KR20150068968A

KR20150068968A - 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치 및 이러한 시일링 장치를 포함하는 유압식 타격 장치

Info

Publication number: KR20150068968A
Application number: KR1020157011458A
Authority: KR
Inventors: 미쉘 에스콜
Original assignee: 몽따베르
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-06-22
Also published as: CN104768711B; KR102115872B1; US20150251304A1; CN104768711A; CA2887777C; EP2906394A1; WO2014060304A1; FR2996897A1; US10052748B2; CA2887777A1; AU2013331792B2; FR2996897B1; AU2013331792A1; EP2906394B1

Abstract

본 발명은 시일링 장치(2)에 관한 것으로, 이 시일링 장치는, 유압식 타격 장치의 타격 피스톤(7)의 외측 표면과 시일링가능하게 접촉하는 시일링 립(15)이 제공되어 있는 환형 내측 시일링부(14)를 갖는 내측 시일링 링(13) 및 내측 시일링부(14) 주위에 제공되고 유압식 타격 장치를 안내하기 위해 몸체에 제공되어 있는 환형 오목부(6)의 바닥에 시일링가능하게 지지되는 외측 시일링 부재(24)를 포함한다. 내측 시일링 링(13)은 내측 시일링부(14)에 대해 축방향으로 편위되어 있는 환형 보호부(17) 및 내측 시일링 링(13) 내부에 있는 환형 홈(22)을 더 포함하고, 상기 보호부는 내부에서, 시일링 립(15) 쪽으로 수렴하는 적어도 하나의 수렴형 환형 보호 표면(18)으로 한정되며, 상기 환형 홈(22)은 시일링 립과 수렴형 보호 표면(18) 사이에 제공되어 있다. 보호부(17)는 사용 조건에서 타격 피스톤(7)과 함께 환형 유동로를 형성하게 된다.

Description

유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치 및 이러한 시일링 장치를 포함하는 유압식 타격 장치{SEALING DEVICE FOR HYDRAULIC STRIKING APPARATUS AND HYDRAULIC STRIKING APPARATUS INCLUDING SUCH A SEALING DEVICE}

본 발명은 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치 및 이러한 시일링 장치를 포함하는 유압식 타격 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 암석 파괴형 또는 드릴형의 유압식 타격 장치는, 보어를 포함하는 가이드체, 및 그 보어 안에 슬라이딩가능하게 장착되며 비압축성 유체에 의해 교번으로 병진 운동으로 구동되는 타격 피스톤을 구비하고 있다. 유압식 회전 타격 장치, 즉 드릴형의 특별한 경우에, 타격 피스톤은 선택적으로 그의 길이 방향 축선을 중심으로 회전 구동될 수도 있다.

유압식 타격 장치의 가이드체와 타격 피스톤 사이의 시일링을 보장하고 그래서 비압축성 유체의 손실을 피하기 위해, 가이드체는, 타격 피스톤과 동축이고 상기 보어 안으로 열려 있는 환형 하우징을 포함하며, 이 하우징 안에 시일링 장치가 장착된다.

제 1 유형의 공지된 시일링 장치는 일체적인 시일링 가스켓으로 이루어지며, 이 가스켓은 U 형 단면을 가지며 그래서 시일링 가스켓과 상기 움직이는 타격 피스톤 사이의 동적 시일링을 보장하기 위해 타격 피스톤의 외측 표면과 협력하도록 되어 있는 제 1 내측 시일링 립, 및 시일링 가스켓과 가이드체 사이의 정적 시일링을 보장하기 위해 가이드체의 환형 하우징의 바닥과 협력하는 외측 시일링 립을 포함한다.

이러한 시일링 장치는 타격 피스톤의 낮은 병진 운동 속도 및 낮은 타격 빈도에서 만족스러운 시일링을 보장한다.

그러나, 타격 피스톤의 병진 운동 변위 중에, 그러한 시일링 장치와 타격 피스톤 사이의 접촉으로 인해, 무시할 수 없는 마찰이 일어나게 되고, 그래서 타격 피스톤이 마찰 가열되는데, 이러한 가열로 인해 내측 시일링 립이 파괴될 수 있다.

추가로, 유압식 회전 타격 장치의 경우에, 타격 피스톤이 병진 운동 없이 회전을 하면, 내측 시일링 립에 대한 적절한 윤활 및 냉각이 보장되지 않는다. 이 결과, 그 내측 시일링 립의 신속한 파괴가 일어나게 된다.

제 2 유형의 공지된 시일링 장치는 다음과 같은 구성 요소를 포함하는 시일링 장치로 이루어진다:

- 시일링 방식으로 타격 피스톤의 외측 표면과 협력하게 되는 시일링 립이 제공되어 있는 환형 내측 시일링부를 포함하는 내측 시일링 링; 및

- 상기 내측 시일링 링과 별개이고, 내측 시일링부 주위에 장착되며, 시일링 장치를 수용하는 환형 하우징의 바닥에 시일링 방식으로 지지되는 환형 외측 시일링 요소.

이러한 시일링 장치는 타격 피스톤의 높은 병진 운동 속도 및 높은 타격 빈도에서 만족스러운 시일링을 보장하고, 또한 타격 피스톤 상에서의 마찰이 적어 시일링 립의 마찰 가열이 낮게 된다.

