KR100660772B1

KR100660772B1 - 클램핑 조립체 및 이를 포함하는 유압 커플러

Info

Publication number: KR100660772B1
Application number: KR1020047008875A
Authority: KR
Inventors: 르드베하트유겐; 르드베하트레나우드
Original assignee: 에프엠씨 테크놀로지스 에스.아.
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2006-12-26
Also published as: JP4500796B2; KR20040072647A; FR2834043A1; EP1754925B1; US20070057507A1; CN1605006A; BR0215121B1; AU2002360100A1; EP1456575B1; US20050121907A1; JP2007085552A; JP2005512910A; US7699359B2; FR2834043B1; DE60232472D1; EP1456575A1; DE60229433D1; WO2003054435A1; US8511720B2; CN1276205C

Abstract

본 발명은 상보적 수단(13)에 커플러(10)를 연결하도록 설계된 클램핑 조오(12)를 가지는 적어도 하나의 클램핑 모듈(11)과, 상기 조오에 적합한 작동 시스템(14)으로서, 모터(16)에 의해 구동되는 스크류/너트형 디바이스(15)를 포함하는 작동 시스템(14)을 포함하는 커플러용 클램핑 조립체에 관련하며, 이는 작동 시스템(14)이 조오에 직접적으로 연결되고, 상기 조오(12)가 상기 지지부에 의해 형성된 고정점(26) 둘레에서 지지부(25)상에 선회식으로 장착된다. 또한, 본 발명은 상기 클램핑 조립체를 포함하는 커플러에도 관련한다.

클램핑 조립체, 상보적 수단, 클램핑 조오, 모터, 작동 시스템, 커플러, 지지부

Description

클램핑 조립체 및 이를 포함하는 유압 커플러{CLAMPING ASSEMBLY AND A HYDRAULIC COUPLER COMPRISING IT}

본 발명은 일반적으로 커플러(coupler)에 관련한다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 커플러는 특히, 예로서, 석유 제품(액화 천연 가스 등)을 위한 유체 제품을 위한 관절식(articulated) 제품 로딩 및 언로딩 아암과, 선박상에 설치된 상보적 수단(complementary means) 사이의 액밀(fluid-tightness) 및 기계적 링크절(mechanical linkage)을 제공하도록 특히, 예비클램핑력(preclamping force)을 인가하기 위한 목적의 클램핑 모듈을 포함하는 기계적 조립체이다.

보다 명확하게는, 본 발명은 상기 커플러가 초저온(-196℃까지)에서 액체 제품을 운반할 수 있는 다수의, 통상, 셋 이상의 클램핑 모듈을 가지는 유압 커플러인 경우에 관련한다.

공지된 배열에 따라서, 각각의 클램핑 모듈은 매니폴드와 같은 상보적 수단에 커플러를 연결하도록 설계된 클램핑 조오(jaw)와, 상기 조오에 적합한 작동 시스템으로서, 모터에 의해 구동되는 스크류/너트형의 디바이스를 포함하는 작동 시스템을 포함한다. 상기 조오는 지지부상에서, 그 단부 중 하나에 관절연결된(articulated) 로드의 시스템에 의해 운반되며, 상기 작동 시스템은 조오를 클램핑 위치로 추진(impel)하거나, 또는 휴지 위치(resting position)인 뒤로 가져가기 위하여 상기 로드 시스템에 작용한다.

그러나, 이미 알려져 있는 이 유형의 디바이스에서, 상기 로드에 의해 전달되는 힘은 클램핑 위치에서의 매니폴드 플랜지의 두께에 의존하며, 이 클램핑 위치는 실제로는 플랜지상의 일 위치에서 다른 위치로 변화한다.

결과적으로, 종종 클램핑이 불충분하거나 과도해진다.

일반적으로, 본 발명은 상기 클램핑 모듈에 의해 실행되는 보다 단순하며 보다 신뢰성있는 클램핑을 제공할 수 있게 하며, 부가적으로, 다른 장점들을 도출할 수 있는 배열(arrangement)에 관련한다.

보다 명확하게, 본 발명은 상기 커플러를 상보적 수단에 연결하도록 설계된 클램핑 조오와 상기 클램핑 조오에 적합한 작동 시스템으로서, 모터에 의해 구동되는 스크류/너트형의 디바이스를 포함하는 작동 시스템을 구비한 적어도 하나의 클램핑 모듈을 포함하는 커플러용 클램핑 조립체로서, 상기 작동 시스템은 조오에 직접적으로 연결되고, 상기 조오는 상기 지지부에 의해 규정된 고정점 둘레에서 선회할 수 있는 방식으로, 커플러에 고정될 목적의 지지부상에 장착되는 것을 특징으로 한다.

