KR20120052957A

KR20120052957A - 유압 프레스 유닛

Info

Publication number: KR20120052957A
Application number: KR1020127003010A
Authority: KR
Inventors: 이크베르트 프렝켄
Original assignee: 구스타프 클라우케 지엠비에이치
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2012-05-24
Also published as: WO2011000907A1; US20120160065A1; EP2448720A1; KR101821238B1; AU2010268021A1; MX2012000079A; AU2010268021B2; PL2448720T3; RU2012103481A; DE102009026273A1; BRPI1015945A2; US8844436B2; ES2411881T3; CN102481689B; RU2532224C2; EP2448720B1; CN102481689A

Abstract

본 발명은 고정 부재(2) 및 이동 부재(3)를 갖는 유압 프레스 유닛(1)에 관한 것으로서, 상기 이동 부재(3)는 유압 피스톤(4)에 의해 상기 고정 부재(2)에 관해 이동되며 복귀 스프링(5)에 의해 시작 위치로 다시 이동가능하고, 상기 복귀 이동은 복귀 밸브(6)의 가동에 의해 미리정해진 인가된 압력으로 작동가능하고, 상기 복귀 밸브(6)에 추가로, 개방 상태에서 유압 매체 출구(8)를 개방시키고 유압 매체 유출부 측 및 유압 매체 유입부 측을 구비하는 제어 밸브(7)가 제공된다. 제어 밸브의 작동에 대해 이러한 종류의 유압 프레스 유닛을 유리하게 구성하기 위해, 상기 복귀 밸브(6)가 개방되면, 상기 제어 밸브(7)는 상기 복귀하는 유압 매체의 압력에 의해 상기 유압 매체 유출부 측 및 상기 유압 매체 유입부 측 상에 작동하고, 상기 유압 매체의 압력은 스로틀링으로 인해 상기 유압 매체 유입부 측 상에서 보다 낮아지는 구성을 제안한다.

Description

유압 프레스 유닛 {HYDRAULIC PRESS UNIT}

본 발명은 고정 부재 및 이동 부재를 갖는 유압 프레스 유닛에 관한 것이며, 이동부는 유압 피스톤에 의해 고정 부재에 대해 이동되며 복귀 스프링에 의해 시작 위치로 다시 이동가능하고, 또한 복귀 이동은 복귀 밸브의 가동에 의해 미리정해진 인가된 압력에 따라 작동가능하고, 더욱이 복귀 밸브에 추가로 개방 상태에서 유압 매체 출구를 개방시키고 유압 매체 유출부 측 및 유압 매체 유입부 측을 구비하는 제어 밸브가 제공된다.

이러한 유압 프레스 유닛은 다양한 실시예들로 공지되어 있다. 예컨대, 천공 장치로서의 사용에 관한 국제특허공개 제WO 98/24570호, 사이징 툴(sizing tool)로서의 사용에 관한 국제특허공개 제WO 02/62504호, 리벳팅 장치로서의 사용에 관한 국제특허공개 제WO 02/00368호와 국제특허출원공개 제WO 99/19947호를 참조한다.

이러한 종류의 프레스 유닛은 예컨대 독일실용신안공보 제 DE 20 2004 000 215 U1호에 또한 공지되어 있다. 제어 밸브를 체크 밸브로서 구성함으로써, 펌프에 의해 전달되는 유압 매체가 유입부 측으로부터 제어 밸브를 통해 유출부 측으로 통과하며, 제어 밸브가 유압 매체 펌프로부터 유압 피스톤을 수용하는 유압 실린더에 연결되는 유압 라인 내에 위치된다. 유압 매체 펌프가 차단되면, 동일 방향으로 작용하는 편향 스프링(biasing spring)과 함께 유출부 측 상에 존재하는 유압 매체 압력으로 인해 제어 밸브가 개방 위치로 이동하게 되어, 유출부 측과 연결된 유압 매체 출구를 개방시킨다. 또한 제어 밸브가 보다 높은 시스템 압력에서 개방되지 않기 때문에, 제어 밸브는 복귀 밸브가 가압 작동의 완료 후에 개방되는 경우 유압 매체의 복귀 유동의 개시 시에 여전히 개방되지 않는다.

상기한 종래 기술의 문제점에 착안하여, 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명의 목적은 제어 밸브의 작동에 대해 이러한 종류의 유압 프레스 유닛을 유리하게 구성하는 것이다. 다른 양상은 제어 밸브의 유리한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 제1 개념에 의하면, 전술된 제1 양상에 대해 최소한 가능한 해결 방안이 청구범위 청구항 1의 요지로 설명되는데, 이에 의하면, 복귀 밸브가 개방되면, 제어 밸브는 복귀하는 유압 매체의 압력에 의해 유압 매체 유출부 측 및 유압 매체 유입부 측 상에 작동하고, 이 유압 매체의 압력은 스로틀링으로 인해 유압 매체 유입부 측 상에서 낮아진다. 복귀 밸브가 개방되면, 이에 따라 제어 밸브는 압력 차이가 있을 지라도 복귀 유동 영역의 유압 매체의 압력에 양 측에서 노출된다. 스로틀링(throttling)으로 인한 압력차는 제어 밸브의 개방 방향으로 작용하고, 따라서 신속한 개방을 야기하거나 적어도 지지한다. 이러한 작용은 개방 위치로의 제어 밸브의 스프링 편향에 의해 추가로 보조받을 수 있다. 다른 한편, 본 발명의 요지의 바람직한 실시예에서, 이것은 임의적으로 선택된 스프링 편향에 대해 상술한 설계 기준이 아니다. 복귀 밸브가 개방된 후, 이것은 심지어 제어 밸브의 개방 시에 복귀 밸브의 개방과 동시에 실질적으로 즉시 또는 가능성 있게 발생하여, 유압 매체에 대해 2개의 유출 가능성이 발생한다. 따라서, 유압 피스톤의 원하는 보다 신속한 복귀 이동이 분명하게 달성될 수 있다. 다른 한편, 오로지 매우 적은 양의 유압 매체가 복귀 밸브를 통해 되돌아 유동하는 방식으로 설정이 되는 분야(application)도 있다.

