KR20220052281A - 초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더 - Google Patents

초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더 Download PDF

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KR20220052281A
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KR
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jacket
cylinder
piston
gas
hole
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KR1020210137113A
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English (en)
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마시모 피오레제
프란체스코 보르딘
마티아 토데스코
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스페셜 스프링스 에스.알.엘.
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Publication date
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Abstract

특히 단일 매니폴드(4)를 구비한 댐핑 디바이스(1)를 위한, 가스-충전 실린더(10)에 있어서,
상기 실린더(1)는,
- 환형의 헤드부(12)에 의해 일 단부에 폐쇄된, 튜브형 자켓(11),
- 상기 헤드부(12)를 통해 상기 자켓(11) 내부로 이동하는 피스톤(14)을 구비한 로드(13), 상기 피스톤(14)은 상기 자켓(11)의 내부를 향하고, 상기 자켓(11) 및 상기 피스톤(14)은 상기 가스를 위한 팽창/압축 챔버(17)의 일부를 정의함,
- 상기 자켓(11)의 내부 표면(15) 및 상기 피스톤(14) 사이의 적어도 하나의 밀봉 요소(16)
를 포함하고,
상기 실린더(10)는 상기 자켓(11)의 상기 내부 표면(15) 상에 적어도 하나의 안전 홀(18)를 구비한다.

Description

초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더 {GAS-FILLED CYLINDER WITH OVERTRAVEL SAFETY DEVICE}
본 발명은 초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더에 관한 것이다.
본 발명은 산업적 맥락, 예를 들어 판금 스탬핑 분야 분야에서 적용될 수 있다.
특히 본 발명은 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스들을 위한 가스-충전 실린더들에 관한 것이다.
본 문헌에서 "단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스" 용어는 가스-충전 실린더들의 분야에서 "매니폴드 시스템"으로 알려진 것을 의미한다.
가스-충전 실린더들은 일반적으로 가스를 포함하는 튜브형 자켓에 의해 구성되고, 이는 베이스 또는 단부 플레이트에 의해 일 단부에서 밀폐되고, 자켓 내부로 옮겨지는, 피스톤을 구비한 로드의 통과를 위해, 타 단부에서, 천공된다.
자켓은 실질적으로 피스톤을 위한 이동 공간을 정의하고, 자켓 및 베이스/단부 플레이트와 함께, 피스톤은 가스 압축 및 팽창 챔버를 정의한다.
가스-충전 실린더들의 기능은 그것들이 압축될 때 탄성력을 되돌리는 것이다.
요즈음 단일 매니폴드를 구비한 "매니폴드 시스템들" 또는 댐핑 디바이스들은 널리 퍼져있다.
그러한 디바이스들은 단일 매니폴드에 각각의 실린더의 자켓을 (유체적으로) 연결하는 단일 매니폴드 플레이트와 연관된 복수의 가스-충전 실린더들을 포함한다.
매니폴드 플레이트는 복수의 홀들을 구비하고, 그것들 각각에서 개별적인 가스-충전 실린더의 자켓이 삽입되고/수용된다.
기본적으로, 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스들에서 가스-충전 실린더들은 단부 플레이트를 구비하지 않지만, 동일한 매니폴드 플레이트에 의해 모두 밀폐된다.
이러한 시스템들은 보통 몰드들, 스탬핑 프레스들 등과 같은 설비에서 사용된다.
그러한 적용들에서 가스-충전 실린더들은 높은 내압의 상황에 놓일 수 있거나, 프레스나 몰드의 관련된 부분들과 충돌하여, 그것들이 손상될 수 있다.
이러한 종류의 손상은 가스-충전 실린더를 유용하지 않게 할 수 있고, 그것의 대체가 필요하게 할 수 있어서 또한 그것이 장착되어 작동하는 기계나 장치의 폐쇄를 유발할 수 있지만, 그것은 제어되지 않은 압력 증가로 인한 고장의 경우와 같이, 근처에 있을 수 있는 작업자에게 부상을 유발할 정도고 충분히 심각할 수 있다.