달리 말해서, 상기 작동 시스템은 클램핑 조오상에 직접적으로 작용한다. 매개체(intermediary)(로드)를 제거함으로써, 공지된 시스템 보다 단순하고 보다 신뢰성있는 시스템으로, 이전 보다 매우 큰 클램핑력을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상기 클램핑 조립체에서, 커플러는 보다 많은 상황에 사용될 수 있다.

이 배열에 관한 양호한 특징에 따라서,

- 상기 스크류/너트형 디바이스는 상기 고정점으로부터 고정된 거리에 배치된 제 2 지점에서 조오상에 관절 연결되고(articulated), 및/또는

- 상기 스크류/너트형 디바이스는 내부 나사를 가지는 브러쉬에 결합하는 스크류를 포함하며, 체인에 의해 모터에 의해 구동되며, 및/또는

- 상기 커플러는 유압 커플러이고, 상기 모터는 유압 모터이며, 및/또는

- 작동 시스템은 지지부에 의해 지지된다.

또한, 본 발명에 따른 배열은 유리하게 그 자체에 독창적인 진보를 추가하며, 이에 따라 조립체는 다수의 클램핑 모듈을 포함하고, 클램핑 모듈의 모터는 조오가 상보적 수단상에 소정의 클램핑력을 더 이상 작용하지 않는 경우 모터의 직렬 배열(serial arrangement)에 따라, 그리고, 상기 조오가 클램핑력을 작용할 때 모터의 병렬 배열(parallel arrangement)에 따라, 모터와 연계된 조오를 선회시키도록, 유체 분배 회로를 포함하는 유압 유니트 및 상기 유압 유니트에 의한 모터에 대한 유체의 공급을 제어하도록 설계된 제어 수단에 대한 유체 연결부(fluid connection)를 가진다.

이러한 개선은 고속 조치(high speed of manoeuvre)(모터의 직렬 배열) 및 적절한 시기의 큰 클램핑력(모터의 병렬 배치)을 제공한다.

이 개선에 관련한 양호한 특징에 따라서,

- 상기 제어 수단은 부가적으로, 조오의 클램핑해제(unclamping) 상태 동안, 상보적 수단(complementary means))에 대해 조오에 의해 인가되는 클램핑력을 극복하도록 병렬 배열에 따라 모터로의 보급을 제어할 수 있으며, 및/또는

- 상기 제어 수단은 상보적 수단에 대해 조오에 의해 인가되는 클램핑력을 초래하는 유압 유니트내의 압력 증가를 감지할 수 있고, 압력이 사전결정된 값에 도달할 때, 모터의 직렬 배열로부터 모터의 병렬 배열로의 전이(transition)를 생성할 수 있으며, 및/또는

- 상기 제어 수단은 복귀 스프링을 구비한 활주 밸브(slide valve) 및 복귀 스프링을 구비한 압력 제한기(pressure limiter)를 포함하고, 압력 제한기는 유채 분배 회로내에서 활주 밸브의 상류에 설치되고, 상기 활주 밸브에 대한 유체 연결부를 가지며, 및/또는

- 상기 유압 유니트는 제 1 모터의 공급 방향으로, 제 1 모터의 입구와 압력 제한기 사이에 유체 연결부를 제공하도록 회로내에 설치된 선택기(selector)를 포함하고, 상기 유체 분배 회로는 클램핑 또는 클램핑해제(unclamping) 상태에서 동작하는지 여부에 의존하는 2개의 대향 방향을 따라 상기 모터에 보급하며, 및/또는

- 상기 유체 분배 회로는 상기 유체를 구성하는 오일의 보급을 위한 주 유니트(main unit)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 배열은 그 자체에 이전의 것과 유리하게 조합될 수 있는, 독창적인 다른 진보를 추가하며, 이에 따라 상기 커플러는 상보적 수단에 대한 커플러의 연결부의 액밀성(fluid-tightness)을 보증하기 위한 밀봉 수단과, 밀봉 수단을 보호하기 위한 수단으로서, 상기 보호 수단이 연결 방향으로 상기 밀봉 수단을 초과하여 돌출하는 연결 이전의 제 1 위치와, 상기 보호 수단이 상기 밀봉 수단에 대해 더 이상 돌출하지 않는 연결 이후의 제 2 위치 사이에서 이동할 수 있는 보호 수단 및, 상기 보호 수단을 그 제 1 위치를 향해 추진하는 힘을 영구적으로 작용하는 감쇠 수단(damping means)을 포함한다.