특히 상기한 목적의 추가적으로 나타난 양상에 대한 가능한 해결 방안은 청구범위 청구항 2의 요지로 또한 설명되는데, 이에 의하면, 유압 펌프가 제공되고, 이 유압 펌프로부터 (제1) 유압 매체 유동 경로가 제어 밸브로 연결되고, 추가의 (제2) 유압 매체 유동 경로가 복귀 밸브로 직접 연결된다. 유압 매체 펌프로부터 제어 밸브로, 그리고 바람직하게 복귀 피스톤을 수용하는 유압 실린더에도 연결되는 유압 매체 공급 라인이 또한 유압 매체 펌프로부터 제어 밸브로 직접 제공된다. 전술한 유압 매체 유동 경로는 또한 부분적으로 일치할 수도 있다. 직접 연결로 인해, 공급 라인을 통해 제어 밸브로 그리고 먼저 - 예컨대 복귀 밸브에 대해 - 제어 밸브를 통해 유동하지 않고 복귀 밸브로 유압 매체가 유동하는 것이 중요하다. 2개의 밸브에 대해, 이것은 유압 매체 펌프로부터 시작하는 병렬 연결(parallel connection)을 제공한다. (펌프로부터의) 유압 매체 입구 및 (개방) 복귀 밸브를 통한 유압 매체 출구가 제어 밸브의 동일한 측에 유압식으로 위치된다. 실린더 챔버(이동 부재)로의 연결은 제어 밸브의 다른 측에 (또는 제어 밸브에 대한 바이패스에) 유압식으로 위치된다. 이동 부재에서 볼 때, 복귀 밸브는 제어 밸브로부터 하류에, 또는 적어도 추가적으로 제어 밸브와 병렬 연결로 유압식으로 위치될 수 있다. 이로써 가능하게 구성된 상술한 유압 라인과 전술된 밸브의 컴팩트한 배치가 중요한 양상이다.

개방 위치로 제어 밸브를 편향시키는 스프링은 상대적으로 작은 스프링 힘을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 펌프가 가압 작동을 개시하는 도중에 중지될 지라도, 또는 이미 진행 중인 가압 작동 동안, 제어 밸브가 개방되지 않는다. 오히려, 복귀 밸브가 개방되어 제어 밸브가 음압으로 추가로 작동하거나 압력 차로 인해 작동되는 경우, 제어 밸브는 오로지 개방 위치로 이동한다. 바람직하게 여기서 논란이 되는 수동 유압 프레스 유닛에 대해, 바람직하게 전기 모터에 의해 구동되는 펌프의 수동-작동식 트리거링(triggering)에 의해 가압이 대체로 달성된다. 각각의 스위치가 아래로 가압되는 것을 중단하는 경우, 펌프도 가동을 중단한다. 프레스 유닛의 가압 이빨(jaw)은 특정 위치에서 중단된 상태로 유지된다. 여기 기술한 실시예에서, 가압 작동은 단순히 가동을 재개함으로써 계속될 수 있다. 유압 실린더 내의 시스템 압력 또는 양압(positive pressure) 레벨이 가압 작동의 개시에도 여전히 매우 낮을 지라도, 유압 피스톤은 복귀하지 않는다.

용어 "제어 밸브"는 명확한 개념적인 차별을 가지도록 선택되었다. 이러한 밸브는 예컨대 추가의 복귀 밸브로 불릴 수도 있다.

아래에, 또한 도면의 상세한 설명에, 종종 전술된 청구항 개념과 바람직한 연관성으로 본 발명의 추가의 특징을 설명한다. 그러나, 이러한 특징은 오로지 이러한 청구항의 하나 또는 둘 이상의 특징과 연관하여, 또는 이러한 청구항의 하나 또는 둘 이상의 특징과 무관하게, 또는 일부 다른 전체 개념에서 또한 중요할 수 있다.

무엇보다도, 제어 밸브가 시트 밸브로 구성되는 것이 더 바람직하다. 이 제어 밸브는 시트 멈추개에 대해 이동함으로써 유압 매체 출구를 폐쇄한다. 시트 밸브에 의해 폐쇄되는 개구는 제어 밸브의 변위 방향으로 개구의 축선에 관해 확장된다. 푸싱-오프(pushing-off)가 발생되지 않고; 오히려, 유출 개구가 폐쇄되며, 이 유출 개구의 개방면이 제어 밸브의 이동 방향으로 돌출부에 대해 제어 밸브와 정렬된다.