그럼에도 불구하고, 유압식 타격 장치의 어떤 작업 조건에서는, 그러한 시일링 장치의 시일링 립은, 타격 피스톤의 변위를 제어하는 비압축성 유체의 매우 빠른 왕복 운동에 의해 발생되는 강한 최고 압력을 받을 수 있는데, 이러한 압력은 시일링 립의 파손 및 그래서 비압축성 유체의 누출을 야기할 수 있다.

본 발명은 상기한 단점을 해결하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 구조가 간단하고 경제적이며 또한 신뢰적인 시일링 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치에 관한 것으로, 상기 타격 장치는, 보어를 포함하는 가이드체, 및 이 보어 내부에 슬라이딩가능하게 장착되는 타격 피스톤을 구비하며, 상기 시일링 장치는, 상기 가이드체에 배치되어 있고 상기 보어 안으로 열려 있는 환형 하우징 안에 장착되어, 가이드체와 타격 피스톤 사이의 시일링을 이루며, 상기 시일링 장치는 적어도,

내측 시일링부를 포함하는 내측 시일링 링 - 그 내측 시일링부는 환형이고, 상기 타격 피스톤의 외측 표면과 시일링가능하게 협력하게 되는 시일링 립을 포함함 -; 및

상기 내측 시일링 링과는 별개이고 내측 시일링부 주위에 장착되는 외측 시일링 요소를 포함하고,

상기 외측 시일링 요소는 환형이고 상기 환형 하우징의 바닥에 시일링가능하게 지지되며,

상기 내측 시일링 링은,

상기 내측 시일링부에 대해 축방향으로 편위되어 있는 환형 보호부 - 이 보호부는 내부에서 적어도 하나의 수렴형 보호 표면으로 한정되며, 그 수렴형 보호 표면은 환형이고 상기 시일링 립 쪽으로 수렴함 -; 및

상기 내측 시일링 링의 내부 안으로 열려 있는 환형 홈을 포함하고,

상기 환형 홈은 시일링 립과 수렴형 보호 표면 사이에 배치되어 있고,

상기 보호부는 작동시 타격 피스톤과 함께 환형 유동로를 한정하게 된다.

상기 수렴형 보호 표면의 구성으로, 타격 피스톤의 외측 표면과 함께, 시일링 립 쪽으로 흐르는 비압축성 유체의 두께와 유량을 점진적으로 감소시키고 그래서 그 비압축성 유체의 흐름으로 인해 발생되는 최고 압력의 크기를 줄여주는 점진적인 환형 노즐을 형성할 수 있다.

또한, 시일링 립과 수렴형 보호 표면 사이에 상기 환형 홈이 존재함으로써, 비압축성 유체의 통로 표면이 증가되어 시일링 립에서의 비압축성 유체의 입구 속도가 감소될 수 있으며, 그리하여, 잔류 최고 압력이 또한 감쇠될 수 있다.

따라서, 내측 시일링 링의 구성으로 인해, 상기 최고 압력의 크기가 상당히 감소되어 시일링 립의 파손을 피할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 시일링 장치는 종래 기술의 시일링 장치에 비해 향상된 신뢰성을 갖게 된다.

또한, 내측 시일링 링에 수렴형 보호 표면과 환형 홈이 존재함으로써, 한편으로, 동일한 장치로, 타격 피스톤과 이 파격 피스톤이 장착되는 가이드체 사이의 시일링이 보장되며, 다른 한편으로는, 시일링 립의 보호가 보장된다. 이 결과, 타격 장치의 구성 부품의 수 및 그 타격 장치의 가이드체에서 수행되는 기계 가공의 작업의 수가 감소되며, 이에 따라 타격 장치의 제작 비용이 크게 감소된다.

유리하게는, 상기 유동로는 환형 홈 안으로 열려 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 시일링 립은 보호부에 대해 반경 방향 내측으로 돌출되어 있다.

유리하게는, 외측 시일링 요소는 사용 조건에서 내측 시일링부에 압축력을 가하게 된다.

본 발명의 일 실시 형태에서, 환형 홈은 시일링 립과 보호부로 한정된다.

바람직하게는, 상기 수렴형 보호 표면은 상기 내측 시일링 링의 일 단부로부터 연장되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 수렴형 보호 표면은 10 ∼ 40°의 정점각을 갖는다. 그러므로, 최소 압력으로 인해 생기는 유압력의 축방향 성분이 상기 수렴형 보호 표면에서 낮게 유지된다.

본 발명의 일 실시 형태에서, 보호부는 길이 방향으로 내측 시일링 링의 길이의 절반 이상을 따라 연장되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 수렴형 보호 표면은 길이 방향으로 내측 시일링 링의 길이의 적어도 20%에 걸쳐 연장되어 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 보호부는 내부에서, 시일링 립 쪽으로 발산하는 적어도 하나의 환형 발산형 보호 표면으로 더 한정되고, 이 발산형 보호 표면은 상기 수렴형 보호 표면과 시일링 립 사이에 배치되고 또한 적어도 부분적으로 상기 환형 홈을 한정한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 발산형 보호 표면은 140°보다 작은 정점각을 갖는다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 발산형 보호 표면은 적어도 5/10 밀리미터의 반경 방향 높이를 갖는다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 수렴형 보호 표면 및/또는 발산형 보호 표면은 실질적으로 절두 원추형이다.