이 개선으로, 상대 운동에 및 연결시의 충격과 관련한 위험이 최대한 제한된다.

본 개선에 관련한 양호한 특징에 따라서,

- 상기 커플러는 보호 수단을 뒤로 유지하여 상기 보호 수단이 연결 방향으로 상기 제 1 위치를 초과하여 진행하는 것을 방지하는 유지 수단을 포함하며, 및/또는

- 상기 밀봉 수단은 적어도 하나의 링 밀봉부를 포함하고, 보호 수단은 상기 밀봉부 또는 밀봉부들을 둘러싸는 가동성 링(movable ring)을 포함하며, 및/또는

- 상기 밀봉 수단은 적어도 하나의 링 밀봉부를 포함하고, 보호 수단은 상기 밀봉부 또는 밀봉부들을 둘러싸는 다수의 추진기(thruster)를 포함하며, 및/또는

- 상기 감쇠 수단은 보호 수단과 커플러의 본체 사이에 개재된(interposed), 단일 스프링 와셔, 나선 스프링(helical spring), 스프링 와셔, 가스 스프링 잭 또는 유압 댐퍼로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 커플러의 본체에 고정된, 상술한 바와 같은 클램핑 조립체를 포함하는 유압 커플러에도 관련한다.

본 발명의 특징 및 장점은, 첨부된 개략적 도면을 참조로 하기의 예시적 실시예의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

도 1은 비연결 위치(non-connected position)에서의, 본 발명에 따른 클램핑 조립체를 장비한 유압 커플러와 상보적 수단(complementary means)의 부분 측단면도.

도 2는 도 1과 유사한 도면으로서, 상기 상보적 수단 및 유압 커플러의 연결 위치를 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 확대된, 클램핑 모듈의 부분 단면 상면도.

도 4는 도 1 및 도 2의 커플러의 전방부의 상단 반부의 종단면도로서, 상기 커플러의 밀봉 수단의 보호 수단을 예시하는 도면.

도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 클램핑 모듈의 모터에 보급하는 유압 유니트의 개략도로서, 이 유니트의 동작의 다양한 단계를 예시하는 도면.

도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 유압 커플러(10)는, 상보적 수단(매니폴드)(13)에 커플러(10)를 연결하도록 설계된 클램핑 조오(12)를 가지는 클램핑 모듈(11)과, 상기 조오에 적합한 작동 시스템(14)으로서, 모터(16)에 의해 구동되는 스크류/너트형 디바이스(15)를 포함하는 작동 시스템을 포함한다.

실제로, 상기 클램핑 모듈(module)은 수가 3개이며, 유압 커플러(10)의 외주에 고정되고, 유압 커플러의 둘레에 균일하게 분포 배치되며, 상보적 수단(13)에 커플러(10)를 연결하는 클램핑 조립체를 구성한다. 상기 상보적 수단(13)은 여기서, 매니폴드이며, 이는 커플러(10)를 장비한 로딩 아암(loading arm)이 저장 위치에 배치될 때, 폐쇄 덮개로 대체될 수 있다.

상기 작동 시스템(14)은 잘 알려져 있기 때문에, 여기서는 상세히 설명하지 않는다.

단순히, 예시된 실시예(도 3 참조)에서, 상기 스크류/너트 형 디바이스(15)는 내부 나사를 구비한 부시(18)내에 결합하는 스크류(17) 및, 스크류(17)의 연장부인 하나의 샤프트(22)와 일체인 피구동 스프로켓(21)을 포함하며, 상기 스크류는 모터(16)의 출력 샤프트와 견고하게 록크된(rigidly locked) 구동 스프로켓(sprocket)(20)에 의해 스크류(17)에 모터(16)의 회전을 전달하는 체인(19)에 의해 모터(16)에 의해 구동된다는 것만을 강조한다. 후자는 하우징(24)이 고정되게 되고, 체인(19) 및 스프로켓(20, 21)을 수납하기 위한 원통형 케이싱(23)내에 수납되고, 상기 모터(16)는 상기 하우징(24)에 고착된다.

또한, 내부 나사를 구비한 부시(18)는 원통형 케이싱(23)내에서 활주가능하게 안내된다.