이와 관련해서, 이와 연결하여 반드시 필요한 것은 아닐지라도, 유압 매체 공급 라인의 압력과 유압 매체 저장 공간의 압력에 의해 형성되는 차등 힘(differential force)에 의해 폐쇄된 제어 밸브가 작동된다는 사실이다. 유압 매체 공급 라인 내의 압력이 거의 모든 작동 상태에서 유압 매체 저장 공간 내의 압력 보다 높기 때문에, 이로 인해 폐쇄 위치에 있는 경우 제어 밸브에 대한 지지력(holding force)이 발생된다. 폐쇄 위치로 제어 밸브를 변위시키기 위해 초기에 보다 높은 압력이 필요할 지라도, 유압 매체 저장 공간 내의 압력 보다 공급 라인 내의 압력이 여전히 충분히 보다 높기만 한다면, 제어 밸브가 폐쇄 위치에 있는 경우 유압 매체 공급 라인 내의 낮은 압력은 충분하다. 유압 매체 저장 공간 내의 압력은 대기압에 대응하거나 또는 대기압 보다 심지어 낮은, 즉 음압(negative pressure)일 수 있다. 음압의 유압 매체 저장 공간 압력은 특히 펌프가 높은 전달 용량으로 작동하는 경우 적용한다. 폐쇄 위치로 제어 밸브를 변위시키는데 사용되는 보다 높은 압력은, 유입부 측에서 유출부 측을 볼 때, 제어 밸브를 가로지르는 유동하는 유압 매체의 압력 손실에서 기인한다. 말하자면, 이것은 유압 매체의 운동으로 인한 동적 압력 즉, 제어 밸브를 가로질러 발생하는 압력차이다. 제어 밸브는 유압 매체의 유동 방향에 응답한다.

유압 매체 공급 라인 내의 압력은 가압 작동의 트리거링에 대응해서 대기압에서(또는 대기압 보다 다소 높음) 가압 작동을 위한 트리거링 압력까지 상승한다. 이러한 트리거링 압력은 예컨대 300 내지 700 바아(bar) 일 수 있다. 가압이 완료된 후, 복귀 밸브가 개방되면, 유압 매체가 저장 공간으로 되돌아 통과해서 유동하는 유압 매체 공급 라인 내의 압력은, 아래에 보다 상세히 설명할 구성에 따라, 예컨대 10 내지 0.5 바아 (양압)이다. 이와 관련해서, 특히 0.1 바아의 증분(increments)의 모든 중간값이 본 개시에 포함된다.

전달 라인을 통해, 유압 매체 펌프는 제어 밸브로 연결되는 제1 브랜치 라인과, 복귀 밸브로 연결되는 제2 브렌치 라인으로 전달한다. 표준 가압 작동이 트리거링되면, 복귀 밸브는 예컨대 개방 멈춤쇠를 상승시킴으로써 폐쇄되거나, 또는 이러한 트리거링 진행 동안 폐쇄된다. 따라서, 유압 매체는 단순히 이 브랜치 라인에 존재하지만 (그 내부에서) 유동하지 않는다. 그러나, 이 때, 유압 매체는 제어 밸브 및 유압 매체 공급 라인을 통해 실린더 챔버 안으로 유동한다. 또한, 말하자면, 바이패스(bypass)가 실린더 챔버 안으로 직접 제공될 수도 있다. 이에 따라 복귀 밸브로의 전달은 라인을 통해 발생하지 않거나, 제어 밸브만을 통해 발생하지 않지만, 오히려 임의적으로 추가적으로 라인 및 제어 밸브에 병렬로(parallel) 실시된다. 복귀 밸브는 유압 매체의 전달에 관해 제어 밸브에 유압식으로 병렬 연결된다.

이와 관련해서, 복귀 밸브가 개방되는 경우 복귀 밸브를 통해 유출되는 유압 매체, 바람직하게 모든 유압 매체가 초기에 제어 밸브를 통해 유동하는 것이 바람직하게 제안된다. 이 경우, 유압 매체가 흘러나가면, 복귀 밸브는 제어 밸브로부터 하류에 유압식으로 연결된다. 그러나, 유압 매체가 제어 밸브를 통해 단지 부분적으로 유동하는 것이 제공될 수도 있다. 유압 매체의 다른 부분이 실린더로부터 복귀 밸브로 직접 연결되는 라인을 통해 유동할 수 있고, 이 라인이 또한 스로틀링 포인트를 가지는 것이 바람직하다. 모든 유압 매체는 상술한 별도의 라인을 통해 실린더 챔버로부터 복귀 밸브로 유동할 수도 있다. 그러나, 후자의 경우에도 역시, 복귀 밸브로 연결되는 이 라인이 제어 밸브, 구체적으로 제어 밸브의 유입부 측과 일렬 연결 상태인 것이 제공된다. 이러한 구성에도 역시, 유압 매체의 복귀 유동의 경우, 이와 관련한 압력 작용은 따라서 제어 밸브의 유입부 측 상에 제공된다.

