KR20180098346A - 압출 설비용 동기 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바람직하게는 압출 설비를 위한 동기 실린더(1)에 관한 것이며, 상기 동기 실린더는 외부 실린더(10)와; 상기 외부 실린더 내에 수용되어 상기 외부 실린더에 대해 동심으로 배치되는 내부 실린더(20)와; 내부 실린더 내에 변위 가능하게 제공되는 이중 작용식 작동 피스톤(41)과; 바이패스 밸브(52)를 구비한 바이패스 장치(50)를; 포함하고, 작동 피스톤(41)은 내부 실린더(20)를 2개의 압력 챔버(412)로 분할하면서 두 압력 챔버(42)로부터 유압 유체를 공급받을 수 있으며, 바이패스 장치(50)는, 바이패스 밸브(52)의 바이패스 위치에서 두 압력 챔버(42) 간의 유체 연결부가 직접 연결부, 바람직하게는 적어도 하나의 바이패스 라인을 통해 형성되고 바이패스 밸브(52)의 작업 위치에서는 상기 유체 연결부가 존재하지 않도록 구성된다.

Description

압출 설비용 동기 실린더

본 발명은 바람직하게는 성형 장치, 특히 프레스 설비, 압출 설비 또는 링 압연 설비에서의 이용을 위한 동기 실린더에 관한 것이다.

압출 및 링 압연 설비들은 목표하는 힘 인가(force application)를 이용하여 소재들, 예컨대 예열된 중금속 또는 경금속 블록들의 소성 성형을 위한 장치들이다. 이렇게, 압출 설비의 경우, 예컨대 빌렛(billet)으로서도 지칭되는 상기 중금속 또는 경금속 블록은 유압 작동식 가압 펀치(pressing punch)에 의해 이른바 다이(die)를 통해 통과되며, 그럼으로써 정해진 소정의 프로파일을 갖는 반제품이 제조된다. 상기 압출 설비들은 예컨대 DE 38 36 702 C1호 및 DE 10 2012 009 182 A1호에서 개시된다.

피가공재의 성형을 위한 실질적인 힘 인가에 추가로, 상기 유형의 설비들은 전형적으로 다이 또는 다른 설비 구성요소들을 포함하는 수용 장치(receiving device)를 이송하거나 포지셔닝하기 위한 구동부들을 포함한다. 종래, 블록 수용 장치는 큰 행정(stroke)에 걸쳐 유압 실린더들에 의해 구성되어 해당 위치로 이동된다. 이처럼, 예컨대 수용 장치는, 상기 방식으로 블록 교체를 위한 위치와, 전방 단부 위치, 즉 밀봉 또는 압착, 환기 및 박리(stripping)가 수행되는 작업 위치(working position) 사이에서 이동된다. 그 대안으로, 블록 교체 위치와 작업 위치 사이에서 수용 장치를 이동시키는 전기 모터들이 이용된다.

전기 모터들을 이용하는 경우, 유압 실린더들의 내부 힘이 극복되어야 한다. 이는, 특히, 자신의 구조(피스톤들, 경우에 따라서는 중공 원통형 피스톤들을 포함하여 안내되는 2개의 피스톤 로드)로 인해 유동 손실에 추가로 상대적으로 기계적인 마찰력도 극복되어야 하는 것인 동기 실린더들의 이용 시에 적용된다. 다른 한편으로, 동기 실린더들은 상기에서 논의한 성형 장치들에서 유용한데, 그 이유는 동기 실린더들이 자신들의 전체 행정에 걸쳐서 견인 모드(tow mode)에서 작업 모드(working mode)로 전환될 수 있기 때문이다.

본 발명의 과제는, 그 구조 유형이 조밀하고 장기 내구성을 가지면서도 외부 구동부(external drive)에 의해 바람직하게는 전기 또는 공압 모터, 그리고 유압 실린더 등에서 손실이 적고 효율적이면서 신속하게 이송될 수 있는 동기 실린더를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 과제는, 그 구조 유형이 조밀하고 장기 내구성을 가지면서도 작업 구성과 하나 또는 다수의 다른 구성 간에 설비의 효율적이면서 신속한 이송을 실현하는 성형 장치, 바람직하게는 프레스 설비, 압출 설비 또는 링 압연 설비를 명시하는 것에 있다.

상기 과제들은 청구항 제1항의 특징들을 갖는 동기 실린더, 및 청구항 제11항의 특징들을 갖는 성형 장치로 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항들, 본 발명의 하기 설명 및 바람직한 실시예들의 기재내용에서 제시된다.