바람직하게는, 상기 보호부는 내부에서 적어도 하나의 중간 보호 표면으로 더 한정되고, 이 보호 표면은 실질적으로 원통형이고 상기 수렴형 보호 표면과 환형 홈 사이에 배치된다. 그러한 중간 보호 표면의 존재로 인해, 타격 피스톤의 외측 표면과 함께, 수렴형 보호 표면에서 오는 비압축성 유체의 유량을 상당히 줄이고 그래서 관련된 압력 변동을 줄여주는 환형 노즐을 형성할 수 있다. 이 결과, 시일링 립에 대한 보호가 더 개선될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 중간 보호 표면은 수렴형 보호 표면과 발산형 보호 표면 사이에 배치되어 있다. 바람직하게는, 상기 중간 보호 표면은 상기 수렴형 보호 표면의 연장이다.

유리하게는, 상기 발산형 보호 표면은 상기 중간 보호 표면의 연장이다. 발산형 보호 표면의 이러한 구성으로, 중간 보호 표면에서 오는 비압축성 유체의 속도의 순수한 축방향 성분을 축방향 성분과 반경 방향 성분으로 변환시킬 수 있고, 그래서 시일링 립에서의 비압축성 유체의 입구 속도를 더 줄일 수 있다.

유리하게는, 상기 발산형 보호 표면, 중간 보호 표면 및 수렴형 보호 표면 중의 적어도 하나는 상기 내측 시일링 링의 길이 방향 축선과 실질적으로 동축으로 연장되어 있다. 유리하게는, 중간 및 발산형 보호 표면들은 실질적으로 내측 시일링 링의 길이 방향 축선과 동축으로 연장되어 있다.

유리하게는, 상기 시일링 장치는, 상기 내측 시일링 링과 별개이고 보호부 주위에 장착되는 유지 요소를 더 포함하고, 이 유지 요소는 환형이고 상기 환형 하우징의 바닥에 시일링가능하게 지지된다. 이러한 구성으로, 비압축성 유체의 압력에 상관 없이, 타격 피스톤과 제 1, 2 및 3 보호 표면 사이의 간격을 실질적으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 이 결과, 유체의 평균 압력 크기에 거의 무관하게, 그 유체의 최고 압력에 대한 보호가 이루어진다.

유리하게는, 유지 요소는 사용 조건에서 보호부에 압축력을 가하게 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 시일링 장치는, 외측 시일링 요소에 의해 내측 시일링부에 가해지는 압축력이 유지 요소에 의해 보호부에 가해지는 압축력 보다 높게 되도록 되어 있다.

바람직하게는, 유지 요소는 외측 시일링 요소로부터 축방향으로 편위되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 외측 시일링 요소 및 유지 요소는 제 1 내측 지지 표면과 제 2 내측 지지 표면을 각각 포함하고, 내측 시일링부 및 보호부는 상기 제 1 내측 지지 표면과 제 2 내측 지지 표면과 각각 협력하는 제 1 외측 지지 표면과 제 2 외측 지지 표면을 각각 포함한다. 이러한 구성으로, 내측 시일링의 외측 표면에 가해지는 마찰이 증가되고 그래서 타격 피스톤의 길이 방향 축선을 중심으로 하는 그 타격 피스톤의 가능한 회전 중에, 내측 시일링 링과 외측 시일링 요소 사이의 상대 회전의 위험을 제한할 수 있다. 이 결과, 내측 시일링 링과 외측 시일링 요소 사이의 계면에서 시일링 장치가 마모될 위험이 감소 되고 그래서 가이드체와 타격 피스톤 사이의 누출의 위험이 감소 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 1 내외측 지지 표면의 지지점과 제 2 내외측 지지 표면의 지지점 사이의 거리는 내측 시일링 링의 반경 방향 높이 보다크게 되어 있다. 이러한 구성으로, 내측 시일링 링의 안정성이 개선되고, 그래서 그의 시일링 립의 안정성도 개선되며, 이리하여, 가이드체와 타격 피스톤 사이의 누출의 위험이 더 감소 된다. 내측 시일링 링의 안정성이 개선됨으로써, 시일링 장치가 최적의 작동 조건에서 작동될 수 있으며, 그리하여 시일링 장치의 마모율이 더 감소 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 보호부에 배치되어 있는 외측 지지 표면은 실질적으로 원통형이고 내측 시일링 링의 길이 방향 축선에 실질적으로 평행하다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 보호부에 배치되어 있는 외측 지지 표면은 오목하다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 1 및 2 내측 지지 표면은 실질적으로 원통형이고 내측 시일링 링의 길이 방향 축선에 실질적으로 평행하다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 1 및 2 외측 지지 표면은 실질적으로 원통형이고 내측 시일링 링의 길이 방향 축선에 실질적으로 평행하다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 1 및 2 외측 지지 표면은 서로의 연장이다.

본 발명의 일 변형예에 따르면, 유지 요소는 외측 시일링 요소와 일체적으로 되어 있다. 따라서, 그 유지 요소와 시일링 요소는 일체적이다.