본 발명에 따라서, 각각의 조오(12)는 상기 지지부(25)에 의해 형성된 고정점(26) 둘레에서 지지부(25)상에 선회 장착되며, 후자는 본 발명의 경우에는 용접에 의해 유압 커플러(10)에 고착된다.

또한, 상기 스크류/너트형 디바이스(15)는, 스핀들(도 3에는 미도시)을 수용하도록 의도된 내부 나사를 가지는 부시(18)의 일 단부에 고착된 원통형 콤포넌트(28)에 의해 고정점(26)으로부터 고정된 거리에 배치된 제 2 지점(선회점)(27)에서 조오(12)상에 관절연결된다.

순차적으로, 상기 작동 시스템(14)은 원통형 케이싱(23)상에 고착된 스핀들 수용 디스크(29)에 의해 지지부(25)상에 선회 장착된다.

또한, 상기 지지부(25)가 클램핑 모듈(11)의 선회축과 직각으로 교차하는 종방향 중앙 평면에 대해 대칭인 두 개의 판(30)에 의해 형성되며, 상기 클램핑 모듈은 그 사이에 작동 시스템(14) 및 조오(12)를 수용하고, 이는 순차적으로, 상기 평면에 대해 대칭인 두 판(31)에 의해 형성된다는 것도 강조되어야 한다.

보다 명확히, 지지부(25)의 각 판(30)은 작동 시스템(14)이 그 위에 선회 장착되는 수직 섹션(32)(도 1 및 2 참조) 및 고정점(26)을 형성하는 수평 섹션(33)을 포함한다.

각각의 수평 섹션(33)은 고정점(26)의 영역에서, 인접 판(30)상에 용접된 외부판(34)에 의해 보강된다.

조오(12)의 각 판(31)은 직각 삼각형 같은 일반적 구조에 따라서, 스핀들이 통과하는 두 개의 구멍을 포함하고, 스핀들 중 하나는 원통형 콤포넌트(28)내에 수납되어 선회점(27)을 형성하고, 나머지는 저널(35)을 위해 고정 선회점(26)을 형성한다. 상술한 구멍과 정렬된 구멍도 물론 지지부(25)내에 제공된다.

활주 블록(37)을 지지하는 클램프(36)가 조오(12)에 고정된다. 이는 역시 상술한 평면에 대해 대칭이면서, 각각 조오(12)를 형성하는 판(31) 중 하나에 고착된 두 개의 판(38)으로 형성된다.

이에 관하여, 이들 판(38)은 유압 커플러(10)에 가장 근접한 실질적인 삼각형 판(31)의 측면을 따라 연장하며, 이들은 또한, 저널(35)이 통과하는 구멍을 가 진다는 것이 강조되어야 한다. 또한, 활주 블록은 매니폴드(13)의 플랜지(39)의 다수의 서로 다른 직경에 유압 커플러(10)를 연결할 수 있게 한다는 것도 인지하여야 한다. 실제로, 여기에 예시된 실시예의 경우에서, 이들 직경은 일반적으로 수가 3이다.

따라서, 상기 조오(12)는 지지부(25)에 의해 형성된 하위 고정점(26)(커플러(10)에 관한 근위 지점(proximal point)) 둘레에서 지지부(25)상에 선회 장착되고, 스크류/너트 디바이스(15)는 조오(12)에 의해 형성된, 하위 고정점(26)으로부터 고정된 거리에 배치된 고위 지점(27)(커플러(10)에 관하여 원위 지점)에서 조오(12)상에 직접적으로 관절 연결되고, 작동 시스템(14)은 고위 지점(27)의 부근에서 지지부(25)상에 자체적으로 관절 연결된다.

또한, 상기 조오(12)의 클램프(36)는 대략 조오(12)에 의해 형성된 제 3 지점에 관하여, 하위 및 고위 지점과 삼각형을 형성하는 돌출부를 형성한다는 것을 인지하여야 한다.

또한, 각 조오(12) 및 이와 연계된 스크류/너트형 디바이스(15)의 연장부는, 커플러(10)의 본체, 여기서는 원통형체의 것과 실질적으로 동일한 방향으로 존재한다.

또한, 상기 유압 커플러(10)는 도 4에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 그 밀봉부를 보호하는 시스템을 구비한다.

