KR920007459B1 - 충격동장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

충격동장치

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 종단정면도.

제2도, 제3도는 제1도의 실시예의 작용을 나타내는 각각의 상태의 주요부 종단확대 정면도.

제4도 내지 제7도, 제8a, 8b도, 제9a, 9b도, 제10a, 10b도 및 제11도는 다른 각각의 실시예를 나타내는 종단정면도.

제12도는 종래장치의 종단 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 2 : 공구

3 : 대직경부 4 : 피스톤

5 : 상부실 6 : 중간실

7 : 하부실 10 : 밸브체

11 : 배유구 21 : 통형상부재

23 : 내향돌기부 24 : 둘레홈

29 : 어큐뮬레이너 30 : 유압전환밸브

32 : 칼라

본 발명은 유압파워셔블등의 선단에 부착하여, 콘크리트 구조물의 해체, 암석의 파쇄, 암반굴삭등에 쓰이는 유압작동의 충격동공구나 말뚝박기기계(pile driver)등에 이용하는 충격동장치에 관한 것이다.

유압작동의 충격동공구는 크게 나누어서 어큐뮬레이터에 기름을 축적해 두고 타격행정에서 그것을 방출하여 피스톤을 가속시키는 방식이다.

가스방식은 피스톤이 유압에 의해 상승할 때 피스톤 위쪽의 가스를 압축함으로써 에너지를 축적하고 타격 행정에서는 가스의 팽창하는 에너지를 이용하여 피스톤을 가속시키는 방식으로 미국특허번호 제 4034817호에 이 방식이 개시되어 있다.

제12도는 상기 공보에 기재된 공지의 가스방식의 충격동공구를 나타내는 것으로 1은 하단에 치즐등의 공구(2)를 전진후퇴가 자유롭게 장착한 실린더이다.

이 실린더(1)내에는 중간부에 대직경부(3)를 가지며, 하강시에 이 공구(2)를 탁겨하는 피스톤(4)을 끼워 장치하고, 실린더(1) 상부에는 상승한 피스톤(4)상면에 가스압을 가하는 가스를 봉입한 상부실(5)을 설치한다.

또 피스톤(4)의 대직경부(3)의 상하의 소직경부와 실린더(1)의 내부둘레 사이에는 중간실(6)과 하부실(7)을 설치한다.

8은 실린더(1)의 측부에 설치한 밸브실로, 이 밸브실내에는 중앙에 연이어 통하는 구멍(9)을 갖는 밸브체(10)를 끼워장치하고 있다.

상기 밸브실(8)의 상하부와 중간실(6) 및 하부실(7)의 하부는 각각 유로(14,16)로 연이어 통하게 하고, 실린더(1)의 중간부와 밸브실(8)의 중간부도 유로(15)와 같은 유로의 도중으로부터 분기한 유로로 연이어 통하게 한다.

또, 밸브실(8) 상부와 하부 가까이에는 배유구(11)와 급유구(12)를 연이어 통하게 하고, 이 급유구(12)에 통하는 유로를 밸브체(10)를 눌러내리는 플런저(13)의 후부에 연이어 통하게 한다.

이 공지의 충격공동구는 밸브체(10)가 제12도와 같이 하한에 있을 때 급유구(12)로부터의 유압이 유로(16)를 거쳐 하부실(7)에 가해지며, 중간실(6)이 배유구(11)에 통하고 있으므로 피스톤(4)이 상승하여 상부실(5)내의 가스를 압축한다.

피스톤(4)의 상승에 의해 대직경부(3) 하단이 유로(15)보다 위가 되면 급유구(12)가 밸브체(10)를 밀어올리는 유로에 통하고, 유압의 작용으로 밸브체(10)가 상승하여 하부실(7)이 밸브체(10)의 연이어 통하는 구멍(9)에 의해 배유구(11)에 통하므로 상부실(5)의 가스압에 의해 피스톤(4)이 하강하고, 공구(2)를 타격하는 작용을 행한다.

상기 작용을 행하는 종래의 충격동공구는 피스톤(4)의 타격공정에 있어서 상기와 같이 밸브체(10)가 상승하여 하부실(7)을 배유구(11)에 연이어 통하게 하고 있기 때문에 피스톤(4)이 공구(2)를 타격한 직후에 심하게 반발했을 때 하부실(7)의 용적의 급격한 확대에 의해 하부실내의 압력이 급격히 저하하고, 작동유중에 포함되어 있는 기포가 급속하게 성장하는, 이른바, 공동현상이 발생한다.