본 발명에 따른 동기 실린더는 유압 실린더이며, 상기 동기 실린더는 외부 실린더와, 이 외부 실린더 내에 수용되고 그 외부 실린더에 대해 동심으로 배치되는 내부 실린더를 포함한다. 내부 실린더 내에는 변위 가능한 이중 작용식 작동 피스톤(double-acting working piston)이 수용된다. 이중 작용식 유압 실린더들 또는 작동 피스톤들의 경우, 유압액을 공급받는 2개의 대향하는 피스톤 표면이 있다. 그 결과, 유압 실린더는 2개의 능동적 이동 방향을 갖는다. 이를 위해, 작동 피스톤은 내부 실린더를 2개의 압력 챔버로 분할하고 두 압력 챔버로부터 유압 유체를 공급받을 수 있다. 두 압력 챔버 간에 압력차가 우세하게 존재한다면, 작동력은 작동 피스톤에 작용한다. 또한, 작동 피스톤은 피스톤 로드와 연결되어 있거나, 또는 상기 피스톤 로드와 통합형으로 또는 일체형으로 형성되며, 피스톤 로드는 바람직하게는 외부 실린더의 두 단부에서 돌출되고 그 해당 위치에서 안내되며, 예컨대 단부 측에 장착된 실린더 폐쇄부들(cylinder closure)에 의해 안내된다. 그 외에, 내부 실린더와 외부 실린더 간의 환형 간극(annular gap), 및/또는 예컨대 하나 또는 복수의 바이패스 라인의 형태인 다른 직접 연결부도 제공된다.

또한, 동기 실린더는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 바이패스 밸브를 구비한 바이패스 장치도 포함한다. 전술한 환형 간극 및/또는 적어도 하나의 바이패스 라인은 바이패스 장치의 구성요소이다. 바이패스 장치는, 본원에서 바이패스 위치로서 지칭되는 바이패스 밸브의 정해진 위치에서 두 압력 챔버 간의 유체 연결부가 환형 간극 및/또는 적어도 하나의 바이패스 라인을 통해 형성되고 본원에서 작업 위치로서 지칭되는 바이패스 밸브의 다른 위치에서는 (동기 실린더의 내부에서) 상기 유체 연결부가 형성되지 않도록 구성된다. 달리 말하면, 바이패스 위치는, 유압 유체가 일측 압력 챔버로부터 환형 간극 및/또는 적어도 하나의 바이패스 라인을 경유하여 타측 압력 챔버 내로 유입됨으로써 압력 챔버들 간의 유체 교환을 허용하지만, 그에 반해 작업 위치에서는 상기 유체 교환이 저지된다.

기재한 동기 실린더는, 우회 기능으로서도 지칭되는 바이패스 기능이 기술적으로 간단한 방식으로 실현되는 것인 조밀한 구조 유형을 보유한다. 동심 실린더들(내부 실린더 및 외부 실린더)을 통해 형성되는 환형 라인은 손실이 적은 바이패스 유동을 허용한다. 이와 동일한 사항은, 환형 라인에 추가로, 또는 그 대안으로, 실린더 하우징 외부의 적어도 하나의 바이패스 라인에도 적용된다. 그에 따라, 작동 피스톤은 외부 구동부에 의해 에너지를 절약하고 손실이 적으면서 신속한 방식으로 이동된다. 동기 구조를 통해, 유압 실린더는 각각의 행정 위치에서 완전한 설계력(design force)을 생성할 수 있다.

동기 실린더는, 상기에 기재한 기술적 효과들 및 장점들을 기반으로, 성형 장치들, 특히 프레스 설비들, 압출 설비들 또는 링 압연 설비들의 분야에서 특히 바람직하게 적용될 수 있다. 이런 경우, 압출 설비들은 들어올려진 위치를 취하는데, 그 이유는 그 위치에서 큰 행정에 걸쳐 수용 장치 또는 경우에 따른 다른 설비 부품들의 신속한 이송이 바람직하기 때문이다. 이런 경우, 본 발명에 따른 동기 실린더는 공동 작용 방식(synergetic way)으로 전체 행정에 걸쳐서 작업 모드 및 견인 모드를 조합한다. 특히 동기 실린더는 전체 행정에 걸쳐서 작업 모드와, 견인 모드, 다시 말하면 바이패스 밸브가 바이패스 위치로 이동되고 동기 실린더는 외부 구동부, 예컨대 하나 또는 복수의 전기 모터에 의해 이동되는 모드 간에 전환된다. 이 경우, 동기 실린더의 유동 손실 및 내부 마찰은 감소되며, 그럼으로써 견인 모드는 힘을 절약하고 에너지 효율적이면서 신속하게 실행될 수 있게 된다.