도시된 실시예에서, 상기 유압 커플러(10)는 그 환형 전면(41)에 대하여 이동가능하면서, 홈내에 수납된 그 링 밀봉부(42, 43) 둘레에 배치된 보호 링(40)을 포함한다. 도 4에서 그중 단 하나만을 볼 수 있으며, 참조 번호 44가 부여되어 있는 압축 스프링은 커플러(10)의 본체(45)와 이 링(40) 사이에 배치되며, 축방향으로 작용하여 커플러(10)의 본체와 링(40)을 영구적으로 이격된 상태로 유지한다.

실제로, 상기 링은 이들 스프링(44)의 단부 중 하나를 위한 시트(seat)를 형성하는 홈(46)을 가지고, 커플러(10)의 본체(45)는 상기 스프링(44)의 대향 단부를 위한 시트를 형성하면서 전면(41)에 대해 오목화되어 있는 대향면(47)을 가진다.

커플러(10)가 매니폴드(13)의 플랜지(39)상의 폐쇄 위치(도 2 참조)에 있을 때, 스프링(44)은 압축되고, 플랜지(39)는 밀봉부(42, 43) 및 홈(46)의 것과 대향한 후자의 측면상에 배치된 링(40)의 전면(48)과 접촉한다.

커플러(10)가 개방 위치(도 1 참조)에 있을 때, 링(40)은 도 4에서는 그중 단 하나만을 볼 수 있는 커플러(10)의 중심설정 안내부(49)에 대해 접한다. 이 위치에서, 스프링(44)은 예비 압축되며, 완전히 방임(completely released)되지 않는다.

커플러(10)가 플랜지(39)에 보다 근접해질 때, 밀봉부(42, 43)는 링(40)의 표면(48)에 대해 오목해지고, 그래서, 연결될 플랜지(39)로 인한 소정의 충격으로부터 보호된다. 이들 충격의 에너지는 스프링(44)의 압축 작용에 이해 흡수된다.

그후, 커플러(10)의 조오(12)의 폐쇄 동안, 스프링(44)은 클램핑 모듈(11)에 의해 작용되는 클램핑력에 의해 압축된다. 이에 관련하여, 스프링(44)에 의해 생성된 플랜지(39)상의 링(40)의 반작용력은 이 보호 시스템 없이는 마찰에 의한 밀봉부(42, 43)의 열화(deterioration)를 유발할 수 있는 소정의 상대적 반경방향 운동을 제거할 수 있다.

폐쇄 위치에서, 밀봉부(42, 43)의 지지력은 조오(12)의 클램핑력으로부터 스프링(44)의 압축력을 차감한 것과 같다. 따라서, 실제로, 조오(12)의 클램핑력은 스프링(44)의 압축력 보다 큰 것으로 선택되어야만 한다.

또한, 감쇠 스프링의 다양한 유형이 사용될 수 있다.

- 링(40)의 홈과 동일한 직경을 가지는 단일 스프링 와셔,

- 하나 또는 다수의 나선형 스프링,

- 하나 또는 다수의 스프링 와셔,

- 가스 스프링 잭 또는 유압 댐퍼.

본 보호 시스템의 변형에 따라서, 링(40)은 밀봉부(42, 43) 둘레에 배치되어 상술한 감쇠 수단에 연결되어 있는 추진기로 대체될 수 있다.

헤드 유지 링(head retaining ring)을 구비한, 본체(45)에 고정된 핀 같은 접촉을 위한 다른 해법도 사용될 수 있다.

클램핑 모듈(11)의 유압 모터(16)로의 오일 보급을 위해, 도 5 내지 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유체 분배 회로를 가지는 유압 유니트가 또한 제공된다.

상기 유압 유니트(50)는 본 발명에 따라서, 복귀 스프링을 구비한 활주 밸브(51) 및 상기 밸브(51)에 대한 유체 연결부를 가지면서 분배 회로내에서 밸브(51)의 상류에 설치되는, 복귀 스프링을 구비한 압력 제한기(52)를 포함한다.

유압 유니트(50)는 또한 그 보급 방향으로, 모터(16₁ - 16₃) 중 첫 번째 것의 입구와, 압력 제한기(52) 사이에 유체 연결부를 제공하도록 유체 분배 회로내에 배열된 선택기(selector)(54)를 구비한다. 유니트가 조오(12)의 클램핑 또는 클램핑해제를 위해 작용하는지 여부에 따라서, 제 1 모터는 모터(16₁ 또는 16₃)이다.

상기 유압 유니트(50)는 부가적으로 분배기(56) 및 유압 유니트(50)에 중앙 유니트(55)를 연결하는 폐쇄 라인 및 개방 라인에 각각 연결되어 있는 제어가능한 스로틀링(57)을 가지는 두 개의 비 복귀 밸브를 포함하는 중앙 유니트(55)에 의해 오일 보급된다.