이 제어 밸브는 스프링에 의해 개방 위치로 편향될 수 있다. 본 실시예의 경우, 이러한 편향은 바람직하게 복귀 피스톤 상의 스프링 작용에 의해 제어 밸브 상에 작용하는 힘에 상응하는 힘보다 작게 선택된다. 복귀 이동의 경우에 복귀 피스톤 상의 스프링 작용에 의해 유압 매체 공급 라인 내에 발생되며, 상기한 바와 같이, 예컨대 0.5 내지 5 바아일 수 있는 압력은 제어 밸브의 유압식으로 작동하는 표면적에 따라 제어 밸브 상에 작용하는 힘이 된다. 추가의 보조 작용을 아마도 가질 수 있는 유압 매체 저장 공간 내의 낮은 압력 또는 심지어 음압에 관계없이, 전술한 복귀 피스톤 상의 스프링 작용에 의해 가해지는 힘은 개방 방향으로 제어 밸브 상에 작용하는 스프링 힘에 상응하는 힘보다 크다. 개방 방향으로 제어 밸브 상에 작용하는 이러한 스프링의 힘의 실제적인 크기는 예컨대 0.1 내지 1 뉴톤(newton), 보다 바람직하게 0.2 내지 0.4 뉴톤이며; 특히 1/10 뉴톤 증분으로의 모든 중간값이 상기한 범위 내에 포함된다.

유압 매체가 적어도 부분적으로 복귀 밸브의 개방 시에 제어 밸브를 통해 복귀 밸브로 유동하는 상기한 구성의 대안으로서, 개방 위치에서 제어 밸브가 유압 매체 공급 라인을 동시에 차단하는 것이 제공될 수 있는데, 그렇지 않은 경우 유압 매체 공급 라인을 통하여 복귀 밸브로 유압 매체가 통과하여 유동할 수 있다. 이러한 차단은 바람직하게 또한 시트 밸브로서 제공될 수 있다. 이때, 상기한 바와 같이, 예컨대 유압 실린더로부터 복귀 밸브로 제공된 직접 라인 연결을 통해 유출이 제공될 수 있다. 그러나, 복귀 밸브를 통한 유출은 또한 이에 의해 완전히 차단될 수 있다. 이 경우, 복귀 밸브는 연관된 압력 강하로 인해 폐쇄 위치로 즉시 진행한다.

복귀 밸브는 최고 압력 즉, 달성되는 가압 압력에 설정된다. 제어 밸브가 개방되는 경우 발생하는 (추가의) 압력 강하로 인해, 제어 밸브는 폐쇄 위치로의 복귀 밸브의 자동 구동을 허용하며, 유압 매체에 대한 (추가의) 유출 경로가 동시적으로 개방된다. 따라서, 가압 작동을 실행하는 동안 먼저 원하는 방식으로 임의의 중간 위치를 점유한 후, 가압 작업을 재개할 수 있다. 가압 작동이 실행된 후, 이동 부재 즉, 대체로 복귀 피스톤의 중지가 펌프를 간단히 재가동함으로써 달성될 수 있고, 다음의 가압 작동이 이 위치에서 시작해서 실행될 수 있다.

특히 제어 밸브는 하우징에 고정 형성되는 밸브 시트와 상호작용하는 밸브 폐쇄 바디(valve closing body)로 이루어진다. 이와 관련, 밸브 폐쇄 바디의 이동을 정렬하기 위해(lining up) 밸브 폐쇄 바디가 보상부(compensating part)를 통과하는 것이 바람직하게 제공된다. 따라서, 보상부는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 밸브 폐쇄 바디와 함께 이동하며, 그 반대로 이동한다. 보상부는 밸브 폐쇄 바디가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 미리 정해진 이동 방향에 대해 횡으로 내부에서 이동가능하며 그 반대로 이동하는 방식으로 구성된다. 이를 위해, 밸브 폐쇄 바디는 또한 유압 매체 공급 라인에서 대체로 대응하는 유극(play)을 가지면서 바람직하게 수용된다. 밸브 폐쇄 바디의 이러한 이동성은 밸브 시트가 밸브 폐쇄 바디와 정밀하게 정렬되지 않을 경우라도 제어 밸브의 신뢰할만한 폐쇄가 이루어지는 것을 보장한다. 이 밸브 폐쇄 바디는 이에 따라 가능한 제조 오차에 관하여 충분한 이동성을 갖는다.

보상부는 예컨대 와셔 형태로 제공될 수 있다. 또한, 보상부 예컨대 특히 와셔는 적어도 이 영역에서 원통형 구성을 추가로 갖는 것이 바람직한 유압 매체 공급 라인 내에 바람직하게 밀봉식으로 끼워지지 않는다. 오히려, 상당히 작을 지라도 유압 매체의 확실한 유동을 허용하는 방사상 갭이 여기서 또한 적합하게 유지될 수 있다. 임의의 경우에, 아이들링(idling) 상태에서, 이러한 갭은 보상부를 통한 압력 보상을 허용한다. 이러한 갭에 대한 실제적인 크기는 대략 1/100 내지 2/100 mm 이다. 다른 한편, 개방 또는 폐쇄 작동에 대해 작동 방향에 횡방향으로 밸브 폐쇄 부재의 이동성은 일 밀리미터의 2/100 내지 10/100 또는 백분의 몇(several), 예컨대 1/2 mm까지 이다.