본 발명의 제 2 변형예에 따르면, 유지 요소와 외측 시일링 요소는 서로 별개이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 유지 요소와 외측 시일링 요소는 동일하거나 다른 단면 및/또는 동일하거나 다른 반경을 갖는 2개의 O-링 가스켓으로 각각 형성된다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 유지 요소는 외측 시일링 요소 보다 작은 단면을 갖는다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 유지 요소는 4-엽(lobe) 환형 가스켓, 보다 구체적으로는 4-엽부, 즉 2개의 반경 방향 내측 엽 및 2개의 반경 방향 외측 엽을 포함하는 환형 가스켓으로 형성된다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 시일링 립은 타격 피스톤의 외측 표면과 시일링 방식으로 협력하는 시일링 가장자리를 포함한다.

바람직하게는, 상기 내측 시일링 링은 그의 각 단부에서 환형 외측 모따기부를 포함한다. 이러한 모따기부가 존재함으로써, 가이드체에 배치되어 있는 환형 하우징 안에 시일링 장치를 장착하는 것이 용이하게 되고 또한 환형 하우징의 가장자리, 즉 환형 하우징과 가이드체의 내벽의 측면들로 한정되는 가장자리에서 내측 시일링 링의 손상이 회피될 수 있으며, 그러한 손상은 시일링 장치와 타격 피스톤 사이의 시일링에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에서, 각 외측 모따기부는 길이 방향 및 반경 방향으로 적어도 2/10 밀리미터에 걸쳐 연장되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 각 외측 모따기부는 내측 시일링 링의 길이 방향 축선에 수직인 평면에 대해 10 ∼ 60°의 모따기 각을 갖는다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 보호부는 상기 환형 홈에 대하여 시일링 립의 반대쪽에 있는 내측 시일링 링의 끝면 안으로 열려 있는 적어도 하나의 반경 방향 노치를 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 반경 방향 노치는 수렴형 보호 표면 안으로 또한 열려 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 반경 방향 노치는 대응하는 외측 모따기부 안으로 또한 열려 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 보호부는 환형 홈, 바람직하게는 발산형 보호 표면 안으로 열려 있는 적어도 하나의 내측 길이 방향 노치를 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 길이 방향 노치는 수렴형 보호 표면 및 중간 보호 표면 안으로 또한 열려 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 길이 방향 노치는 내측 시일링부의 반대쪽에 있는 보호부의 끝면 안으로도 열려 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 보호부는 상기 수렴형 보호 표면 및/또는 중간 보호 표면 안으로 열려 있는 적어도 하나의 환형 슬롯을 포함한다.

본 발명은 또한 유압식 타격 장치에 관한 것으로, 이 타격 장치는,

보어 및 가이드체에 배치되고 상기 보어 안으로 열려 있는 환형 하우징을 포함하는 가이드체,

상기 보어의 내부에 슬라이딩가능하게 장착되고 비압축성 유체에 의해 교번으로 구동되는 타격 피스톤, 및

상기 가이드체에 배치되어 있는 상기 환형 하우징 안에 장착되어 그 가이드체와 타격 피스톤 사이의 시일링을 이루는 본 발명에 따른 시일링 장치를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 가이드체와 타격 피스톤은 내측 시일링부의 반대쪽에 있는 보호부의 끝면 측에서 열려 있는 횐형 유체 입구 통로를 한정하고, 보호부의 상기 끝면에서의 내측 시일링 링의 내경은, 내측 시일링 링과 대면하는 유체 입구 통로의 끝에서의 보어의 직경 보다 크거나 같다.

다시 말해, 내측 시일링부의 반대쪽에 있는 보호부의 끝면에서의 내측 시일링 링의 반경 방향 높이는, 내측 시일링 링과 대면하는 유체 입구 통로의 단부의 반경 방향 높이 보다 크거나 같다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 중간 보호 표면은, 4/10 밀리미터 만큼 증가된 시일링 립의 내경에 대응하는 최소값과 5/10 밀리미터 만큼 증가된 타격 피스톤의 외경에 대응하는 최대값 사이의 내경을 갖고 있다.

어쨋든, 본 시일링 장치의 여러 실시 형태를 비제한적인 예로 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이다 .

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 시일링 장치의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 시일링 장치의 분해 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 시일링 장치가 구비되어 있는 유압식 타격 장치의 부분 단면도이다.
도 4 ∼ 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 시일링 장치의 부분 단면도이다.

도 1 ∼ 3 은 유압식 타격 장치(3)를 위한 시일링 장치(2)를 나타내며, 그 타격 장치는, 보어(5) 및 이 보어(5) 안으로 열려 있는 환형 하우징(6)을 포함하는 가이드체(4), 및 보어(5) 내부에 슬라이딩가능하게 장착되며 유압 오일과 같은 비압축성 유체로 병진 운동으로 교번으로 구동되는 원통형 타격 피스톤(7)을 구비하고 있다. 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 시일링 장치(2)는 유압식 회전 타격 장치, 특히 타격 피스톤(7)과 가이드체(4)가 서로에 대해 회전 구동될 수 있는 유압식 회전 타격 장치에 구비될 수 있다.

도 3 에 나타나 있는 바와 같이, 시일링 장치(2)는 가이드체(4)와 타격 피스톤(7) 사이에 시일링을 이루기 위해, 특히, 비압축성 유체가 가이드체(4)와 타격 피스톤(7) 사이에 한정되어 있고 환형 하우징(6)의 제 1 측벽(9) 쪽에서 열려 있는 제 1 환형 유체 통로(8)로부터, 가이드체(4)와 타격 피스톤(7) 사이에 한정되어 있고 환형 하우징(6)의 제 2 측벽(12) 쪽에서 열려 있는 제 2 환형 유체 통로(11) 쪽으로 가는 것을 방지하기 위해, 환형 하우징(6) 안에 장착된다.