도 5 내지 도 10에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 유압 유니트(50)의 유체 분배 회로는 소정의 시기에, 필요한 압력 및 오일 유동으로 모든 모터(16₁-16₃)에 보급하도록 설계되어 있다. 본 발명에 따라서, 이를 위해, 유압 유니트(50)는 직렬/병렬 원리에 따라 동작한다.

보다 명확하게, 폐쇄를 위한 접근의 스테이지 동안, 조오(12₁-12₃)를 가진 클램핑 모듈(11)은 급속히 이동한다. 이를 위해, 유압 유니트는 직렬(저압 및 고유량)로 동작한다. 플랜지(39)상으로의 클램핑 동안, 유니트는 병렬(고압 및 저 유량)로 동작한다.

커플러(10)가 플랜지(39)상에 클램핑될 때, 이를 클램핑해제하기 위해, 유압 유니트(50)는 모터(16₁-16₃) 각각에 다량의 압력을 공급하여야 하며, 따라서, 이는 병렬로 동작한다. 모든 클램핑 모듈(11)이 클램핑해제되자 마자, 유압 유니트(50)는 신속한 개방을 제공하기 위해 직렬 동작으로 변경된다.

유압 유니트(50)의 직렬/병렬 전환은 클램핑 모듈(11)에 전달된, 그리고, 전달될 힘에 관하여 이루어진다. 직렬 동작 또는 병렬 동작 중 어느 하나로의 전환을 허용하는 것은 유압 유니트(50)내측의 활주 밸브이다. 이 활주 밸브의 위치는 클램핑 모듈(11)에 의해 전달되는 힘에 의존한다. 클램핑 모듈(11)에 어떠한 힘도 작용하지 않을 때, 유압 유니트(50)는 그 자체를 직렬 위치에 배치한다. 클램핑 모듈(11)이 소정의 것(플랜지, 정지부 등)에 대해 가력 또는 가압하자마자, 직렬 회로의 공급 압력이 증가하고, 이들 모터 각각에 최대의 가용 압력을 전달하도록 병렬로 모터(16₁ - 16₃)에 보급하기위한 그 위치를 향해 활주 밸브를 이동시킨다. 그후, 모듈(11)은 저속이지만 높은 전달력을 갖게 된다. 반대로, 더 이상 어떠한 힘도 클램핑 모듈(11) 중 소정의 하나에 적용되지 않을 때, 유압 유니트(50)의 내부 압력은 감소하고, 따라서, 활주 밸브가 그 직렬 위치로 이동할 수 있게 한다.

유압 유니트(50)의 동작을 이제 도 5 내지 도 10을 참조로 보다 상세히 설명한다.

도 5 : (개방 위치의 커플러(10))

커플러(10)로부터 어떠한 이동도 "요구"되지 않는다. 유압 회로내의 오일의 어떠한 순환도 존재하지 않는다. 이 상태(휴지(reset))에서, 유압 유니트는 직렬 위치에서 대칭적으로 존재한다. 유니트(50)의 활주 밸브는 그 복귀 스프링에 의해 좌측을 향해 밀어붙여진다.

도 6 : (폐쇄 도중의 커플러(10))

이 접근 위상(approach phase) 동안, 어떠한 저항력도 클램핑 모듈(11)에 작용되지 않는다. 따라서, 유압 유니트(50)는 직렬로 동작하고, 그래서, 모듈(11)의 신속한 이동이 존재한다. 모터(16₁)를 벗어난 오일은 간단히 유압 유니트(50)를 통과한 이후 모터(16₂)내로 진행하고, 그후, 다시 이를 벗어나 유니트로 그리고, 그후, 중앙 유니트(55)로 복귀하기 이전에, 모터(16₃)로 진입한다.

도 7 : (클램핑 위상의 커플러(10))

클램핑 위상(clamping phase) 동안에, 조오(12₁-12₃)에 저항이 발생하여 회로의 유압의 증가에 대한 상승을 제공한다. 따라서, 압력은 유압 유니트(50)내에서 밸브 활주체를 도면의 우측을 향해 밀어붙인다. 이 순간에, 유니트(50)는 따라서, 병렬 위치로 전환하며, 이는 각 모터(16₁-16₃)가 이전 모터에 의해서가 아니라 중앙 유니트(55)에 의해 직접적으로 보급된다는 것을 의미한다. 따라서, 흐름은 모터의 수의 함수로서 분할된다. 한편, 압력은 증가한다. 각 모터(16₁-16₃)의 출구에서, 오일은 중앙 유니트(55)로 직접적으로 복귀한다.