아래에, 단지 예시적인 실시예들을 도해하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 프레스 유닛의 전방부의 부분 횡단면도이고,
도 2는 제어 밸브 및 복귀 밸브가 폐쇄된 상태인 도 1의 2-2선 영역의 확대도이며,
도 3은 제어 밸브가 개방 상태인 도 2에 대응하는 도면을 도시하고,
도 4는 추가의 스로틀 개구를 갖는 도 2에 대응하는 도면이며,
도 5는 변경된 스로틀 개구를 갖는 도 4에 대응하는 도면이고,
도 6은 보상부와 함께 도 3의 제어밸브 영역 Ⅵ-Ⅵ의 확대도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 고정 부재(2) 및 이동 부재(3)를 구비하는 유압 프레스 유닛을 도해 및 설명한다. 이동 부재(3)는 유압 피스톤(4)에 의해 고정 부재(2)에 대해 이동되며, 이 고정 부재(2)는 또한 전체 하우징으로 간주할 수 있다. 유압 피스톤(4)은 복귀 스프링(5)에 의해 자신의 시작 위치로 다시 이동가능하며, 피스톤이 사용 중이 아닌 경우 이 스프링에 의해 시작 위치로 편향된다. 유압 피스톤(4)의 복귀 이동은 복귀 밸브(6)의 작동에 의해 가압 작업 동안 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이 복귀 밸브(6)는 유럽특허공보 제 0 944 937B1호에 개시된 바와 같이 구성되며 작동된다. 이 복귀 밸브의 구성과 대응하는 작동 모드에 관하여 상기한 유럽특허공보에 개시된 내용은 본 출원의 개시에 전체가 여기 포함되며, 본 출원의 청구범위에 상기한 유럽특허공보에 공지된 하나 이상의 특성을 병합하기 위해 포함한다.

또한, 복귀 밸브(6)의 폐쇄 특성에 영향을 주는 제어 밸브(7)가 제공된다. 바람직하게 이 복귀 밸브(6)는 유압 피스톤(4)이 완전히 복귀될 때 까지 더 이상 개방 상태에 머물러 있지 않는다. 제어 밸브(7)로 인해, 이 제어 밸브(7)의 개방 상태에서, 유압 피스톤(4)이 최종 복귀 위치에 도달하기 전에 이러한 방식으로 복귀 밸브가 일찍 폐쇄될 정도로 큰 복귀 밸브(6)로부터 상류로의 압력 강하가 발생한다. 이때, 유압 피스톤(4)의 추가의 복귀 이동이 유출 개구(outflow opening; 8)를 통해 유압 매체 저장 공간(9) 안으로 오로지 유압 매체의 유출의 결과로 발생하며, 이 유출은 이 밸브가 개방 상태에 있는 경우 제어 밸브(7)에 의해 가능하다.

특히, 제어 밸브(7)는 유입부 측(inflow side; 10) 및 유출부 측(outflow side; 11)을 구비한다. 유입부 측(10)은 유압 매체 펌프(12)에 의해 유압 매체가 전달되는 경우 제어 밸브(7)가 유압 매체에 의해 이 유입부 측 상에 작용된다는 사실과 관련 있다. 유압 매체는 유출부 측(11)을 경유하여 유압 매체 라인(13)을 통해 유압 실린더(14) 안으로 유동하며, 유압 실린더(14) 내에는 유압 피스톤(4)이 수용된다. 유압 매체 펌프(12)는 상술한 바와 같이 왕복식 펌프일 수 있다. 그러나, 또한 예컨대 스크류 펌프일 수도 있다. 스크류 펌프는 연속적인 압력으로 펌핑이 실행되는 장점이 있다. 폐쇄 위치로 동시에 그러나 또한 실제로 즉시 변위되는 개방된 제어 밸브(7)를 통해 유압 매체가 전달되면, 스로틀링 작용(throttling action)이 예컨대 폐쇄 위치로의 상술한 변위를 야기하는 1 바아(bar)의 압력 강하를 초래한다.

특히 도 2에서도 참조되는 복귀하는 유압 매체의 경로는, 시작 부분에서, 복귀 밸브(6)의 개방시, 제어 밸브(7)에 의해 결정되는데, 이 제어 밸브는 유동 경로 갭(15)에 의해 유압 매체가 지나서 유동할 수 있게 하며, 이 유동 경로 갭은 밸브의 주위 둘레로 개방된 상태로 유지된다. 이 유동 경로 갭(15)이 비교적 작기 때문에, 이것은 분명히 스로틀링을 야기하게 되고, 스로틀링은 제어 밸브(7)를 가로질러 압력 강하를 야기시킨다. 이 상태에서 실제로 유출부 측인 유입부 측(10) 상에서는, 이에 따라 유출부 측(11) 보다 낮은 압력이 우세하다. 또한, 유출부 측 상에는 임의의 배압(back pressure)이 전개될 수도 있다. 이러한 압력차의 결과로, 그리고 제어 밸브(7)를 개방 위치로 편향시키는 압축 스프링(16)에 의한 보조의 결과로, 제어 밸브(7)는 도 3에 따른 개방 위치로 상당히 신속하게 변위된다.

그러나, 일반적인 구성에 대해, 제어 밸브(7)를 개방 위치로 변위시키기 위해 압축 스프링(16)이 실제로 필요로 하지 않는다. 그러나, 발생하는 유출 개구(8)를 통한 유동으로 인해, 압축 스프링(16)에 의해 제거되는 흡입 효과가 개방된 제어 밸브(7) 상에 전개될 수도 있다.