바람직하게 피스톤 로드는, 양측에서 작동 피스톤으로부터 연장되어 나오고 양측에서 동일한 지름을 보유하도록 형성된다. 이런 방식으로, 동기 실린더는 기술적으로 특히 간단한 방식으로 실현되는데, 그 이유는 원통형 작동 피스톤의 경우 양측에서 유압 유체의 공급을 위한 접촉면들이 동일한 크기이기 때문이다. 유체공학적으로 불리한 중공 원통형 피스톤은 배제될 수 있다. 이런 경우, 바람직하게는 바이패스 밸브는 피스톤 로드 상에서 안내되고, 상기 바이패스 밸브는 피스톤 로드를 바람직하게 환형으로 에워싸며, 그리고 이런 경우에 바이패스 위치와 작업 위치 간의 전환을 위해 바이패스 밸브는 축 방향으로 변위된다. 이처럼, 피스톤 로드는 공동 작용 방식으로 가이드로서, 그리고 그에 따라 어느 정도까지 바이패스 밸브의 구성요소로서 이용된다. 그 결과, 동기 실린더의 기술적 구성은 간소화되며, 그리고 고장 민감성은 감소된다.

바람직하게는, 바이패스 밸브는 스프링에 의해 바이패스 위치 또는 작업 위치로, 특히 바람직하게는 바이패스 위치로 예압(preloading)되어 있거나 예압된다. 원칙상, 바이패스 밸브의 작동은 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 따라서 예컨대 전기식으로, 자기식으로, 유압식으로, 그리고/또는 기계식으로 수행될 수 있다. 그러나 바이패스 밸브는 외부에서부터 구동될 수 있어야 한다. 바이패스 밸브는 일측 쪽으로 예압되어 있음으로써, 구성은 간소화되는데, 그 이유는 능동적 작동이 기술적으로 타측 방향을 따라서만 실현되기만 하면 되기 때문이다. 특히 바람직하게는, 바이패스 밸브가 의도하지 않게 예컨대 압력 챔버 내의 압력을 통해 바이패스 위치로 이동되지 않도록 하기 위해, 바이패스 밸브는 작업 위치에서 견고하게 고정될 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에 따라서, 바이패스 밸브의 복귀 또는 예압을 위한 스프링은 안쪽에 위치하며, 다시 말하면 적어도 부분적으로 외부 실린더의 내부에, 바람직하게는 완전하게 하우징의 내부에, 또는 완전하게, 헤드 섹션들을 통해 헤드 측에서 폐쇄된 동기 실린더의 내부에 제공된다.

바람직하게 바이패스 밸브는, 고장에 민감하지 않으면서 지속적인 기술적 해결책을 제공하기 위해, 유압 방식으로 작동될 수 있다. 특히 바람직하게는 스프링을 통한 예압 및 유압식 해결책이 조합된다. 유압식 작동의 목적을 위해, 바이패스 밸브는, 경우에 따라 작동 챔버와 연결된 작동 라인, 및 동기 실린더 상에 이를 위해 적합하게 제공된 포트(port)를 통해 공급되는 작동 유체와 접촉한다.

바이패스 장치는, 작동 피스톤의 서로 반대되는 측들에 제공되어 있는 바람직하게는 2개의 바이패스 밸브를 포함한다. 그 결과, 환형 간극 및/또는 적어도 하나의 바이패스 라인을 통한 바이패스 경로는 기술적으로 간단하게 실현된다. 이런 경우, 특히 바람직하게는, 힘 특성을 균일화하기 위해, 바이패스 장치, 경우에 따라서는 전체 동기 실린더의 실질적으로 반사 대칭인 구성이 적용된다. 바이패스 밸브(들)는 바람직하게는 동기 실린더의 단부 영역들 또는 헤드 측들 상에 제공되며, 그럼으로써 행정은 최대화된다. 바이패스 밸브들은, 피스톤 표면들 및 내부 실린더와 함께, 압력 챔버들을 형성하는 벽부들의 일부분을 제공할 수 있다.