도 8 : (폐쇄된 커플러(10))

일단 상기 커플러(10)가 폐쇄되고 나면, 오일 순환이 정지한다. 따라서, 유니트(50)내의 활주 밸브는 그 복귀 스프링의 작용하에, 직렬 위치(도면의 좌측을 향해 변위된)로 복귀한다.

도 9 : (커플러(10)의 클래핑 해제)

개방 순간에, 클램핑으로 인한 힘을 극복할 필요가 있다. 이들 힘은 유압 회로내의 압력을 상승시키고, 따라서, 유니트(50)를 병렬 위치로 변경시키는 영향을 가진다(압력이 유니트(50)의 밸브 활주체를 도면의 우측을 향해 변위시킴). 따라서, 각 조오(12₁-12₃)는 그 배치에서 높은 오일 압력을 가지며, 이는 이들이 클램핑 해제될 수 있게 한다.

도 10 : (커플러(10)의 개방)

커플러(10)가 클램핑 해제되고 나면, 어떠한 극복될 힘도 더 이상 존재하지 않는다. 유압 회로의 내부 압력은 감소하여, 유니트(50)내의 밸브 활주체가 도면의 좌측을 향해 이동하게 한다. 이 개방 위상 동안, 유니트(50)는 직렬 위치에 존재하여 조오(12₁-12₃)의 신속한 이동을 허용한다.

실제로, 비 제한적인 예로서, 약 150.10⁵Pa의 중앙 유니트(55)의 최대 출구 압력을 위해, 활주체가 직렬 위치로부터 병렬 위치로 이동하게 하는 압력값은 약 80-90.10⁵Pa이다.

도 5 내지 도 9에 도시된 실시예에서, 직렬 위치로부터 병렬 위치로의 활주체의 이동은 압력 제한기가 개방 또는 폐쇄 위치 중 어느 쪽에 있는지에 의존하며, 이들 위치는 순차적으로 상기 제한기(52)를 위해 선택된 복귀 스프링에 의존한다.

그러나, 다른 실시예에서, 이를 위한 복귀 스프링의 적절한 선택에 의해 일 위치로부터 다른 위치로 변경하도록 활주 밸브(51)가 설계될 수 있다. 이 경우, 압 력 제한기(52)를 채용할 필요가 없다.

또한, 다른 실시예에서, 조오의 위치 및 모터(16₁-16₃)에서의 압력에 대한 검출기 및 활주 밸브(51)의 전기 제어부를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 작동 시스템(14)은 그와 연계된 조오(12)가 그 위에 장착되는 것과는 다른 지지부에 의해 지지될 수 있다.

또한, 지지부 또는 지지부들은 커플러와 일체로 형성될 수도 있다.

물론, 본 발명은 예시 및 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 실시시의 모든 변형을 포괄한다.

Claims

커플러(10)로부터 상보적 수단(complementary means)(13)으로 유체를 전달하기 위해 상기 상보적 수단(13)에 결합되도록 채택되며, 상기 유체의 통로를 위해 제공된 본체(45)와, 상기 본체(45) 둘레의 복수의 클램핑 모듈들(a plurality of clamping modules)(11)을 포함하는 커플러(10)로서, 상기 클램핑 모듈 각각은, 상기 상보적 수단(13)에 상기 커플러(10)를 연결시키도록 설계된 클램핑 조오(clamping jaw)(12) 및, 상기 조오(12)에 적합한 작동 시스템(14)으로서, 스크류/너트형 디바이스(15)와, 상기 조오(12)에 적합한 상기 디바이스를 구동하기 위한 모터(16)를 포함하는 작동 시스템(14)을 구비하는 커플러(10)에 있어서,

각 조오(12) 및 그와 연계된 작동 시스템(14)은, 지지부(25)에 의해 형성된 고정 선회축(26) 둘레에서 상기 커플러(10)의 상기 본체(45)에 고착된 지지부(25) 상에 선회 장착되고,