그러한 손상을 유발하는 가장 큰 이유 중 하나는 피스톤의 '초과이동(overtravel)'로 알려진 것이며, 즉, 특정 가스-충전 실린더가 취급되도록 설치된 허용된 스트로크보다 큰 피스톤 로드의 후퇴 스트로크이다.
초과이동은 예를 들어 실린더의 로더 상의 예측되지 않은 이동 증가에 의해 야기될 수 있고, 이는 미리 정해지지 않은 길이에 대해 실린더의 자켓이 다시-들어가게 하도록 로드에 힘을 가해서, 실린더, 또는 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스, 내부에 과부하를 생성하고, 이는 실린더 또는 디바이스 전체의 구조에 의해 지탱될 수 없다.
따라서 실린더는 "볼록해지거나(belly)" 쪼개져 열릴 수 있거나, 그것은 그것을 구성하는 부분들이 함께 결합되는 지점에서 파손되거나 밀봉 요소들이 무너질 수 있다.
이러한 모든 경우에서 결과들은 예측될 수 없고, 원하지 않으며, 위험한 급속한 가스 유출일 수 있다.
그러므로 초과이동 안전 디바이스를 구비한 이용가능한 가스-충전 실린더를 만들 필요성이 있다.
본 발명의 목적은, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 가스-충전 실린더를 제공하는 것이고, 이는 하나 이상의 상술한 측면들에서 알려진 기술들을 향상시킬 수 있다.
이러한 목적으로, 본 발명의 목적은, 초과이동 안전 디바이스를 가지는, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 가스-충전 실린더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 근처의 설비로의 손상 및/또는 사람에게 부상 및/또는 폭발들을 유발하지 않게 초과이동의 경우에 가스의 급속한 방출을 허용하는, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 이용가능한 가스-충전 실린더를 만드는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가스의 방출을 생성할 때, 실린더를 안전하게 하는 초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 현존하는 해결책을 대체하는 방식으로 배경기술의 단점들을 극복하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신뢰성이 높고, 구현이 용이하며 저가인 초과이동 안전 디바이스를 구비한 가스-충전 실린더를 제공하는 것이다.
이하에서 더욱 명확해질 이러한 목적 및 이들 및 다른 목표들은, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 가스-충전 실린더에 의해 달성되며, 상기 실린더는:
- 환형의 헤드부에 의해 일단이 폐쇄된, 튜브형 자켓,
- 상기 헤드부를 통해 상기 자켓 내부로 이동하는 피스톤을 구비한 로드, 상기 피스톤은 상기 자켓의 내부를 향하며, 상기 자켓 및 상기 피스톤은 상기 가스를 위한 팽창/압축 챔버의 일부를 정의함,
- 상기 자켓의 내부 표면 및 상기 피스톤 사이의 적어도 하나의 밀봉 요소
를 포함하고,
상기 실린더는 그것이 상기 자켓의 상기 내부 표면 상에 적어도 하나의 안전 홀을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 본 발명에 따른 가스-충전 실린더의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 설명으로부터 더욱 명확해질 것이고, 이는 첨부 도면들에서 비-제한적인 예시로서 도시된다:
도 1은 본 발명에 따른 복수의 가스-충전 실린더들을 구비한 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스의 사시도이다;
도 2는, 제 1 구성에서, 본 발명에 다른, 가스-충전 실린더의 측면도이다;
도 3은 도 2의 가스-충전 실린더의 사시도이다;
도 4a는, 제 1 구성에서, 적용 시, 본 발명에 다른, 가스-충전 실린더의 단면도이다;
도 4b는, 초과이동의, 제 2 구성에서, 적용시, 본 발명에 다른 가스-충전 실린더의 단면도이다;
도 5는 도 4b의 가스-충전 실린더의 상세 확대 단면도이다.
도면들을 참조하여, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스들을 위한, 본 발명에 따른 실린더는 일반적으로 도면부호 10으로 지시된다.
도 1은, 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스(1) 내, 본 발명에 따른 가스-충전 실린더(10)의 적용을 도시한다.
