 브레이커의 재작동이 어렵게 된다.

또한, 이러한 공타방지상태에서 피스톤과 제어밸브를 제어하는 유압시스템이 폐쇄되므로 브레이커 작동 재개시에는 브레이커 작동 정지 후 일정한 시간지연이 따르고, 브레이커를 하향자세로 유지하여야 하는 단점이 있다. 또한, 이와 같은 공타방지기능 작동 후 브레이커 작동 재개시의 불편함을 해소하고자 브레이커 내부 운동부품의 습동틈새에서 많은 누유를 발생시켜 짧은 시간내에 브레이커 재작동이 가능하도록 함으로 인해, 상기 누유에 따른 동력손실로 인하여 브레이커의 타격효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.

상기한 종래 문제점을 감안하여 대한민국 특허등록 제510966호가 제안되고 있다. 상기한 대한민국 특허등록 제510966호의 유압브레이커의 공타방지장치는 외부의 유압동력원과 연결되는 공급라인과 리턴라인을 구비하고, 상실과 하실을 갖는 실린더와, 상승위치와 타격위치와 공타위치 사이를 운동하도록 상기 실린더의 내경부에 조립되는 피스톤이 설치된다.

상기 피스톤의 아래에 배치되는 치즐이 설치되며 상기 실린더상실을 리턴라인과 연결시키는 제 1위치와 상기 실린더 상실을 공급라인과 연결시키는 제 2위치 사이에서 운동하며 서로 면적이 다른 제 1 및 제 2밸브수압면을 갖는 제어밸브를 가지며, 상기 피스톤은 면적이 서로 다른 하단 및 상단수압면을 가지게 된다.

상기 피스톤의 하단수압면은 실린더하실에 접하여, 실린더상실에 접한 상단수압면보다 작은 면적을 가지며, 상기 피스톤 하단수압면과 제 1밸브수압면은 상시 공급라인과 연결되도록 구성되고, 상기 피스톤은 상기 하단수압면과 상단수압면 사이에 환상홈을 가지며, 상기 실린더 내경부에는 상기 제 2밸브수압면과 연결된 전환포트와, 상기 리턴라인으로 연결된 드레인포트를 구비하는 유압브레이커를 구성한다.

이때 상기 실린더의 내경부는 상기 공급라인과 공타방지라인에 의해 연결되는 공타방지포트를 구비하고; 상기 공타방지라인에는 통과 유량에 흐름저항을 발생시키는 흐름저항수단을 설치하며; 상기 피스톤이 타격위치에서 공타위치로 운동시, 상기 피스톤의 환상홈이 상기 공타방지포트와 상기 전환포트와 상기 드레인포트를 서로 연통시키도록 구성되고; 상기 흐름저항수단은 상기 브레이커로 유입된 작동유가 공급라인으로부터 리턴라인으로 바이패스될 때, 상기 공급라인의 압력이 상기 제어밸브를 제 1위치로 제한하기 위해 요구되는 최소압력보다는 높고, 상기 피스톤을 상승시키기 위해 요구되는 최소압력보다는 낮게 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 상기한 대한민국 특허등록 제510966호는 실린더에 별도의 내부홈 및 홈 가공을 하여 기능 선택을 위해여 오리피스를 삽입설치하고 별도의 공타방지 회로 설치로 구조가 복잡하고, 공타방지 기능을 사용할 때마다 밸브의 방향을 수동으로 절환시켜야 하는 불편한 문제점이 있다.

또한 유압브레이커의 다른 공타방지구조는 일본국 공개특허 특개평12-326261에 기재되어 있는 바와 같이 하우징의 내측에 형성된 실린더에 피스톤이 설치되고 그 하단으로는 치즐이 설치되어 유압에 의해 작동되는 유압브레이커에 있어서, 상기 피스톤의 외주면에 공급 유량이 통과할 수 있는 공타방지홈을 형성하여 치즐이 피파쇄물과 떨어져 복원되었을 시 공급유로와 연결되어 브레이커 내의 전 회로가 무부하상태가 되도록 한 유압브레이커의 공타방지구조가 있다.