시일링 장치(2)는 내측 시일링 링(13)을 포함한다. 이 내측 시일링 링(13)은 경질 플라스틱, 예컨대 테플론계 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 내측 시일링 링(13)은 환형 내측 시일링부(14)를 포함하고, 이 시일링부에는, 타격 피스톤(7)의 외측 표면과 시일링 방식으로 협력하는 환형 시일링 립(15)이 제공되어 있다. 유리하게는, 시일링 립(15)은 타격 피스톤(7)의 외측 표면과 시일링 방식으로 협력하는 시일링 가장자리(16)를 포함한다.

내측 시일링 링(13)은 내측 시일링부(14)에 대해 축방향으로 편위되어 있는 환형 보호부(17)를 더 포함한다. 내측 시일링 링(13)은 시일링 립(15)이 보호부(17)에 대해 반경 바향 내측으로 돌출하도록 성형되어 있다. 따라서, 보호부(17)는 사용 상태에서 타격 피스톤(7)과 함께 환형 유동로를 한정하게 된다.

보호부(17)는 내부에서, 내측 시일링 링(14)의 길이 방향 축선(A)과 실질적으로 동축으로 연장되어 있는 제 1, 2 및 3 보호 표면(18, 19, 20)에 의해 한정된다.

제 1 보호 표면(18)은 내측 시일링 링(13)의 일 단부, 보다 구체적으로는 내측 시일링부(14)의 반대쪽에 있는 보호부(17)의 끝면(21)으로부터 연장되어 있다. 제 1 보호 표면(18)은 유리하게는 절두 원추형으로 되어 있고, 시일링 립(15) 쪽으로 수렴한다. 제 1 보호 표면(18)은 예컨대 10 ∼ 40°의 정점각을 갖는다. 또한, 제 1 보호 표면(18)은 길이 방향으로 내측 시일링 링(13)의 길이의 예컨대 적어도 20%에 걸쳐 연장되어 있을 수 있다.

제 2 보호 표면(19)은 제 1 보호 표면(18)의 연장을 넘어 시일링 립(15) 쪽으로 연장되어 있다. 제 2 보호 표면(19)은 실질적으로 원통형이고, 바람직하게는, 4/10 밀리미터 만큼 증가된 시일링 립(15)의 내경에 대응하는 최소값과 5/10 밀리미터 만큼 증가된 타격 피스톤(7)의 외경에 대응하는 최대값 사이의 내경을 갖고 있다.

제 3 보호 표면(20)은 제 2 보호 표면(19)의 연장을 넘어 연장되어 있다. 제 3 보호 표면(20)은 절두 원추형이고 시일링 립(15) 쪽으로 발산한다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 3 보호 표면(20)은 적어도 5/10 밀리미터의 반경 방향 높이를 갖는다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 3 보호 표면(20)은 140°미만의 정점각을 갖는다.

내측 시일링 링(13)은 또한 타격 피스톤(7)과 대향하는 내측 환형 홈(22)을 포함하는데, 이 내측 환형 홈(22)은 시일링 립(15)과 제 3 보호 표면(20)으로 한정된다.

내측 시일링 링(13)은 그의 각 단부에서 환형 외측 모따기부(23, 24)를 포함한다. 각 외측 모따기부(23, 24)는 예컨대 적어도 2/10 밀리미터에 걸쳐 길이 방향 및 반경 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 각 외측 모따기부(23, 24)는 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 수직인 평면에 대해 10 ∼ 60°의 모따기 각을 갖는다.

내측 시일링부(14)의 반대쪽에 있는 보호부(17)의 끝면(21)에서의 내측 시일링 링(13)의 내경은, 내측 시일링 링(13)과 대향하는 제 1 유체 통로(8)의 단부에서의 보어(5)의 직경 보다 크거나 같다. 다시 말해, 보호부(17)의 끝면(21)에서의 내측 시일링 링(13)의 반경 방향 높이는, 내측 시일링 링(13)과 대향하는 제 1 유체 통로(8)의 단부의 반경 방향 높이 보다 크거나 같다. 이리하여, 제 1 유체 통로(8)에서 오는 비압축성 유체가 보호부(17)의 끝면(21)과 정면 충돌하는 것을 방지할 수 있는데, 이러한 정면 충돌은 내측 시일링 링(13)을 빠르게 손상시킬 수 있다.

상기 시일링 장치(12)는, 내측 시일링 링(13)과는 별개이고 내측 시일링부(14) 주위에 장착되는 환형 외측 시일링 요소(25)를 더 포함한다. 보다 구체적으로 그 외측 시일링 요소(25)는 사용 상태에서 내측 시일링부(14)에 반경 방향 힘을 가하게 된다. 도 3 에 나타나 있는 바와 같이, 외측 시일링 요소(25)는 시일링 방식으로 환형 하우징(6)의 바닥에 지지된다. 외측 시일링 요소(25)는 예컨대 탄성중합체로 만들어질 수 있다.