가스-충전 실린더(10)는:
- 환형의 헤드부(12)에 의해 제 1 단부에서 폐쇄된, 튜브형 자켓(11),
- 헤드부(12)를 통해 자켓(11) 내부로 이동하는 피스톤(14)을 구비한 로드(13), 상기 피스톤(14)은 자켓(11)의 내부를 향함,
- 자켓(11)의 내부 표면(15) 및 피스톤(14) 사이의 하나 이상의 밀봉 요소들(16)
을 포함한다.
자켓(11) 및 피스톤(14)은, 도면에 미도시된, 가스를 위한 팽창/압축 챔버(17)의 일부를 정의한다.
특히, 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스(1)는 복수의 수용 홀들(3)을 구비한 플레이트(2)를 포함하고, 이들 각각 내에 개별적인 가스-충전 실린더(10)의 자켓(11)이 삽입되고/수용된다.
플레이트(2)에는 내부에 각각의 실린더(10)의 자켓(11)에 유체적으로 연결되는 매니폴드(4)가 제공된다.
기본적으로, 전체 디바이스(1)의 가스를 위한 팽창/압축 챔버(17)는 대응하는 자켓(11) 및 대응하는 피스톤(14)에 의해, 그리고 매니폴드(4)에 의해 정의되는 각각의 실린더(10) 내 개별적인 부분에 의해 경계가 정해진다.
본 발명의 특색들 중 하나는 실린더(10)가 자켓(11)의 내부 표면(15) 상에 적어도 하나의 안전 홀(18)을 구비한다는 것이다.
안전 홀(18)은 자켓(11) 내부 로드(13)의 후퇴 구성에서 피스톤(14)의 공칭 스트로크 제한 너머에 위치한다.
본 설명에서, 용어 "스트로크 제한(stroke limit)"은 로드(13)가 옮겨질 때 그것의 이동 동안 피스톤(14)에 의해 도달될 수 있는 최종 레벨을 의미한다.
본 설명 내 용어 "공칭 스트로크 제한(nominal stroke limit)"은 설계 스트로크 제한, 즉 디바이스(1) 및/또는 실린더(10)의 정확한 작동을 보증하기 위해 그것의 특별한 이용 적용 시 특정 실린더(10)를 위해 계산된 스트로크 제한을 의미한다.
특히, 안전 홀(18)은 관통 홀이고 로드(13)의 이동 축에 수직하는 연장 축을 가진다.
피스톤(14)은:
- 자켓(11)의 내부 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가지는, 로드(13)에 인접한, 더 넓은 제 1 부분(19),
- 제 1 부분(19)의 직경보다 작은 직경을 가지는, 챔버(17)를 향하는, 제 2 부분(20)
을 구비한다.
환형의 피스톤-가이드 요소(21)는, 자켓(11)의 내부 표면(15) 및 제 1 부분(19) 사이에, 피스톤(14)의 제 1 부분(19) 주위에 위치되고, 실린더(11)의 축과 동축인 피스톤(14)의 이동 축을 유지하도록 된다.
특히, 피스톤-가이드 요소(23)는, 자켓(11)의 헤드부(12)에서, 로드(13) 주위에 위치되고, 실린더(11)의 축과 동축인 로드(13)의 이동 축을 유지하도록 된다.
특히, 로드-가이드 요소(23)는 자켓(11)의 헤드부(12) 내에 제공된 특정 시트(seat) 내로 삽입된다.
환형의 밀봉 요소(16)는, 자켓(11)의 내부 표면(15) 및 피스톤(14) 사이에서, 피스톤(14)의 제 2 부분(20) 주위에 위치되고, 챔버(17) 내부에서 가스의 밀봉을 보증한다.
특히, 플라스틱 재료로 만들어진, 밀봉 요소(16)는 챔버(17)로 향해진 두 개의 나란한 환형의 립들(lips)을 가지도록 형성된다:
- 피스톤(14)과 접촉하는 제 1 립(22a),
- 자켓(11)의 내부 표면(15)과 접촉하고, 제 1 립(22a)과 실질적으로 평해한, 제 2 립(22b).