외부 실린더는 자신의 단부 섹션들 상에서 각각 바람직하게는 하나의 실린더 폐쇄부로 폐쇄된다. 내부 실린더는 자신의 단부 섹션들 상에서 각각 바람직하게는 하나의 실린더 헤드 캐리어(cylinder head carrier)에 의해 외부 실린더에 상대적으로 고정된다. 이를 위해, 내부 실린더는 축 방향으로 외부 실린더보다 바람직하게는 더 짧게 형성된다. "단부 측", "헤드 측" 및 "단부면"과 같은 명칭들은 동의어로 이용되며, 축 방향으로 볼 때 동기 실린더의 바깥쪽 섹션들을 의미한다.

바람직하게는, 상응하는 단부 측의 실린더 폐쇄부 및/또는 실린더 헤드 캐리어를 관통하는 유압 유체 라인을 구비한 유압 유체 포트(hydraulic fluid port)가 제공된다. 유압 유체 포트를 포함한 유압 유체 라인은 상응하는 압력 챔버와 유체로 연결되어 상기 압력 챔버에 유압 유체를 공급한다.

실린더 헤드 캐리어들은, 바이패스 장치, 바람직하게는 환형 간극의 형성 및 정의에 한몫할 뿐만 아니라, 유압 유체 라인들을 지지하거나 포함할 수도 있는 구성요소들일 수 있다. 실린더 헤드 캐리어들은, 추가 기능으로서, 바이패스 밸브들의 기술적 구성을 보조할 수 있는데, 그 이유는 바람직하게는 바이패스 밸브들이 피스톤 로드뿐만 아니라 상응하는 실린더 헤드 캐리어와도 접촉하기 때문이다. 이처럼, 동기 실린더의 구성은 대폭 간소화되며, 동기 실린더의 고장 민감성은 감소된다.

바람직하게는, 두 실린더 헤드 캐리어는 각각 하나 또는 복수의 바이패스 라인을 포함하며, 이들 바이패스 라인은 압력 챔버들과 환형 간극 및/또는 적어도 하나의 바이패스 라인 간의 유체 연결부를 형성한다. 이런 경우에, 바이패스 밸브들은 작업 위치에서 바람직하게는 상응하는 압력 챔버와 상응하는 바이패스 라인 간의 유체 연결부를 폐쇄하며, 그리고 바이패스 위치에서는 상기 유체 연결부를 개방한다.

비록 본 발명이 특히 바람직하게는 압출 설비들의 기술적 환경에서 이용된다고 하지만, 본 발명은 다른 분야들에서도 구현될 수 있으며, 예컨대 압연기들, 또는 예컨대 금속 블록들 또는 박판들과 같은 경질 피가공재들의 소성 성형을 위한 일반적인 장치들의 분야에서도 구현될 수 있다. 본 발명의 또 다른 장점들 및 특징들은 바람직한 실시예들의 하기 기재내용에서 명백하게 알 수 있다. 하기 실시예들에 기재되는 특징들은 단독으로 구현될 수 있거나, 또는 특징들이 서로 모순되지 않는 점에 한해, 상기에서 설명한 특징들 중 하나 또는 다수와 조합되어 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 바람직한 실시예들의 하기 기재는 첨부한 도면을 참조하여 이루어진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에서 동기 실린더를 도시한 종단면도이다.
도 2는 변형된 구성을 갖는 동기 실린더를 절단하여 도시한 종단면도 중 일부분을 도시한 도면이다.
도 3은 압출 설비에서 동기 실린더의 장착 위치를 도시한 도면이다.
도 4는 외부 바이패스 라인을 포함하는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 5는 동기 실린더 내에 통합된 복수의 바이패스 라인을 포함하는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.

하기에서는 바람직한 실시예들이 도 1에 따라서 기재된다. 여기서 동일하거나, 유사하거나, 또는 동일한 작용을 하는 요소들에는 동일한 도면부호들이 부여되며, 그리고 중복을 피하기 위해 상기 요소들의 반복적인 기재는 부분적으로 생략된다.

도 1에는, 동기 실린더(1)가 도시되어 있다. 더 구체적으로 말하면, 본 실시예에서 실질적으로 반사 대칭으로 구성되어 있는 실린더(1)의 두 단부 섹션이 종단면도로 도시되어 있다.