외측 시일링 요소(25)는 내측 지지 표면(26)을 포함하고, 이 내측 시일링부(14)는 외측 시일링 요소(25)의 내측 지지 표면(26)과 협력하는 외측 지지 표면(27)을 포함한다. 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 일 실시 형태에 따르면, 내측 시일링부(14)에 있는 외측 지지 표면(27)은 원통형이고 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 실질적으로 평행하게 연장되어 있다.

상기 시일링 장치(2)는, 내측 시일링 링(13)과는 별개이고 보호부(17) 주위에 장착되는 환형 유지 요소(28)를 더 포함한다. 보다 구체적으로 그 유지 요소(28)는 사용 상태에서 보호부(17)에 반경 방향 힘을 가하게 된다. 유지 요소(28)는 외측 시일링 요소(25)로부터 축방향으로 편위되어 있고 시일링 방식으로 환형 하우징(6)의 바닥에 지지된다. 유지 요소(28)는 예컨대 탄성중합체로 만들어질 수 있다.

유지 요소(28)는 내측 지지 표면(29)을 포함하고, 보호부(17)는 유지 요소(28)의 그 내측 지지 표면(29)과 협력하는 외측 지지 표면(30)을 포함한다. 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태에 따르면, 보호부(17)에 있는 외측 지지 표면(30)은 오목하게 되어 있다. 유리하게는, 외측 지지 표면(30)의 오목부의 바닥은 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 외측 지지 표면(27) 보다 가깝다.

내외측 지지 표면(26, 27)의 지지점과 내외측 지지 표면(29, 30)의 지지점 사이의 거리는 내측 시일링 링(13)의 반경 방향 높이 보다 바람직하게 크게 되어 있어 내측 시일링 링의 안정성이 개선된다.

도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태에 따르면, 유지 요소(28)는 외측 시일링 요소(25)와 일체적으로 되어 있다. 따라서, 유지 요소(28)와 외측 시일링 요소(25)는 내측 시일링 링(13) 주위에 장착되는 외측 시일링 링(31)을 형성한다.

도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태에 따르면, 외측 시일링 링(31)은, 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 수직이고 유지 요소(28)와 외측 시일링 요소(25) 사이에 연장되어 있는 대칭면에 대해 대칭이다. 이리하여, 양 방향으로 외측 시일링 링(31)을 내측 시일링 링(13)에 장착할 수 있어, 장착 오차를 제한할 수 있다.

유리하게는, 시일링 장치(2)는, 외측 시일링 요소(25)에 의해 내측 시일링부(14)에 가해지는 압축력이 유지 요소(28)에 의해 보호부(17)에 가해지는 압축력 보다 높게 되도록 성형된다. 외측 시일링 링이 대칭일 때, 외측 시일링 요소(25)에 의해 내측 시일링부(14)에 가해지는 압축력이 유지 요소(28)에 의해 보호 요소(17)에 가해지는 압축력 보다 높게 되도록 적합하게 되는 것은, 내측 시일링 링(13), 보다 구체적으로는, 내측 시일링부(14)와 보호부(17)에 있는 외측 지지 표면(27, 30)의 기하학적 구조이다.

본 발명에 따른 시일링 장치(2), 보다 구체적으로는 그의 보호부(17)로 얻어지는 이점을 이하 설명하도록 한다.

가이드체(4) 내부에서 타격 피스톤(7)을 교번으로 병진 운동으로 구동시키면, 가압된 비압축성 유체가 제 1 유체 통로(8)에서 높은 속도로 보호부(17) 쪽으로 흐르게 된다.

제 1 유체 통로(8)에서 오는 비압축성 유체는 먼저 제 1 환형 통로(타격 피스톤(7)의 외측 표면과 제 1 보호 표면(18)으로 한정됨) 안에서 흐르게 되며, 그 환형 통로는, 유체 통로(8)에서 오는 비압축성 유체의 두께와 유량을 점진적으로 감소시키고 그래서 그 비압축성 유체의 흐름으로 인해 발생되는 최고 압력의 크기를 줄여주도록 되어 있는 점진적인 환형 노즐을 형성한다.

그 후, 제 1 환형 통로에서 오는 비압축성 유체는 제 2 환형 통로(타격 피스톤(7)의 외측 표면과 제 2 보호 표면(19)으로 한정됨) 안에서 흐르게 되며, 그 제 2 환형 통로는, 제 1 보호 표면(18)에서 오는 비압축성 유체의 유량을 크게 감소시키고 그래서 관련된 압력 변동을 줄여주도록 되어 있는 환형 노즐을 형성한다.

마지막으로, 제 2 환형 통로에서 오는 소량의 오일은, 환형 홈(22)과 타격 피스톤(7)의 외부 표면으로 한정되는 큰 환형 공간 안에서 흐르게 된다. 이러한 환형 공간의 존재로 인해, 유체의 통로 표면이 증가되어 시일링 립에서의 비압축성 유체의 입구 속도가 더 감소될 수 있으며, 그리하여, 시일링 립(15)에 도달하는 잔류 최고 압력을 또한 감쇠시킬 수 있다.

따라서 제 1, 2 및 3 보호 표면(18, 19, 20) 및 환형 홈(22)의 구성에 의해, 비압축성 유체의 강한 최고 압력으로부터 시일링 립(15)을 보호할 수 있고 따라서 시일링 장치(2)의 신뢰성을 개선할 수 있다.