이러한 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정상타격위치에서 일정 위치를 벗어나게 되면 실린더에 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 저압이 되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지 한 채 공타방지포트 형성만으로 유로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있는 유압브레이커의 공타방지구조를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 하우징의 내측에 형성된 실린더에 피스톤이 설치되고 그 하단으로는 치즐이 설치되어 형성된 유압브레이커의 공타방지구조에 있어서, 상기 실린더에는 작동유를 공급하는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실을 연결하는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트가 형성되어 피스톤이 정상타격위치보다 일정 위치가 이동되면 피스톤에 형성된 방향전환유로홈에 의하여 고압으로 공급되는 작동유를 드레인시켜 공급유로를 통해 공급되는 작동유의 압력을 저압상태로 전환시켜 브레이커의 타격을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 유압브레이커의 공타방지구조에 의하여 달성된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 피스톤의 내측에 공급 유량이 통과할 수 있는 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치에서 일정 위치를 벗어나게 되면 실린더에 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 저압이 되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지 한 채 공타방지유로의 형성만으로 회로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 유압브레이커의 공타방지구조를 보여주는 단면도이고 도 3은 본 발명의 요부인 공타방지유로의 구조를 보여주는 확대도로써 이에 따르면 본 발명의 유압브레이커의 공타방지구조는 상단부 내측에 가스실(110)이 구비된 백헤드(100)와 피스톤(400)이 설치되는 실린더(200) 및 치즐(500)이 설치되는 프론트헤드(300)를 형성되어 브레이커본체(900)를 구성한다.

상기 실린더(200)의 상단부 일측에 설치된 콘트롤밸브(700)는 실린더실과 연결되어 콘트롤밸브(700)를 상강시키는 밸브상승유로(210)와 콘트롤밸브(700)를 하강시키는 밸브하강유로(220)에 의하여 연결되어 있다.

한편 상기 실린더(200)에는 작동유를 공급하는 공급유로(240)와 피스톤(400)이 설치되는 실린더실(200a)을 연결하는 제1공타방지유로(290a)와 제2공타방지유로(290b)로 이루어진 공타방지포트(290)가 형성되어 피스톤(400)이 정상타격위치보다 하부로 이동되면 피스톤(400)에 형성된 방향전환유로홈(410)에 의하여 고압으로 공급되는 작동유를 드레인시켜 공급유로(240)를 통해 공급되는 작동유의 압력을 저압상태로 전환시켜 브레이커의 타격을 방지하도록 한 구조이다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 유압브레이커의 공타방지구조의 작동 효과를 설명하면 유압브레이커가 피파쇄물(P)을 파쇄하기 위해서는 피스톤(400)의 상승행정과 피스톤(400)의 하강 행정으로 나누어 볼 수 있다.

첨부도면 도 4a에 도시된 바와 같이 피스톤의 상승행정은 작동유가 공급유로(240)를 통해 실린더(200)의 실린더실(200a) 내로 공급되면 실린더실(200a) 의 하부로 유입된 작동유는 피스톤(400)을 들어올리게 되며 피스톤(400)이 상승을 하면서 피스톤(400)에 형성된 방향전환유로홈(410)의 범위에 위치하는 밸브상승유로(210)를 통해 작동유가 이동되어 콘트롤밸브(700)를 상승시키게 되면 가스실에 충입된 가스는 피스톤(400)에 의해 압축하게 된다.

상기한 공급유로(240)를 통해 공급되던 작동유에 의해 피스톤(400)과 콘트롤밸브(700)가 상방향으로 이동됨과 동시에 실린더(200) 상부에 충입되어 있던 저압 상태의 작동유는 상기 콘트롤밸브(700)와 실린더실(200a)을 연결하는 연결유로(260)를 통하여 드레인되어 작동유가 빠지게 되며, 이때 공급유로(240)를 통해 유입된 작동유는 피스톤(400)의 상승이동으로 공급유로(240)의 일측과 공타방지포 트(290)가 폐쇄되게 된다.

이리하여 피스톤(400)이 하강을 시작하는데 피스톤(400)이 타격 지점에 도달하면 콘트롤밸브(700)를 상승시킨 작동유는 밸브상승유로(210)와 밸브하강유로(220)를 통하여 저압 탱크로 유입되어 브레이카의 모든 행정은 초기화시킨다.

상기 피스톤(400)이 상부로 들어 올려지면 하강행정을 하게 되는데 첨부도면 도 4b에 도시된 바와 같이 피스톤(400)이 상승과 동시에 콘트롤밸브(700)가 상승하면 피스톤(400) 상단부분으로 고압이 흘러 아래부분과 마찬가지로 고압이 형성되나, 단면적 차이로 인해 피스톤(400)은 하강한다. 이때 압축된 가스실(110)의 가스가 압축되어 있던 힘도 함께 작용하게 된다.

상기 피스톤(400)이 하강하면, 피스톤(400)의 하단부가 저압으로 바뀌어 작동유가 토출되며 동시에 밸브 중간부위도 저압이 되어 다시 콘트롤밸브(700) 상단부의 고압의 힘으로 콘트롤밸브(700)는 내려가게 된다.

한편 제2공타방지유로(290b)는 항상 고압의 작동유가 유막을 형성하여 실린더(200)와 피스톤(400) 사이에 유막을 형성하므로 마찰을 방지하여 마찰열의 발생을 방지하게 된다.