유압 실린더(1)는 중공 외부 실린더(10)와, 중공 내부 실린더(20)와, 좌측 및 우측의 각각 하나의 헤드 섹션(30)과, 자신에 통합되거나 자신과 연결된 작동 피스톤(41)을 구비한 피스톤 로드(40)를 포함한다. 헤드 섹션(30)은 실린더 헤드 캐리어(31)와 실린더 폐쇄부(33)를 포함하며, 그럼으로써 유압 실린더(1)는 두 단부에서 폐쇄되고 내부 실린더(20)는 외부 실린더(10)에 상대적으로 고정된다. 내부 실린더(20)는 외부 실린더(10) 내에 수용되고, 두 실린더는 서로 동심으로 위치하며, 그럼으로써 하기에서 상세하게 기재되는 바이패스 또는 우회 장치(50)의 구성요소인 환형 간극(51)이 내부 실린더(20)와 외부 실린더(10) 사이에 형성된다. 작동 피스톤(41)은 내부 실린더(20) 내에서 변위 가능하게 장착된다. 피스톤 로드(40)는 작동 피스톤(41)의 양측에서 연장되어 각각의 헤드 섹션(30)들을 관통하며, 그리고 헤드 섹션들을 통해 안내된다. 별도로 기재되지는 않지만, 그러나 도 1에는 부분적으로 도시되어 있으면서 유압 실린더(1)의 완벽한 작동을 보장하는 것이면서 피스톤 로드(40) 및 작동 피스톤(41)을 지지하기 위한 실링들 및 부재들은 적합한 위치들에 제공될 수 있다.

작동 피스톤(41)의 좌측 및 우측에는 압력 챔버(42)들이 위치되며, 이 압력 챔버들은 작동 피스톤(41), 내부 실린더(20), 그리고 예컨대 실린더 헤드 캐리어(31) 및 하기에 기재되는 바이패스 밸브(52)와 같은 헤드 측 구성요소들에 의해 에워싸이고 이들에 의해 범위 한정된다. 작동 피스톤(41)은 양측에서부터 압력 챔버(42)들 내에 위치되는 압력 매체 또는 유압 유체(예: 유압 오일)에 의해 가압된다. 유압 유체는 본원에서는 유압 유체 라인(32)들로서 지칭되는 보어들 또는 라인들을 경유하여 압력 챔버(42)들 내로 공급된다. 유압 유체 라인(32)들은 두 헤드 섹션(30)을 통과하여 연장된다. 유압 유체 라인(32)들은 유압 유체 포트(32'), 유압 유체 환형 라인(32"), 그리고 가압된 유압 유체를 압력 챔버(42)들로 확실하게 공급하고 분배하며 배출하기에 적합한 다른 구성요소들을 포함할 수 있거나, 또는 이들과 유체공학적으로 연결될 수 있다.

두 압력 챔버(42) 사이의 유압 유체의 압력차는, 축 방향으로 작동 피스톤(41) 및 그에 따른 피스톤 로드(40)의 변위를 야기할 수 있는, 작동 피스톤(41)에 작용하는 힘을 야기한다. 이를 위해, 해당하는 유압 유체 라인(32)을 통해 두 압력 챔버(42) 중 일측 내로 유압 유체의 유입이 실행되고 타측 압력 챔버(42)에서는 유압 유체의 변위가 실행되며, 유압 유체는 타측 유압 유체 라인(32)을 경유하여 배출된다. 양측에서 작동 피스톤(41)의 가압 표면의 크기가 동일하게 됨으로써, 유압 실린더(1)는 동기식 실린더(synchronous cylinder)로서도 지칭되는 동기 실린더로서 작용한다. 이런 작동 모드는, 작동 피스톤(41)의 무압력식 또는 저압력식 변위(pressureless or low-pressure displacement)를 가능하게 하는 하기에서 기재되는 견인 작동 모드와의 구분을 위해 작업 모드로서 지칭된다.