한편, 밀착된 또는 실질적으로 밀착된 밸브 시트(17)가 형성되는 방식으로 도 3에 따른 개방 위치가 제공될 수 있다. 제어 밸브(7)의 개구 시트부(opening-seat portion; 18)는 하우징 벽(36)과 밀봉식으로 상호작용하며, 이 하우징 벽(36)은 이 영역에서 밸브 시트를 형성하는 압축부(constriction)를 갖는다. 이 결과, 하나의 위치(폐쇄 위치)에서 제어 밸브가 유출 개구(8)를 폐쇄시키고 다른 위치(유출 개구(8)에 대해 개방 위치)에서 제어 밸브가 복귀 밸브(6)로의 유동을 폐쇄시키는, 제어 밸브(7)가 셔틀 밸브로서 형성되는 경우, 복귀 밸브가 충분히 큰 이력 현상(hysteresis)을 가지는 것으로 의도되는 경우에 대해 또한 복귀 밸브(6)의 폐쇄가 초래되는데, 그렇지 않은 경우 복귀 밸브는 유압 피스톤의 전체 복귀 이동 동안 개방 위치에 남아 있게 된다. 따라서, 복귀 밸브가 개방된 후일지라도, 펌프가 계속해서 전달하고 복귀 밸브가 폐쇄되자 마자 즉시 다시 제어 밸브가 폐쇄되지 않도록 유압 펌프를 차단하기에 충분한 시간이 있다. 그러나, 도 3에 따른 제어 밸브(7)의 개방 상태일지라도 복귀 밸브(6)로의 유압 매체의 유동이 여전히 존재하는 방식으로 구성이 제공될 수도 있다. 유압 피스톤(4)이 더 뒤로 이동함에 따라, 복귀 스프링(5)이 이완되어, 유압 매체 상에 작용되는 압력을 보다 적게 한다. 따라서, 이때, 복귀 밸브(6)의 개방 상태를 유지시키는데 필요한 요구되는 임계 압력 아래로 압력이 떨어지는 경우, 복귀 밸브(6)가 또한 폐쇄 위치로 이동할 수 있다. 따라서, 유압 피스톤(4)이 자신의 단부(end) 위치로 완전히 다시 이동되기 전에 복귀 밸브(6)의 폐쇄 위치에 또한 도달된다. 그러나, 예컨대 복귀 밸브(6) 뿐만 아니라 유압 피스톤, 제어 밸브(7)의 가장 신속한 가능한 복귀를 달성하기 위해, 단부 위치에 도달할 때 까지 개방 위치에 유지되는 방식으로 이러한 조절이 또한 이루어질 수도 있다. 도해된 예시적인 실시예에서, 이러한 조절은 제어 밸브(7)가 개방되는 경우 복귀 밸브(6)를 폐쇄 위치로 즉시 이동시키는 방식으로 제공된다.

이 때, 유압 매체의 유출은 제어 밸브(7)의 밸브 시트 내에 형성된 유출 개구(8)를 통해서만 실시된다.

가압 작동이 가동되는 경우 제어 밸브(7)를 통한 유압 매체의 경로에 추가로, 전달 경로(19)가 제공될 수 있는데(도 4, 도 5 참조), 이 전달 경로는 이 목적으로 바이패스(bypass) 내에 형성된다. 이러한 전달 경로는 바람직하게 스로틀링 포인트로서 형성된다. 도 5에 의하면, 전달 경로는 또한 비-복귀 밸브(20)에 의해 폐쇄될 수 있어서, 유압 매체가 유압 매체 펌프(12)에 의해 전달되는 경우에만 유압 매체가 전달 경로(19)를 통해 유동한다.

도 4에 따른 구성에서, 유압 매체는 복귀 밸브(6)의 트리거링(triggering) 후에도 전달 경로(19)를 통해 챔버(21) 안으로 유동하고, 거기에서, 복귀 밸브(6)가 개방되는 경우, 복귀 밸브(6)를 통해 유압 매체 저장 공간(9) 안으로 유동한다.

여기에 설명되는 실시예는 몇 가지 측면에서 특히 유리하다.

가압 작동의 개시 후에 스위치의 적절한 가동에 의해, 예컨대 전기 모터에 의해 구동되는 펌프(12)의 작동이 촉발(트리거링)되면, 제어 밸브(7)는 폐쇄 위치로 즉시 변위된다. 예컨대 스위치가 더 이상 가압되지 않기 때문에 가압 작동을 개시한 후 즉시 펌프 중단을 하는 경우일지라도, 제어 밸브(7)에 대해 작용하는 폐쇄 압력이 폐쇄 위치에 제어 밸브(7)를 유지시키기에 충분한 방식으로, 제어 밸브(7) 상에 작용하여 제어 밸브(7)를 개방 위치로 이동시키는 복원 스프링(restoring spring; 16)이 이러한 목적으로 구성된다. 이 경우, 유압 피스톤(4)은 복귀하지 않는다. 일단 다시 트리거 스위치를 가동시킴으로써, 가압 작동이 재개될 수 있으며 유압 피스톤(4)은 펌핑 작동이 차단되었을 경우 유압 피스톤이 점유한 것과 동일한 위치에 있게 된다. 그럼에도 불구하고 유압 피스톤(4)의 복귀를 원한다면, 유압 피스톤은 복귀 밸브(6)에 작용하는 수동 스위치(21)를 통해 추가로 가동될 수 있다(예컨대 도 4 참조).