상기 조오(12) 및 그와 연계된 상기 스크류/너트형 디바이스(15)는, 그 지지부(25)상의 상기 조오(12)의 상기 선회축(26)으로부터 고정된 거리에 배치된 선회축(27) 둘레에서 서로에 대해 직접적으로 선회식으로 관절 연결(articulated)되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항에 있어서, 상기 스크류/너트형 디바이스는 체인(19)에 의해서 상기 모터(16)에 의해 구동되는 부시-너트(18)에 결합된 스크류(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 3개 이상의 클램핑 모듈(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지부(25)는 상기 조오(12)의 상기 고정 선회축(26)을 형성하는 수평 섹션(33) 및, 상기 작동 시스템(14)의 상기 고정 선회축을 형성하는 수직 섹션(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플러는 유압 커플러로 구성되고, 상기 모터(16)도 유압 모터인 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항에 있어서, 다수의 클램핑 모듈(11)을 포함하고,

상기 클램핑 모듈의 모터(16₁-16₃)는 유압 유니트(50)에 대한 유체 연결부를 가지며,

상기 유압 유니트(50)는, 조오(12₁-12₃)가 상보적 수단상에 어떠한 클램핑력도 작용하지 않는 동안 상기 모터(16₁-16₃)의 직렬 배열에 따라서, 그리고, 상기 조오(12₁-12₃)가 클램핑력을 작용할때에는 상기 모터(16₁-16₃)의 병렬 배열에 따라서, 모터와 연계된 상기 조오(12₁-12₃)의 선회를 유발하도록, 유체 분배 회로 및 상기 유압 유니트(50)에 의해 상기 모터(16₁-16₃)에 대한 유체의 공급을 제어하도록 설계된 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 6 항에 있어서, 상기 제어 수단은 부가적으로, 상기 조오가 클램핑해제 상태인 동안 상기 상보적 수단에 상기 조오에 의해 인가되는 클램핑력을 극복하기 위해 병렬 배열에 따라 상기 모터의 보급을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 6 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 상보적 수단에 대해 상기 조오에 의해 인가되는 클램핑력을 초래하는 상기 유압 유니트내의 압력 증가를 감지할 수 있고, 상기 압력이 사전결정된 값에 도달할 때, 상기 모터의 직렬 배열로부터 상기 모터의 병렬 배열로의 전이(transition)를 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 6 항에 있어서, 상기 제어 수단은 복귀 스프링을 구비한 활주 밸브(51) 및 복귀 스프링을 구비한 압력 제한기(52)를 포함하고,

상기 압력 제한기는 유체 분배 회로내에서 상기 활주 밸브(51)의 상류에 설치되며, 상기 활주 밸브에 대한 유체 연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 9 항에 있어서, 상기 유압 유니트는 제 1 모터의 공급 방향으로, 제 1 모터의 입구와 상기 압력 제한기 사이에 유체 연결부를 제공하도록 상기 유체 분배 회로내에 배열된 선택기(54)를 포함하고,

상기 유체 분배 회로는 클램핑을 작용하는지 또는 클램핑해제 모드인지 여부에 따라서 2개의 대향 방향으로 상기 모터에 보급하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 6 항에 있어서, 상기 유압 유니트는 상기 유체를 구성하는 오일의 보급을 위한 중앙 유니트(55)에 대한 유체 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 상보적 수단에 대한 상기 커플러의 연결부의 액밀성(fluid-tightness)을 보증하기 위한 밀봉 수단(42, 43)과, 상기 밀봉 수단을 보호하기 위한 수단(40)으로서, 상기 보호 수단이 연결 방향으로 상기 밀봉 수단을 초과하여 돌출하는, 연결 이전의 제 1 위치와, 상기 보호 수단이 상기 밀봉 수단에 대해 더 이상 돌출하지 않는, 연결 이후의 제 2 위치 사이에서 이동할 수 있는 보호 수단 및, 상기 보호 수단을 그 제 1 위치를 향해 영구적으로 밀어붙이는 감쇠 수단(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 12 항에 있어서, 상기 보호 수단이 연결 방향으로 상기 제 1 위치를 초과하여 진행하는 것을 방지하는 보호 수단을 위한 유지 수단(49)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 12 항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 적어도 하나의 링 밀봉부를 포함하고, 상기 보호 수단은 상기 밀봉부 또는 밀봉부들을 둘러싸는 가동성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 12 항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 적어도 하나의 링 밀봉부를 포함하고, 상기 보호 수단은 상기 밀봉부 또는 밀봉부들을 둘러싸는 복수의 추진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제 12 항에 있어서, 상기 감쇠 수단은 상기 보호 수단과 상기 커플러의 본체 사이에 개재된, 단일 스프링 와셔, 나선 스프링, 스프링 와셔, 가스 스프링 잭 또는 유압 댐퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플러.
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