KR100971295B1 - Idle blow preventing structure in hydraulic breaker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 굴삭기 등의 중장비에 장착되어 유압으로 구동되는 유압브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실에 작동유가 통과할 수 있는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치를 조금이라도 벗어나게 되면 실린더 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 치즐의 타격압 보다 저압으로 형성되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지한 채 공타방지포트 형성만으로 유로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰 및 그에 따른 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있는 것에 그 특징이 있다.The present invention relates to a hydraulic breaker mounted on heavy equipment such as an excavator and driven hydraulically, and more specifically, a first anti-air flow path and a second anti-air flow path through which operating oil can pass through a cylinder chamber in which a supply flow path and a piston are installed. When the chisel is separated from the crushed object and the chisel is moved downward by its own weight, if the piston is slightly out of the qualitative strike position, a cylinder-formed anti-ball port is opened and the pressure in the breaker is increased. It is formed at a lower pressure than the blow pressure, and prevents the breaker from hitting, and by connecting the flow path only by forming an anti-hit port while maintaining the existing production method, the structure is simple, and there is no effect of friction and friction heat. It has that feature.
Description
본 발명은 굴삭기 등의 중장비에 장착되어 유압으로 구동되는 유압브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실에 작동유가 통과할 수 있는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치를 조금이라도 벗어나게 되면 실린더 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 치즐의 타격압보다 저압으로 형성되므로서 브레이커의 공타를 방지하도록 한 유압브레이커의 공타방지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic breaker mounted on heavy equipment such as an excavator and driven hydraulically, and more specifically, a first anti-air flow path and a second anti-air flow path through which operating oil can pass through a cylinder chamber in which a supply flow path and a piston are installed. When the chisel is separated from the crushed object and the chisel is moved downward by its own weight, if the piston is slightly out of the qualitative strike position, a cylinder-formed anti-ball port is opened and the pressure in the breaker is increased. The present invention relates to an anti-ballast structure of a hydraulic breaker that is formed at a pressure lower than the blow pressure to prevent the breaker from hitting.
브레이커는 피스톤의 왕복운동시 발생된 운동에너지를 타격에 의해 치즐로 전달하여 암반이나 콘크리트 등과 같은 피파쇄물을 파쇄하는 장치로서, 공급라인과 리턴라인을 통해 굴삭기의 유압동력원과 연결되어 굴삭기로부터 압유를 공급받아 작동된다.A breaker is a device that delivers the kinetic energy generated during the reciprocating motion of the piston to the chisel by hitting it, and breaks up the crushed object such as rock or concrete. It is supplied and operated.
일반적으로 브레이커는 크게 구분하여 브레이커 몸체를 이루는 실린더와, 실린더에 운동 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤에 의해 타격되도록 실린더 하부에 설치되는 치즐과, 실린더하실과 실린더상실에 압유를 선택적으로 공급하여 피스Generally, breakers are divided into cylinders forming a breaker body, pistons movably installed on the cylinders, chisels installed under the cylinders to be hit by the pistons, and pieces of hydraulic oil selectively supplied to the cylinder base and the cylinder chamber.
톤을 왕복운동시키기 위한 밸브장치로 이루어진 유압시스템으로 구성된다.It consists of a hydraulic system consisting of a valve device for reciprocating tones.
피스톤은 유압에 의해 구동되어 상승위치와 타격위치 사이를 왕복운동하는 것으로, 타격위치에서 치즐을 타격하도록 구성되며 상기 치즐은 피스톤의 운동에너지를 충격에너지로 바꾸어 피파쇄물에 전달하는 것으로, 피스톤이 상승위치로부터 타격 위치로 하강시 피스톤에 의해 타격된다. 브레이커의 유압시스템은 브레이커로 유입되어 실린더로 공급되는 작동유의 방향을 제어하는 제어밸브를 갖추고 있다. The piston is driven by hydraulic pressure and reciprocates between the rising position and the striking position. The piston is configured to strike the chisel at the striking position. The chisel converts the kinetic energy of the piston into impact energy and transmits it to the crushed object. It is hit by the piston when descending from the position to the striking position. The hydraulic system of the breaker is equipped with a control valve which controls the direction of the hydraulic oil flowing into the breaker and supplied to the cylinder.
상기 제어밸브는 왕복운동하는 피스톤의 위치에 따라 피스톤에 종속적으로 제 1위치와 제 2위치 사이를 왕복운동하는 것으로, 제 1위치에서는 실린더상실을 저압유로에 연결시켜 실린더하실에 상시 작용하는 고압에 의하여 피스톤을 타격위치에서 상승위치로 운동시킨다. 그리고 제 2위치에서는 실린더상실을 고압유로에 연결하여 피스톤을 상승위치에서 타격위치로 운동시킨다.The control valve reciprocates between the first position and the second position depending on the position of the piston reciprocating. In the first position, the cylinder valve is connected to a low pressure flow path, so that Thereby moving the piston from the striking position to the rising position. In the second position, the cylinder loss is connected to the high pressure flow path to move the piston from the rising position to the striking position.