도 5를 특히 참조하여, 제 1 립(22a)은, 제 2 립(22b)의 연장부보다 큰, 챔버(17)의 방향 내에서, 연장부를 가진다.
도면에 도시되지 않은, 다른 실시예에서, 밀봉 요소(16)의 두 개의 립들(22a, 22b)은 챔버(17)의 방향 내에서 동일한 연장부를 가진다.
본 발명에 다른, 실린더(10)의 작동은 다음과 같다.
도 4b 및 5에 도시된 바와 같이, 로드(13)의 초과이동의 경우에, 피스톤(14)은, 안전 홀(18)이 너머에 위치된, 스트로크 제한을 지나 이동할 것이다.
제 2 립(22b)이 안전 홀(18)로 들어갈 때, 두 개의 립들(22a, 22b)의 다른 연장부의 부분적인 결과로서, 밀봉 요소(16)가 변형하고, 그것은 더 이상 가스의 밀봉을 보증하지 못하며, 이는 로드(13)의 방향 내에서 방출되며, 그것 주위에서, 실린더(10)로부터 빠져나간다.
그러므로, 초과이동의 경우 밀봉 요소(16)에 의해 도달된, 홀(18)은 가스의 방출을 생성한다.
이는 실린더 및/또는 디바이스 내부의 과압의 위험, 및 나쁜 결과를 피하게 한다.
자켓(11)은, 외부 측 표면 상에, 헤드부(12)에서/에 인접하게, 알맞은 도구를 이용하여, 디바이스(1)의 플레이트(2)로/로부터 실린더(10)의 나사조임/나사풀림을 수월하게 하도록 된 측면(facet)들을 가진다.
자켓(11)은, 헤드부(12)에 제공된 단부에 대해 대향하는 단부에서, 자켓(11)의 나머지 외측 직경보다 실질적으로 더 작은 감소된 외측 직경을 구비한, 튜브형 부분(25)을 가진다.
그러한 튜브형 부분(25)은, 외부 측 표면 상에, 도면에서 27로 지시된, 나사산이 형성된 영역을 가지며, 이는 디바이스(1)의 플레이트(2) 내 수용 홀(3)의 상보적인-나사산이 형성된 내부 표면 안으로 나사조임되도록 되어 있다.
O-링(26)이 자켓(11)의 나머지와 연결 영역 사이에서 연결 영역에서의 튜브형 부분(25) 주위에 배치된다.
특히, 안전 홀(18)은 O-링(26)이 위치된 영역에 대해 대향하는 섹터 내에서, 나사산이 형성된 영역(27) 외측에서, 튜브형 부분(25)에 배열된다.
자켓(11) 상에서, 나사산이 형성된 영역(27)에서, 실린더(1)의 연장부의 축에 평행한 연장부의 축을 구비한, 안전 홀(18)로부터 시작하여 O-링(26)을 향해 연장하는 그루브(28)가 있다.
실린더(10)가 압력 하에서 디바이스로부터 비자발적으로 나사풀림되는 경우에, 그러한 그루브(28)는 디바이스(1) 내에 포함된 가스를 방출하도록 되어 있다. O-링(26)의 밀봉이 풀리면, 가스는 빠져나가기 시작한다.
도면에 도시되지 않은, 다른 실시예에서, 실린더는 다수의 안전 홀들을 구비한다.
실제로, 본 발명은, 초과이동 안전 디바이스를 구비하는, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 가스-충전 실린더를 제공함으로써 의도된 목적들 및 목표를 충분히 달성함이 발견된다.
본 발명으로, 특히 단일 매니폴드를 구비한 댐핑 디바이스를 위한, 가스-충전 실린더는 근처 설비로의 손상이나 사람에게 부상 및/또는 폭발을 유발하지 않고서 초과이동의 경우에 가스의 급속한 방출을 허용하도록 고안되었다.
본 발명으로, 가스의 방출을 생성하는 초과이동 안전 디바이스를 구비한, 가스-충전 실린더가 제공되고, 따라서 초과이동의 경우에 부품의 파손 위험을 배제한다.