그러나 피파쇄물이 전부 파쇄되어 치즐(500)이 하부로 이동하거나 또는 브레이커 자체를 순간적으로 들어올렸을 때 치즐(500)이 프론트헤드(300)의 하방으로 이동하게 되는데, 이때 상기 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 정상위치보다 자중에 의하여 피스톤(400)이 더 하부로 떨어지게 된다.

피스톤(400)이 정상 타격 위치보다 일정한 거리만큼 하강을 하게 되면 공급 유로(240)로 유입된 고압의 작동유가 밸브하강유로(220)에 열결 구성된 제1공타방지유로(290a)를 통하여 저압 탱크로 빠지고 이때 하강시 고압(160kg/cm² - 180kg/cm²)의 작동유는 중저압(120kg/cm² - 140kg/cm²)으로 전환이 되면서 장비의 작동 압력까지 중저압으로 전환이되면서 브레이이커 뿐만 아니라 굴삭기 까지도 보호하는 기능이다.

이때 본 발명의 특징 중 하나는 피스톤(400)이 일정 위치에 도달하면 공급유로(240)로 유입된 작동유가 밸브상승유로(210)를 통하여 콘트롤밸브(700)를 상승시 키므로 인하여 브레이커는 타격이 되지 않는다.

첨부도면 도 5은 본 발명의 피스톤이 조금 하강하였을 때를 보여준다면 첨부도면 도 6은 피스톤이 조금 더 하강을 하였을 때의 작동을 보여주는 단면도로써 종래에는 실린더(200) 하부의 실린더실(200a)과 피스톤(400) 대경부의 하단과 접촉을 하게 되면서 피스톤(400)의 고속 하강시의 공타력이 치즐(500) 및 치즐핀에 충격을 주어 치즐(500), 치즐핀, 프론트헤드(300)의 손상을 일으키게 되지만 본 발명은 제1공타방지유로(290a)와 제2공타방지유로(290b)가 전부 개방되어 작동 압력 및,피스톤(400)의 하강 속도까지 줄여 줌으로, 공타로 발생되는 모든 문제점으로부터 브레이카와 굴삭기를 보호하게 되는 것이다.

한편 종래의 브레이커는 작동하기 전에 작동 스위치를 가동시키면 콘트롤밸브(700)가 하강을 하므로 피스톤(400)이 상승을 하고 타격이 되므로 안전상의 문제도 야기되고 있으나, 본 발명은 치즐(500)이 정상적인 타격 위치가 아니면 작동이 되지를 않고, 치즐(500)이 빠져있고 피스톤(400)이 하강이 되어 있는 상태에서 스위치를 작동하여 브레이커를 가동시키려하여도 공급유로(240)를 통해 공급되는 작동유는 콘트롤밸브(700)를 상승시키고 이때 실린더실(200a)에서 나오는 작동유는 공타방지포트(290), 연결통로(260), 밸브하강유로(220), 콘트롤밸브(700)이 설치되어 있는 공간을 통하여 도면상 미도시된 저장탱크로 빠지므로 공타방지가 이루어진다.

도 1은 종래 유압브레이커의 공타방지의 구조를 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 유압브레이커의 구조를 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 요부인 공타방지유로의 구조를 보여주는 확대도.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 유압브레이커를 이용한 피파쇄물의 파쇄작동을 보여주는 단면도.

도 5는 본 발명인 공타방지의 작동을 보여주는 단면도.

도 6는 본 발명인 공타방지의 작동을 보여주는 단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

100 : 백헤드 110 : 가스실

200 : 실린더 200a : 실린더실

210 : 밸브상승유로 220 : 밸브하강유로

240 : 공급유로 290 : 공타방지포트

290a : 제1공타방지유로 290b : 제2공타방지유로

300 : 프론트헤드 400 : 피스톤

410 : 방향전환유로홈 500 : 치즐

700 : 콘트롤밸브 900 : 브레이커본체

Claims (2)

1. 하우징의 내측에 형성된 실린더에 피스톤이 설치되고 그 하단으로는 치즐이 설치되어 형성된 유압브레이커의 공타방지구조에 있어서,

   상기 실린더에는 작동유를 공급하는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실을 연결하는 제1드레인유로와 제2드레인유로로 이루어진 공타방지포트가 형성되어 피스톤이 정상타격위치보다 일정 위치가 이동되면 피스톤에 형성된 방향전환유로홈에 의하여 고압으로 공급되는 작동유를 드레인시켜 공급유로를 통해 공급되는 작동유의 압력을 저압상태로 전환시켜 브레이커의 타격을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 유압브레이커의 공타방지구조
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1드레인포트(130a-1)와 제2드레인포트(130a-2)가 순차적으로 오픈되어 작동유의 압력을 치즐의 타격압 보다 저압으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 유압브레이커의 공타방지구조.

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