다음에 밸브체(10)가 하강하여 압유가 하부실(7)에 유입해 오면 이 성장한 기포가 순간적으로 붕괴하여 매우 높은 압력과 충격파를 발생한다.

이 현상이 1분간에 수백회 반복되므로 충격동공구를 장기간 사용하면 피스톤(4)과 실린더(1) 내면에 이로우전(erosion : 침식)이 생긴다.

본 발명은 상기와 같은 공동현상의 발생을 방지하고, 피스톤(4)과 실린더(1) 표면에 발생하는 침식을 없에는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실린더내의 중간부에 대직경부를 갖는 피스톤을 끼워 장치하고, 피스톤 대직경부의 하부에 있어서의 실린더 내부둘레에는 하부실을 설치하며, 유압 또는 유압과 가스압에 의한 피스톤의 승강과 피스톤의 승강에 따른 유압의 전환에 의해 밸브체를 승강시키도록 한 장치에 있어서, 피스톤 하부실에 접하는 부분의 외측에 피스톤의 하강시에 피스톤과 함께 하강하고, 피스톤이 공구를 타격한 직후에 피스톤이 급격히 반발하여 상승하여도 관성에 의해 하향으로 운동하여 피스톤의 반발에 의한 하부실의 급격한 용적변화를 하부실의 급격한 압력저하를 완화하는 통형상부제를 승강 자유롭게 끼운 것이다.

본 발명은 상기 구성으로부터 밸브체가 하한에 있고, 피스톤이 하강위치에 있을 때 급유구와 하부실이 연이어 통하고 중간실은 배유구에 연이어 통하므로 피스톤은 상승하여 상부실의 가스를 압축한다.

피스톤의 상승도중에서 밸브체가 유압에 의해 상승하여 하부실이 밸브체의 연이어 통하는 구멍에 의해 배유구에 통하면 상부실의 가스압에 의해 피스톤이 급격히 하강하여, 공구를 타격한다.

피스톤이 공구를 타격하여 그 반발력에 의해 피스톤이 상승했을때도 피스톤 외측의 통형상 부재는 관성에 의해 하향으로 움직여 하부실의 급격한 용적변화를 없애므로 피스톤 반발에 의한 급격한 입력저하는 없고 따라서 하부실내의 압유중의 기포는 성장하지 않고 공동현상은 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 피스톤이나 실린더의 손상이 현저히 감소되고 충격동공구의 내구성이 향상된다.

또 피스톤이 어느정도 상승한 후에는 유압에 의해 통형상부재가 가압상승하여 대직경부와 일체가 되어 운동하므로 피스톤의 운동에 영향을 주는 일없이 피스톤의 왕복운동이 원할하게 행해지는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 피스톤의 대직경부나 그 하부에 통형상부재를 끼우는 것뿐이므로 다른 유로나 밸브기구 등을 종래대로도 좋기 때문에 구조가 간단하다는 등의 효과가 있다.

제1도 내지 제3도의 제1의 실시예를 도시하는 것으로, 피스톤(4)의 대직경부(3)가 약간 소직경이의 되고 그 외측에 미끄럼이동 자유롭게 끼워지는 원통형상의 통형상부재(21)가 있으며, 이 부재(21) 하단에 전체 둘레에 걸친 내향돌기부(23)를 일체로 형성한 점 이외는 제12도의 종래예와 동일하므로 동일 부호를 붙여 설명은 생략한다.

이 실시예에 있어서도 그 작용은 제12도의 종래예와 거의 동일하나 피스톤(4)이 하강하여 공구(2)를 타격한 직후의 작용이 다르다.

즉, 하부실(7)이 배유구(11)에 연이어 통하여 피스톤(4)이 상부실(5)의 가스압에 의해 하강할 때는 피스톤(4)의 대직경부(3)와 통형상부재(21)는 제2도와 같이 일체가 되어 하강하고 공구(2) 상단을 타격한다.