따라서 생각되는 본 발명은 수많은 수정 및 변형들을 허용할 수 있고, 이들 모두는 첨부된 청구범위의 범위 내에 있다. 게다가, 모든 세부 사항들은 다른, 기술적으로 동등한 요소들에 의해 대체될 수 있다.
실제로, 특정 이용, 및 부적합한 치수 및 모양과 호환가능하게 제공된다면, 이용되는 재료들은 요수 사항 및 기술 분야에 따라 무엇이든 될 수 있다.
1: 댐핑 디바이스
10: 가스-충전 실린더
11: 자켓
12: 헤드부

Claims (13)

  1. 특히 단일 매니폴드(4)를 구비한 댐핑 디바이스(1)를 위한, 가스-충전 실린더(10)에 있어서,
    - 환형의 헤드부(12)에 의해 일 단부에 폐쇄된, 튜브형 자켓(11),
    - 상기 헤드부(12)를 통해 상기 자켓(11) 내부로 이동하는 피스톤(14)을 구비한 로드(13), 상기 피스톤(14)은 상기 자켓(11)의 내부를 향하고, 상기 자켓(11) 및 상기 피스톤(14)은 상기 가스를 위한 팽창/압축 챔버(17)의 일부를 정의함,
    - 상기 자켓(11)의 내부 표면(15) 및 상기 피스톤(14) 사이의 적어도 하나의 밀봉 요소(16)
    를 포함하고,
    상기 실린더(10)는 상기 자켓(11)의 상기 내부 표면(15) 상에 적어도 하나의 안전 홀(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀(18)은 상기 자켓(11)의 내부에서 상기 로드(13)의 후퇴 구성에서 상기 피스톤(14)의 공칭 스트로크 제한 너머에 위치되는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀(18)은 관통 홀이고 상기 로드(13)의 이동 축에 수직한 연장부의 축을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤(14)은:
    - 상기 자켓(11)의 내부 직경과 실질적으로 동일한 직경을 구비하고, 상기 로드(13)에 인접한, 더 넓은 제 1 부분(19),
    - 상기 제 1 부분(19)의 직경보다 더 작은 직경을 구비하고, 상기 챔버 부분(17)을 향하는, 제 2 부분(20),
    을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밀봉 요소(16)는 환형이고 상기 피스톤(14)의 상기 제 2 부분(20) 주위에 그리고 상기 자켓(11)의 상기 내부 표면(15) 및 상기 피스톤(14) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밀봉 요소(16)는 상기 챔버 부분(17)을 향하는 두 개의 나란한 환형의 립들을 구비하도록 형성되고,
    - 상기 피스톤(14)과 접촉하는 제 1 립(22a),
    - 상기 자켓(11)의 상기 내부 표면(15)과 접촉하고, 상기 제 1 립(22a)에 실질적으로 평행한, 제 2 립(22b)
    을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 립(22a)은, 상기 제 2 립(22b)의 연장부보다 큰, 상기 챔버 부분(17)의 방향 내에 있는, 연장부를 가지는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자켓(11)은, 외부 측 표면 상에, 상기 헤드부(12)에/에 인접한 측면들(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자켓(11)은, 상기 헤드부(12)가 제공된 단부에 대해 대향하는 단부에서, 상기 자켓(11)의 나머지의 외측 직경보다 실질적으로 더 작은 감소된 외측 직경을 구비한, 튜브형 부분(25)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브형 부분(25)은 외부 측 표면 상에 나사산이 형성된 영역(27)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    O-링(26)이 연결 영역에서 연결 영역 및 상기 자켓(11)의 나머지 사이에서 상기 튜브형 부분(25) 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀(18)은, 상기 O-링(26)이 위치되는 영역으로부터 대향되는 섹터 내에, 상기 튜브형 부분(25)에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자켓(11) 상에, 상기 나사산이 형성된 영역(27)에서, 상기 실린더(10)의 연장부의 축에 평행한 연장부의 축을 구비한, 상기 적어도 하나의 홀(18)로부터 시작하여 상기 O-링(26)을 향해 연장하는 그루브(28)가 있는 것을 특징으로 하는,
    실린더(10).
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