작동 피스톤(41)의 신속한 무압력식 이동을 위해(예컨대 압출 설비 내에서 수용 장치를 설정하거나 조정하기 위해), 유압 실린더(1)는 바이패스 장치(50)를 포함한다. 바이패스 장치는 본 실시예에서 환형 간극(51), 2개의 바이패스 밸브(52), 환형 간극(51)과 유체로 연결되어 있는 바이패스 라인(53)들, 및 작동 장치(54)들을 포함한다. 두 바이패스 밸브(52)는, 피스톤 로드(40) 상에서, 두 헤드 섹션(30)의 영역에서 안내되며, 그리고 작동 장치(54)에 의해 축 방향으로 작동됨으로써, 다시 말해 변위됨으로써, 바이패스 라인(53)들을 개방하고 폐쇄한다. 바이패스 밸브(52)가 개방된 경우, 유압 유체는 해당 유압 챔버(42)로부터 가까이에 배치된 바이패스 라인(53) 내로 유입되며, 그리고 유압 유체는 상기 바이패스 라인으로부터 환형 간극(51) 내에 도달한다. 두 바이패스 밸브(52)가 개방된다면, 작동 피스톤(41)은 상기 방식으로 힘이 없거나 힘이 적은 상태에서 변위되는데, 그 이유는 바이패스 라인(53)들 및 환형 간극(51)을 통해 두 압력 챔버(42) 간의 유체 연결부가 존재하기 때문이다. 이 경우, 환형 간극(51)은 자신의 외부 배치 및 환형 형상을 통해 유체공학적으로 특히 최적인 거동을 가능하게 한다.

바이패스 밸브(52)들의 작동은 작동 장치(54)들을 통해 수행된다. 상기 작동 장치들은, 본 실시예에서, 해당 헤드 섹션(30)들을 통과하여 연장되고 바이패스 밸브(52)와 연결되어 스프링에 의해 예압된 작동 로드(54')와, 작동 포트(54"'), 보어 및 챔버(도면부호 없음)를 구비한 작동 유압 섹션(54")을 포함한다. 바이패스 밸브(54)가 여기서는 예컨대 스프링에 의해 예압됨으로써, 바이패스 밸브(52)는 자동으로 우선 위치(preference position)로 이동된다. 또한, 작동 포트(54"')를 경유하여 유체가 작동 유압 섹션(54") 내로 유입되거나 배출됨으로써, 작동 밸브(52)가 작동된다.

작동 피스톤(41)을 무압력 또는 저압력 상태에서 이송하기 위한 바이패스 장치(50)는 상기에 기재한 환형 간극(51)에 의해 실현되며, 이 환형 간극은 동심 중공 실린더(10 및 20)들에 의해 바깥쪽에서 작동 피스톤(41)을 둘러싸면서 형성되어 있다. 이런 기술적 해결책은 공간을 절약하며, 그리고 유동 조건과 관련하여 탁월한데, 그 이유는 환형 간극(51)이 다른 해결책들과 비교하여 최소의 유동 손실을 나타내기 때문이다. 본원에서 예시로서 설명되고 피스톤 로드(40) 상에서 안내되며 그 피스톤 로드에 대해 동심으로 제공되는 환형 바이패스 밸브(52)들은 유압 실린더(1)의 작동 모드들의 신속하면서도 확실한 전환을 허용한다. 이처럼, 두 압력 챔버(42) 간, 또는 환형 간극(51)에서 압력 챔버(42)들 내로 유압 유체의 과류(overflow)의 목표하는 제어는 기술적으로 간단하고 고장에 민감하지 않으면서 장기 내구성이 있는 방식으로 실현된다. 또한, 본원에서 설명되는 기술적 해결책은 적은 개수의 유압 포트들을 포함하며, 그럼으로써 유압 실린더(1)의 작동은 추가로 간소화된다.

도 2에는, 작동 장치(54)와 관련하여 변형된 구성이 도시되어 있다. 도해의 목적을 위해, 동기 실린더(1)를 절단한 종단면도 중 오직 일부분만이 도시되어 있지만, 그러나 상기 동기 실린더는 (도 1에서처럼) 실질적으로 반사 대칭으로 구성될 수 있다.

도 1의 동기 실린더와 달리, 바이패스 밸브(52)들의 작동을 위한 작동 장치(54)는 바깥쪽에 위치하는 리턴 스프링을 구비한 작동 로드(54')를 포함하는 것이 아니라, 바이패스 밸브(52)의 복귀 또는 예압은 안쪽에 위치하는 스프링(55)을 통해 수행된다. 작동 포트(54"')를 구비한 작동 유압 섹션(54")은 실질적으로 변함이 없다. 작동 포트(54"')에 대향하는 작동 유압 섹션(54")의 단부 상에는 (도면부호는 없지만, 도 2에 잘 확인될 수 있는) 환형 챔버가 제공되며, 이 환형 챔버는 바이패스 밸브(52)의 일측에 인접한다. 바이패스 밸브(52)의 작동은 도 1의 실시예에서처럼 수행되며, 다시 말하면 바이패스 밸브(52)가 여기서는 도 2에 따라서 안쪽에 위치하는 스프링(55)에 의해 예압됨으로써, 바이패스 밸브(52)는 자동으로 우선 위치로 이동된다. 작동 포트(54"')를 경유하여 유체가 작동 유압 섹션(54") 내로 유입되거나 배출됨으로써, 작동 밸브(52)가 작동된다.