다른 한편, 복귀 밸브(6)가 촉발되는 경우, 각각의 경우에 있어서 상술한 압력 강하가 제어 밸브(7)를 개방 위치로 변위시키는 방식으로 제어 밸브(7)가 구성된다. 이 때, 제어 밸브는 압축 스프링(16)에 의한 편향(biasing)으로 인해 개방 위치에 유지될 수도 있다.

그러나, 이 때, 전술한 방식으로 작용되는 유압 피스톤(4)의 복귀 이동 동안, 유압 매체 펌프(12)는 스위치를 가동시킴으로써 언제든지 재가동될 수 있다. 제어 밸브(7)는 즉시 폐쇄 위치로 이동되어, 이때 유압 실린더(14)에 도달되었던 이동 위치에 유압 피스톤(4)을 정지시키게 한다. 그러면, 다음의 가압 작동은 완전한 복귀 이동의 필요성 없이 이 위치로부터 시작하여 수행될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 제어 밸브(7)는 원통형부(23)를 통해 확대된 플랜지 영역(24)과 병합되는 전방 원추형 시트 영역(22)으로 명확히 형성된다. 스로틀 영역(25)이 후방에서 플랜지 영역(24)과 결합한다. 제어 밸브(7)가 시작 방식으로 개방 위치로 변위되면, 이러한 작용은 상당히 신속하고 실질적으로 즉시 발생한다. 상기한 작용에 의해 경미하게 다소 큰 통과구(throgh opening; 26) 안으로 스로틀 영역(25)을 밀어 넣음으로써, 원하는 감속이 발생하고, 플랜지 영역(24)이 하우징의 벽에 대해서 부드럽게 맞물린다.

여기에 인접해서 세장형 자루(elongated shank; 27)가 형성되는데, 이 자루는 복귀 밸브(6)의 유입 구멍(inlet hole; 28)까지 그리고 그 안에 도달되는 확장부(29)를 구비한다. 유입 구멍(28)은 이 유입 구멍과 직각으로 뻗으며 복귀 밸브(6)가 위치되는 연속부(continuation; 30)로 전개된다. 자루(27)는 챔버(21)를 통과하며, 이 챔버(21)는 유압 매체 펌프(12)에 의해 전달되는 유압 매체가 처음 도달되는 곳이다. 이 챔버(21)는 제어 밸브(7)로의 입구와 복귀 밸브(6)로의 입구로, 그리고 제공된다면 또한 바이패스 라인(19)으로 명확히 분기된다.

저장 공간 내에는 유출 개구(8)와 연관되는 충격 벽(impact wall; 31)이 제공된다. 심지어 유출 개구(8)의 소경(small diameter)에 대해, 이러한 개구에 의해 발생되는 유압 매체의 얇고 강력한 분사가 예컨대 유압 매체 저장 공간(9)의 마주하는 벽(32)에 손상을 미치지 않을 수 있다. 특히, 마주하는 벽(32)은 가요성 고무 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 충격 벽(31)은 특히 T 튜브로 형성되며, T 튜브의 일부분은 나사삽입부로서 형성되고, 그 단부는 제어 밸브(7)에 대한 시트를 형성하며, T 튜브의 다른 부분은 상술한 충격 벽을 형성한다.

도 6을 참조하면, 시트 영역(22), 원통형부(23) 및 플랜지 영역(24)을 구비하는 제어 밸브(7)의 밸브 바디가 보상부(33)를 통과함이 명확하다. 이 보상부(33)는 플랜지 영역(24)의 외경(Da) 보다 작은 내경(Di)을 갖는 고리형 바디로서 구성된다. 밸브 폐쇄 바디 즉, 예시적인 실시예에서 원통형부(23)는 플랜지 영역(24)의 시트 영역 측 상의 보상부(33)를 통과한다. 보상부(33)의 내경(Di)은 전술한 원통형부(23)에 대해 간극(s)을 갖는다. 이 간극(s)은 종방향 크기에 대해 횡방향으로 밸브 폐쇄 바디가 이동할 수 있게 해 준다. 이것은 예컨대, 본 실시예의 경우 T 튜브로 형성되는 밸브 시트부(34)의 역(counter)-밸브 시트를 형성하는 구멍(34)이 밸브 바디의 종방향 중심 축선과 정렬되지 않는 경우, 자동적으로 임의의 횡방향 변위를 초래한다.

도 2와 예컨대 상술한 상세한 설명을 다시 참조하면, 유동 경로는 유압 매체 펌프(12)로부터, 챔버(21) 및 이 챔버(21)에서 분기되는 라인부(35)를 통해, 복귀 밸브(6)로 직접 인도된다. 유압 관점에서, 즉 유동하는 동안 유압 매체에 의해 횡단되는 적어도 이론적인 경로에 대해, 복귀 밸브(6) 뿐만 아니라 유압 매체 펌프(12) 형태의 유압 매체 공급 및 직접 인접하는 라인 경로가 동일 측에 즉, 제어 밸브(7)의 유입부 측에 유압으로 위치된다.