도 4 는 시일링 장치(2)의 제 2 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 유지 요소(28)는 외측 시일링 요소(25) 보다 작은 반경 방향 높이 및 단면을 가지며 또한 내측 시일링부(14)와 보호부(17)에 각각 있는 외측 지지 표면(27, 30)은 원통형으로 되어 있고 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 평행하고 또한 서로의 연장이라는 것이다. 유지 요소(28)의 이러한 설계로 인해, 특히 보호부(17)의 단면을 증가시킬 수 있고 그래서 그 보호부의 파괴 강도를 향상시킬 수 있다.

도 5 는 시일링 장치(2)의 제 3 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 보호부(17)에 있는 외측 지지 표면(30)은 원통형으로 되어 있고 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 평행하고 또한 외측 지지 표면(30)은 외측 시일링부(14)에 있는 외측 지지 표면(27)으로부터 반경 방향으로 뒤로 물러나 있다는 것이다. 이러한 구성에 의해, 유압 유체의 입구의 반대 방향으로 내측 시일링 링이 축방향으로 편위되는 위험을 제한할 수 있고 그래서 내측 시일링 링(13)을 환형 하우징(6) 안에 장착하는 것이 용이하게 될 수 있다.

도 6 은 시일링 장치(2)의 제 4 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 5 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 외측 시일링 요소(25)와 유지 요소(28)에 각각 있는 내측 지지 표면(26, 29)은 원통형으로 되어 있고 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)에 평행하다라는 것이다. 이러한 구성으로, 시일링 장치(2)의 안정성을 개선할 수 있다.

도 7 은 시일링 장치(2)의 제 5 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 5 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 유지 요소(28)와 외측 시일링 요소(25)가 서로 별개라는 것이다. 본 발명의 이 실시 형태에 따르면, 외측 시일링 요소(25)는 O-링 가스켓으로 되어 있고 유지 요소(28)는 4-엽(lobe) 환형 가스켓으로 되어 있는데, 보다 구체적으로, 4-엽부(즉, 2개의 반경 방향 내측 엽 및 2개의 반경 방향 외측 엽)을 포함하는 환형 가스켓으로 되어 있다. 유지 요소(28)의 이러한 구성에 의해, 그 유지 요소(28)에 의해 보호부(17)에 가해지는 압축력을 2개의 작용점에 분배할 수 있고 그래서 이들 압축력을 더욱 고르게 분산시킬 수 있다.

도 8 은 시일링 장치(2)의 제 5 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 유지 요소(28)와 외측 시일링 요소(25) 각각이 동일한 단면 및 반경을 갖는 2개의 O-링 가스켓으로 되어 있다는 것이다. 이러한 구성으로, 시일링 장치(2)의 제조비를 줄일 수 있다.

도 9 는 시일링 장치(2)의 제 6 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 보호부(17)가 이 보호부(17)의 끝면(21) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 반경 방향 노치(32) 및/또는 제 1, 2 및 3 보호 표면(18, 19, 20) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 내측 길이 방향 노치(33)을 포함한다는 것이다.

전술한 바와 같은 반경 방향 노치(32)의 존재료 인해, 유체 통로(11)에서 오는 액체의 고압 때문에 시일링 장치(2)가 변위하여 환형 하우징(6)의 측벽(9)에 접촉하는 경우, 유체 통로(8)에서 오는 유체가 보호부(17)의 끝면(21)과 환형 하우징(6)의 측벽(23) 사이를 통과하게 할 수 있고 그래서 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이 시일링 장치(2)를 그의 최적의 작용 위치로 복귀시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 내측 길이 방향 노치(33)의 존재로 인해, 시일링 립(15)과 제 3 보호 표면(20)으로 한정되는 환형 공간에 예상치 못한 고압이 발생된 경우, 그 환형 공간을 감압시킬 수 있다. 따라서 이러한 구성으로, 시일링 장치(2)의 손상의 위험을 제한할 수 있다.

유리하게는, 각각의 반경 방향 노치(32)는 또한 제 1 보호 표면(18) 및 외측 모따기부(23) 안으로 열려 있을 수 있다.

일 변형예에 따르면, 각각의 내측 길이 방향 노치(33)는 또한 보호부(17)의 끝면(21) 안으로 열려 있을 수 있다.

도 10 은 시일링 장치(2)의 제 6 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태가 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 실시 형태와 본질적으로 다른 점은, 보호부(17)는 제 2 보호 표면(19) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 환형 슬롯(34), 예컨대 축방향으로 서로 떨어져 있는 2개의 환형 슬롯(34)을 포함한다는 것이다. 이러한 환형 슬롯(34)에 의해, 환형 감압실을 발생시킬 수 있고 그래서 제 2 및 3 보호 표면(19, 20)의 누적 효과를 향상시킬 수 있다. 이 결과, 시일링 립(15)에 대한 보호가 개선된다. 일 변형예에 따르면, 보호부(17)는 제 1 보호 표면(18) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 환형 슬롯을 포함할 수 있다.

본 발명은 위에서 예시적으로 설명한 이 시일링 장치의 실시 형태에만 한정되지 않고 모든 변형예들을 포괄한다는 것은 물론이다.