동기 실린더(1)는, 가늘고 긴 설계를 통해, 압출 설비의 실린더 바(cylinder bar)를 통해 안내될 수 있다. 이런 이유에서, 유압 실린더(1)는 특히 바람직하게는 압출 설비들의 분야에서, 특히 힘 기능(force function)을 포함하여 수용 장치 운동학(kinematics)의 실현을 위해 이용될 수 있다. 본원의 동기 실린더는, 전체 행정에 걸친 무압력식 조정을 통해 견인 모드에서 작업 모드로 전환될 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그에 따라, 동기 실린더(1)는, 모든 위치에서, 온전한 실린더 힘으로 완전한 행정에 걸친 신속 이송을 위해 경우에 따라 제공된 전기 모터들을 보조할 수 있다.

압출 설비(100) 내에서 동기 실린더(1)의 장착 위치는 도 3에 도시되어 있다. 자신의 구성이 도 1과 도 2에서보다 도 3에서는 좀 더 덜 상세하게 도시되어 있는 동기 실린더(1)는 실린더 바(101)에 의해 안내된다. 피스톤 로드(40)의 일측은 수용 장치(102)와 연결되며, 이 수용 장치는 동기 실린더(1)를 통해 예컨대 블록 교체를 위한 위치와 전방 단부 위치, 즉 압착, 환기 및 박리가 수행되는 작업 위치 사이에서 이송될 수 있다. 그 대안으로, 수용 장치(102)는, 블록 교체 위치와 작업 위치 사이에서 수용 장치(102)를 이동시키는 미도시한 하나 또는 복수의 전기 모터를 통해 이송된다. 이 경우, 동기 실린더(1)는 외부에서 이동된다. 상기 외부 이동을 위해, 다시 말하면 동기 실린더(1)의 신속한 무압력식 작동을 위해, 상기 동기 실린더는 상기에 기재한 방식으로 견인 작동 모드로 전환된다.

도 4에는, 도 1 내지 도 3에 따른 제1 실시형태에서와 달리 바이패스 장치(50)가 바이패스 라인(103)의 형태로 하우징의 외부에 배치되어 각각의 바이패스 밸브(52)들을 통해 압력 챔버(42)들을 서로 연결하는 것인 본 발명에 따른 동기 실린더(1)의 대안의 실시형태가 도시되어 있다. 바이패스 라인(103)은 도 1 내지 도 3의 실시형태들에 따른 외부 실린더(10)와 내부 실린더(20) 간의 환형 간극을 대체한다. 그러나 바이패스 라인(103)은 도 1 내지 도 3의 실시형태들에 따른 환형 간극(51)과 동일한 기술적 효과들을 실현한다.

도 5에는, 본 발명에 따른 동기 실린더(1)의 또 다른 실시형태가 측면도로, 그리고 도 5의 절단선 AA를 따라 절단된 단부면의 도면으로 도시되어 있다. 도 5b에 따른 단부면의 도면에서는, 동기 실린더(1)의 하우징의 내부에서 외부 실린더(10)의 외부에 4개의 바이패스 라인(103a~d)이 배치되어 있음이 확인된다. 상기 바이패스 라인(103a~d)들은 도 4에 따른 바이패스 라인(103)과 동일하게 도 1 내지 도 3의 실시형태들에 따른 환형 간극(51)을 전체적으로 대체한다. 바이패스 라인(103a~d)들은 도 4에 따른 바이패스 라인(103)과 동일하게 동기 실린더(1)의 압력 챔버(42)들을 서로 연결한다.

적용될 수 있는 점에 한해, 실시예들에서 설명되는 모든 개별 특징은, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 서로 조합될 수 있고, 그리고/또는 서로 교환될 수 있다. 예시적인 실시형태들의 범위에서 설명되는 기술적 특징들 모두가 본 발명에 대해 필수적인 것일 필요는 없다. 이런 식으로, 예컨대 환형 간극(51)과 압력 챔버(42)들 사이의 유입 및 유출은 본원에서 설명한 바이패스 라인(53)들에 의한 것과 다르게 실현될 수 있다. 바이패스 밸브(52)들 역시도, 비록 명시한 기술적 해결책이 선호되기는 하지만, 다르게 구성되고, 그리고/또는 포지셔닝될 수도 있다.