상기 타격시의 반발력에 의해 피스톤(4)은 급격히 상승하지만 대직경부(3)의 외측의 통형상부재(21)는 피스톤(4)에 대하여 분리하여 가동하기 때문에 지금까지의 관성에 의해 하향으로 운동하고, 피스톤(4)이 상승했을 때 통형상부재(21)는 제3도와 같이 피스톤(4)에서 이탈한다.

따라서, 피스톤(4)의 반발에 의한 하부실(7)의 용적증가분을 통형상부재(21)의 하강운동에 의해 흡수하게 되고, 피스톤(4)의 타격직후에 하부실(7)의 용적확대율은 작아지므로 부압발생현상은 매우 작아지고 공동현상의 발생을 억제한다.

상기와 같이 타격직후에는 통형상부재(21)가 피스톤(4)과 약간 떨어지는데, 하부실(7)이 급유구(12)에 통하여 유압이 하부실(7)에 유입하기 시작하면 그 압력에 의해 통형상부재(21)도 밀려 올라간다.

따라서, 통형상부재(21)는 그 내향돌기부(23)가 대직경부(3)의 하단에 접하기까지 상승하여 피스톤(4)과 일체가 되어 다시 상승하고, 다음에 하강하여 공구(2)를 타격하기 까지는 대직경부(3)와 통형상부재(21)는 일체가 되어 운동한다.

제4도에 도시하는 제2의 실시예는 피스톤(4)의 대직경부(3)를 짧게하여 플랜지형상으로 하고, 통형상부재(21)의 상단이 대직경부(3)에 접촉하도록 한 것으로 그 밖의 부재의 구성이나 작용은 제1의 실시예와 같다.

또 제5도에 도시하는 제3의 실시예는 유압회로가 상기 각 실시예와 약간 다르다.

그 때문에 대직경부(3)가 길어지고 통형상부재(21) 바깥둘레에 둘레홈(24)을 설치하고 있다.

이 실시예의 경우도 피스톤(4)이 공구(2)를 타격하여 반발했을 때 통형상부재(21)가 대직경부(3)에서 떨어져 하부실(7)의 급격한 압력저하를 방지한다.

이상의 각 실시예는 주로 가스방식의 충격동공구에 대하여 설명하였으나 제6도에 도시하는 제4실시예는 어큐뮬레이터 방식의 실시예이다.

이 도면에 있어서 29는 어큐뮬레이터, 30은 유압전환밸브로, 이 밸브(30)의 작동에 의해 상부실(5), 중간실(6), 하부실(7)에의 유압회로를 전환함으로써 피스톤(4)을 승강시키는 것으로, 이 도면에서는 제1 실시예와 마찬가지로 피스톤(4)의 대직경부(3) 외측에 통형상부재(21)를 끼우고, 동 부재(21)의 하단에 내향돌기부(23)를 설치하고 있으나 제2, 제3, 제4등의 실시예를 사용할 수도 있다. 제6도의 실시예에 있어서, 상부실(5)위에 있는 실에는 가스를 봉입하고 보조적으로 피스톤 상단에 압력을 가하고 있다.

제7도는 통형상부재(21) 상단을 받는 칼라(32)를 대직경부(3) 상단에 일체로 설치하고, 피스톤(4)에 대하여 상승한 통형상부재(21)의 상단이 칼라(32)에 충돌함으로써 내향돌기부(23)와 대직경부(3) 하단은 충돌하지 않도록 한 것으로, 기타는 제1도와 같다.

상기의 구성에 의해 내향 돌기부(23)가 상단과 통형상부재(21)의 하단 내부둘레부에 있어서의 균열발생이 방지될 수 있다.

제8a, 8b도는 제7도에 도시하는 것에 있어서, 대직경부(3)의 아래쪽 피스톤(4) 바깥둘레에 둘레홈(34)을 설치한 것이다.

상기 구성에 의해 통형상부재(21)가 피스톤(4)에 대하여 하강했을 때 제8B도와 같이 둘레홈(34)과 내향동기부(23) 사이에서 간극(35)이 형성되므로 완충실(36)에 기름이 충분히 공급된다.

제9a, 9b도는 제8도와 같은 작용효과를 갖는 것으로, 통형상부재(21) 일부에 연이어 통하는 구멍(37)을 설치하여 제9B도와 같이 통형상부재(21)가 피스톤(4)에 대하여 하강했을 때 연이어 통하는 구멍(37)에 의해 완충실(36)에 기름을 흡입한다.