Claims

유압식 타격 장치(3)를 위한 시일링 장치(2)로서, 상기 타격 장치는, 보어(5)를 포함하는 가이드체(4), 및 이 보어(5) 내부에 슬라이딩가능하게 장착되는 타격 피스톤(7)을 구비하며, 상기 시일링 장치(2)는, 상기 가이드체(4)에 배치되어 있고 상기 보어(5) 안으로 열려 있는 환형 하우징(6) 안에 장착되어, 가이드체(4)와 타격 피스톤(7) 사이의 시일링을 이루며, 상기 시일링 장치(2)는 적어도,
내측 시일링부(14)를 포함하는 내측 시일링 링(13) - 그 내측 시일링부(14)는 환형이고, 상기 타격 피스톤(7)의 외측 표면과 시일링가능하게 협력하게 되는 시일링 립(15)을 포함함 -; 및
상기 내측 시일링 링(13)과는 별개이고 내측 시일링부(14) 주위에 장착되는 외측 시일링 요소(25)를 포함하고,
상기 외측 시일링 요소(25)는 환형이고 상기 환형 하우징(6)의 바닥에 시일링가능하게 지지되며,
상기 내측 시일링 링(13)은,
상기 내측 시일링부(14)에 대해 축방향으로 편위되어 있는 환형 보호부(17) - 이 보호부(17)는 내부에서 적어도 하나의 수렴형 보호 표면(18)으로 한정되며, 그 수렴형 보호 표면(18)은 환형이고 상기 시일링 립(15) 쪽으로 수렴함 -; 및
상기 내측 시일링 링(13)의 내부 안으로 열려 있는 환형 홈(22)을 포함하고,
상기 환형 홈(22)은 시일링 립과 수렴형 보호 표면(18) 사이에 배치되어 있고,
상기 보호부(17)는 사용시 타격 피스톤(7)과 함께 환형 유동로를 한정하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수렴형 보호 표면(18)은 상기 내측 시일링 링(13)의 일 단부로부터 연장되어 있는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보호부(17)는 내부에서, 환형이고 시일링 립(15) 쪽으로 발산하는 적어도 하나의 발산형 보호 표면(20)으로 더 한정되고, 이 발산형 보호 표면(20)은 상기 수렴형 보호 표면(18)과 시일링 립(15) 사이에 배치되고 또한 적어도 부분적으로 상기 환형 홈(22)을 한정하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수렴형 보호 표면(18) 및/또는 발산형 보호 표면(20)은 실질적으로 절두 원추형인, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호부(17)는 내부에서 적어도 하나의 중간 보호 표면(19)으로 더 한정되고, 이 보호 표면은 실질적으로 원통형이고 상기 수렴형 보호 표면(18)과 환형 홈(22) 사이에 배치되는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 3 항과 결합된 제 5 항에 있어서,
상기 중간 보호 표면(19)은 수렴형 보호 표면(18)과 발산형 보호 표면(20)사이에 배치되어 있는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 중간 보호 표면(19)은 상기 수렴형 보호 표면(18)의 연장인, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 3 항과 결합된 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발산형 보호 표면(20)은 상기 중간 보호 표면(19)의 연장인, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수렴형 보호 표면(18), 중간 보호 표면(19) 및 발산형 보호 표면(20)중의 적어도 하나는 상기 내측 시일링 링(13)의 길이 방향 축선(A)과 실질적으로 동축으로 연장되어 있는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내측 시일링 링(13)과 별개이고 보호부(17) 주위에 장착되는 유지 요소(28)를 더 포함하고, 이 유지 요소(28)는 환형이고 상기 환형 하우징(6)의 바닥에 시일링가능하게 지지되는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 외측 시일링 요소(25) 및 유지 요소(28)는 제 1 내측 지지 표면(26)과 제 2 내측 지지 표면(29)을 각각 포함하고, 내측 시일링부(13) 및 보호부(17)는 상기 제 1 내측 지지 표면(26)과 제 2 내측 지지 표면(29)과 각각 협력하는 제 1 외측 지지 표면(27)과 제 2 외측 지지 표면(30)을 각각 포함하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내측 시일링 링(13)은 그의 각 단부에서 환형 외측 모따기부(23, 24)를 포함하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호부(17)는 상기 환형 홈(22)에 대하여 시일링 립(15)의 반대쪽에 있는 내측 시일링 링(13)의 끝면(21) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 반경 방향 노치(32)를 포함하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호부(17)는 상기 환형 홈(22) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 내측 길이 방향 노치(33)를 포함하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호부(17)는 상기 수렴형 보호 표면(18) 및/또는 중간 보호 표면(19) 안으로 열려 있는 적어도 하나의 환형 슬롯(34)을 포함하는, 유압식 타격 장치를 위한 시일링 장치.
유압식 타격 장치(3)로서,
보어(5) 및 가이드체(4)에 배치되고 상기 보어(5) 안으로 열려 있는 환형 하우징(6)을 포함하는 가이드체(4),
상기 보어(5)의 내부에 슬라이딩가능하게 장착되고 비압축성 유체에 의해 교번으로 구동되는 타격 피스톤(7), 및
상기 가이드체(4)에 배치되어 있는 상기 환형 하우징(6) 안에 장착되어 그 가이드체(4)와 타격 피스톤(7) 사이의 시일링을 이루는 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 시일링 장치(2)를 포함하는, 유압식 타격 장치.