1: 동기 실린더
10: 외부 실린더
20: 내부 실린더
30: 헤드 섹션
31: 실린더 헤드 캐리어
32: 유압 유체 라인
32': 유압 유체 포트
32": 유압 유체 환형 라인
33: 실린더 폐쇄부
40: 피스톤 로드
41: 작동 피스톤
42: 압력 챔버
50: 바이패스 장치
51: 환형 간극
52: 바이패스 밸브
53: 바이패스 라인
54: 작동 장치
54': 작동 로드
54": 작동 유압 섹션
54"': 작동 포트
55: 바이패스 밸브의 예압용 스프링
100: 압출 설비
101: 실린더 바
102: 수용 장치
103: 바이패스 라인

Claims (12)

1. 바람직하게는 압출 설비를 위한 동기 실린더(1)로서, 외부 실린더(10)와; 상기 외부 실린더 내에 수용되어 상기 외부 실린더에 대해 동심으로 배치되는 내부 실린더(20)와; 내부 실린더 내에 변위 가능하게 제공되는 이중 작용식 작동 피스톤(41)과; 적어도 하나의 바이패스 밸브(52)를 구비한 바이패스 장치(50)를; 포함하는 상기 압출 설비용 동기 실린더에 있어서, 상기 작동 피스톤(41)은 상기 내부 실린더(20)를 2개의 압력 챔버(412)로 분할하면서 두 압력 챔버(42)로부터 유압 유체를 공급받을 수 있으며, 상기 바이패스 장치(50)는, 상기 바이패스 밸브(52)의 바이패스 위치에서 상기 두 압력 챔버(42) 간의 유체 연결부가 직접 연결부, 바람직하게는 적어도 하나의 바이패스 라인을 통해 형성되고 상기 바이패스 밸브(52)의 작업 위치에서는 상기 유체 연결부가 존재하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 직접 연결부, 바람직하게는 상기 바이패스 라인은 상기 동기 실린더(1)의 외부 실린더와 내부 실린더 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바이패스 라인은 동기 실린더 하우징의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(52)는 스프링(55)에 의해 바이패스 위치 또는 작업 위치로, 바람직하게는 바이패스 위치로 예압되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
5. 제4항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(52)의 복귀 또는 예압을 위한 상기 스프링(55)은 부분적으로, 또는 완전하게 상기 외부 실린더 내에, 바람직하게는 완전하게, 헤드 섹션(30)들을 통해 헤드 측에서 폐쇠되는 상기 동기 실린더(1)의 내부에 제공되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(52)는 유압식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 장치(50)는, 상기 작동 피스톤(41)의 서로 반대되는 측들에 제공되는 2개의 바이패스 밸브(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 실린더(10)는 자신의 단부 섹션들에서 각각 하나의 실린더 폐쇄부(33)로 폐쇄되고, 상기 내부 실린더(20)는 자신의 단부 섹션들에서 각각 하나의 실린더 헤드 캐리어(31)에 의해 상기 외부 실린더(10)에 상대적으로 고정되며, 두 단부에는 상응하는 측의 상기 실린더 폐쇄부(33) 및/또는 실린더 헤드 캐리어(31) 내에 수용되는 각각 하나의 유압 유체 포트(32') 및 하나의 유압 유체 라인(32)이 제공되는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
9. 제8항에 있어서, 상기 두 실린더 헤드 캐리어(31)는 각각 하나 또는 복수의 바이패스 라인(53)을 포함하며, 상기 바이패스 라인은 상기 압력 챔버(42)들과 상기 환형 간극(51) 간의 유체 연결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
10. 제7항 및 제9항에 있어서, 상기 바이패스 밸브(52)들은 상기 피스톤 로드(40)뿐만 아니라 상응하는 실린더 헤드 캐리어(31)와도 접촉하고 있으면서, 작업 위치에서 상응하는 압력 챔버(42)와 상응하는 바이패스 라인(53) 간의 유체 연결부를 폐쇄하고 바이패스 위치에서는 개방하는 것을 특징으로 하는 압출 설비용 동기 실린더(1).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 하나 또는 복수의 동기 실린더(1)를 포함하는 성형 장치, 바람직하게는 프레스 설비, 압출 설비 또는 링 압연 설비.
12. 제11항에 있어서, 상기 동기 실린더(1)의 조정을 위한 하나 또는 복수의 전기 모터가 제공되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.

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