제10a, 10b도의 실시예는 칼라(32) 하반부를 소직경단부(38)로 하고, 통형상부재(21)의 상단 내부둘레에 오목하게 들어간 단부(39)를 설치하여 통형상부재(21)가 피스톤(4)에 대하여 하강했을 때 오목하게 들어간 단부(39)내에 기름이 들어가고, 통형상부재(21)의 상승시에 완충작용으로서 역할을 한다.

피스톤(4)이 대형이 되고 이에 수반하여 통형상부재(21)의 질량이 증대해지면 통형상부재(21)의 관성이 크게되고 하강시에 통형상부재(21)의 하강량이 커져 작동에 악영향을 끼치게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 제11도와 같이 통형상부재(21)의 상단 내부둘레에 내향돌기부(40)를 설치하여 통형상부재(21)의 하강량을 제한하면 된다.

또, 이상의 각 실시예에 있어서는 설명은 간략하게 하기 위하여 실린더내에 직접 피스톤을 끼워 장치한 구조를 나타내고 있는데, 본 발명에 있어서의 실린더와는 직접 피스톤을 안으로 끼운 부쉬부와, 이 부쉬부를 내장하는 실린더부로 분할한 구조의 것을 포함하는 것은 물론이다.

본 발명에 관한 상기 각 실시에는 피스톤 하강시에 하부실이 배유구와 연이어 통하는 방식의 충격동공구를 제시하였으나, 피스톤 하강시에 하부실이 급유구와 연이어 통하고 있는 방식의 충격동공구에도 마찬가지로 실시된다.

또, 상기 각각의 실시예는 충격동공구에 본 발명을 실시한 것을 제시하였으나 충격동공구 이외의 예를들면 말뚝박기 기계와 같은 하강행정에 있어서 대상물에 타격을 가하여 작업을 행하는 장치에 널리 이용할 수 있다.

Claims (7)

1. 실린더내에 중간부에 대직경부를 갖는 피스톤을 끼워 장치하고, 피스톤 대직경부의 하부에 있어서의 실린더 내부둘레에는 하부실을 설치하고 유압 또는 유압과 가스압에 의한 피스톤의 상승과 피스톤의 승강에 수반하는 유압의 전환에 의해 밸브체를 승강시키게 한 장치에 있어서, 피스톤 하부실에 접한부분 외측에 피스톤 하강시에 피스톤과 함께 하강하고 피스톤 반발시에는 피스톤에서 분리하고 그 후 재차 피스톤과 함께 상승하는 통형상부재를 승강이 자유롭게 삽입한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
2. 제1항에 있어서, 피스톤 대직경부의 외측에 통형상부재를 미끄럼 이동이 자유롭게 삽입시켜 피스톤 하강시에 대직경부가 통형상부재를 밀어내리도록 한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
3. 제1항에 있어서, 피스톤 대직경부의 외측에 통형상부재를 승강이 자유롭게 삽입하고 통형상부재 하부에는 상기 대직경부의 하측단부에 걸어맞추는 내향돌기부를 설치한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 피스톤 대직경부의 상단 바깥둘레에 칼라를 설치하고 통형상부재 상단이 칼라에 맞닿았을 때 통형상부재 하단의 내향돌기부가 대직경부의 하단에 맞닿지 않도록 한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 피스톤 대직경부의 하단보다 약간 아래부분의 피스톤 바깥둘레에 둘레홈을 설치하고 대직경부에 대하여 약간 하강한 통형상부재 하단의 내향돌기부 내부둘레와 둘레홈 사이에 간극이 생기도록 한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
6. 제4항에 있어서, 통형상부재에 유로를 형성하고 대직경부의 아래쪽에 기름을 통하게 한 것을 특징으로 하는 충격동장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 피스톤 대직경부 상단 바깥둘레의 칼라 하반부를 칼라 바깥둘레보다 소직경이고 상기 대직경부보다 대직경인 소직경 단부로 하고 통형상부재의 상단 내부둘레에는 상기 소직경 단부가 끼워넣어지는 오목하게 들어간 단부를 설치한 것을 특징으로 하는 충격동장치.

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