개시된 모든 특징은 (그 자체로) 본 발명에 속한다. 연관된/수반하는 우선권 문서의 공개 내용(선출원의 복사물)은 또한 이에 의해 본 출원의 개시물 내에 충분히 포함하며, 본 출원의 청구범위에 이들 문서의 특징을 병합시키기 위해 포함한다. 이들 선택적인 종속된 표현(formulation)의 종속항들은 특히 이들 청구항을 근거로 한 분할 출원을 착수하기 위해 종래 기술의 독립적인 발명의 개량을 특징으로 한다.

1: 유압 프레스 유닛
2: 고정 부재
3: 이동 부재
4: 유압 피스톤
5: 복귀 스프링, 스프링
6: 복귀 밸브
7: 제어 밸브
8: 유출 개구/유압 매체 출구
9: (유압 매체) 저장 공간
10: 유압 매체 유입부 측
11: 유압 매체 유출부 측
12: 유압 매체 펌프
13: 유압 매체 라인
14: 유압 실린더
15: 유동 경로 갭
16: 압축 스프링/복원 스프링
17: 밸브 시트
18: 개구 시트부
19: 전달 경로/바이패스 라인
20: 체크 밸브/비-복귀 밸브
21: 챔버/수동 스위치
22: 시트 영역
23: 원통형부
24: 플랜지 영역
25: 스로틀 영역
26: 통과구
27: 자루
28: 입구 구멍
29: 확장부
30: 연속부
31: 충격벽
32: 저장공간의 벽
33: 보상부
34: 구멍/시트부
35: 구멍부/라인부
36: 하우징 벽

Claims

고정 부재(2) 및 이동 부재(3)를 갖는 유압 프레스 유닛(1)으로서,
상기 이동 부재는 유압 피스톤(4)에 의해 상기 고정 부재(2)에 대해 이동되며 복귀 스프링(5)에 의해 시작 위치로 다시 이동가능하고, 또한 상기 복귀 이동은 복귀 밸브(6)의 가동에 의해 미리정해진 인가된 압력에 따라 작동가능하고, 더욱이 상기 복귀 밸브(6)에 추가로, 개방 상태에서 유압 매체 출구(8)를 개방시키고 유압 매체 유출부 측 및 유압 매체 유입부 측을 구비하는 제어 밸브(7)가 제공되는, 유압 프레스 유닛(1)에 있어서,
상기 복귀 밸브(6)가 개방되면, 상기 제어 밸브(7)는 상기 복귀하는 유압 매체의 압력에 의해 상기 유압 매체 유출부 측 및 상기 유압 매체 유입부 측 상에 작동하고, 상기 유압 매체의 압력은 스로틀링으로 인해 상기 유압 매체 유입부 측 상에서 낮아지는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항에 따른 유압 프레스 유닛(1)으로서,
고정 부재(2) 및 이동 부재(3)를 구비하며, 상기 이동 부재는 유압 피스톤(4)에 의해 상기 고정 부재(2)에 대해 이동되며 복귀 스프링(5)에 의해 시작 위치로 다시 이동가능하고, 또한 상기 복귀 이동은 복귀 밸브(6)의 가동에 의해 미리정해진 인가된 압력에 따라 작동가능하고, 더욱이 상기 복귀 밸브(6)에 추가로, 개방 상태에서 유압 매체 출구(8)를 개방시키고 유압 매체 유출부 측 및 유압 매체 유입부 측을 구비하는 제어 밸브(7)가 제공되며, 또한 상기 제어 밸브까지 유압 매체 유동 경로가 연결되는 유압 매체 펌프(12)가 제공되는 유압 프레스 유닛(1)에 있어서,
상기 유압 매체 펌프로부터 상기 복귀 밸브(6)로 직접 유압 매체 유동 경로가 연결되는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 밸브(7)는 시트 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 제어 밸브(7)는 상기 유압 피스톤(4)을 수용하는 유압 실린더(14)로 연결되는 공급 라인 내에 위치되는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 4 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
폐쇄된 상기 제어 밸브는 유압 매체 저장 공간 내의 압력과 상기 유압 매체 공급 라인 내의 압력에 의해 형성되는 차등 힘에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 5 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 유압 매체 펌프로부터 상기 유압 실린더로 연결되는 상기 유압 매체 공급 라인은 상기 복귀 밸브로 그리고 상기 제어 밸브로의 직접 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 6 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 복귀 밸브를 통해 되돌아 유동하는 상기 유압 매체는 먼저 상기 제어 밸브를 통해 유동하는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 7 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 제어 밸브에 작용하여 상기 제어 밸브를 개방 위치로 압박하는 편향력은 상기 복귀 피스톤 상의 스프링 작용을 통해 상기 제어 밸브에 작용하는 힘에 상응하는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 8 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 개방 위치에 있는 상기 제어 밸브는 상기 복귀 밸브로의 유압 매체의 복귀 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.
제 1 항 내지 제 9 항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,
상기 제어 밸브는 상기 밸브 폐쇄 바디의 이동을 정렬하기 위해(lining up) 보상부를 통과하는 폐쇄 바디를 구비하는 것을 특징으로 하는
유압 프레스 유닛.