피스톤의 상단에는 압축가스가 주입된 실린더가스실이 구비되어 피스톤이 상승하면서 더욱더 압축되도록 구성되는데, 이 가스압력은 피스톤 하강시 피스톤의 운동속도를 높이는 기능을 한다.The upper end of the piston is provided with a cylinder gas chamber in which the compressed gas is injected to be further compressed as the piston rises, this gas pressure increases the speed of movement of the piston when the piston descends.
치즐은 실린더 하부에 제한된 거리만큼 운동 가능하게 설치되며, 브레이커에서 이탈되지 않도록 치즐핀에 의해 지지된다. 굴삭기를 조작하여 치즐을 피파쇄물 에 접촉시키고 브레이커를 누르면 치즐이 위로 밀려 올라가면서 피스톤을 타격위치까지 상승시키게 된다. The chisel is movably installed in the lower part of the cylinder and is supported by the chisel pin so as not to be released from the breaker. By operating the excavator, the chisel is brought into contact with the crushed object and the breaker is pushed up to raise the piston to the hitting position.
이와 같이 브레이커에 기계적인 외력을 가하여, 치즐을 피파쇄물에 접촉시켜 가압함으로써, 치즐을 왕복운동하는 피스톤에 의해 타격될 수 있는 위치로 이동시키는 것을 브레이커의 "예압"이라 칭한다.Thus, by applying a mechanical external force to the breaker and pressing the chisel in contact with the crushed object, moving the chisel to a position where it can be hit by the reciprocating piston is called a "preload" of the breaker.
치즐이 예압되지 않은 상태 즉, 치즐이 치즐핀에 걸려있는 상태에서, 피스톤이 상승위치에서 타격위치로 운동하게 되면 피스톤이 치즐을 타격하지 못하고 실린더를 직접 타격하게 되어 피스톤과 실린더에 과도한 응력을 발생시키게 된다. 이러If the chisel is not preloaded, that is, the chisel is caught in the chisel pin, the piston moves from the up position to the striking position, causing the piston to not hit the chisel and directly hit the cylinder, causing excessive stress on the piston and the cylinder. Let's go. This
한 현상을 "공타(空打:no-load strikes 또는 idle blow)"라고 하며, 공타는 브레이커의 고장을 유발하여 수명을 단축시키는 주요 원인 중의 하나이다. One phenomenon is called "no-load strikes or idle blows", which is one of the major causes of breaker failure and shortened life.
브레이커를 이용한 파쇄작업시, 피파쇄물이 완전히 파쇄되는 순간 이후에는 치즐이 더 이상 피파쇄물에 의해 지지되지 못하고 밑으로 하강하게 되는데, 이때 운전자가 브레이커 작동을 즉시 멈추지 못하면 브레이커는 계속 공타 상태로 작동하게 된다. 브레이커는 통상 5~15 Hz의 빠른 타격주파수로 작동하는 장치로서, 피파쇄물이 파쇄된 후 운전자가 파쇄가 끝남을 인지하고 작동을 멈추는데 까지 일정한 시간이 소요되므로 일반적으로 한차례의 파쇄작업시마다 수회의 공타발생이 일어나는 것이 보통이다.During a crushing operation with a breaker, after the moment the crushed object is completely crushed, the chisel will no longer be supported by the crushed object and will be lowered down.If the driver does not stop the breaker immediately, the breaker will continue to run at idle. do. A breaker is a device that operates at a high strike frequency of 5 to 15 Hz.It usually takes a certain time to stop the operation after the crushed object is crushed by the driver. It is common for a vacancy to occur.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 일부 브레이커 제조업체에서는 상기와 같은 공타발생 상태를 브레이커가 자체적으로 감지하여 운전자가 브레이커 작동을 멈추지 않더라도 브레이커가 공타상태로 계속 작동되지 못하도록 하기 위한 기술을 개발하여 왔다.In order to remedy this problem, some breaker manufacturers have developed a technology for the breaker to detect such a break condition by itself so that the breaker does not continue to run in idle state even if the driver does not stop the breaker operation.
이러한 브레이커의 공타방지장치의 일례로서, 국내특허공보 제1996-4277호와 미국특허 제 6,334,495호가 제안되고 있다. 이 기술은 피스톤이 타격위치로부터 더 하강하여 실린더에 접촉되는 최하부위치(이하, "공타위치"로 칭함.)로 이동하면, 피스톤과 제어밸브를 유압적으로 구속하고 이들을 제어하는 유압시스템을 폐쇄함으로써 공타발생을 원천적으로 방지하는 공타방지장치를 갖는다.As an example of the breaker prevention device of such a breaker, Korean Patent Publication No. 1996-4277 and US Patent No. 6,334,495 have been proposed. This technique moves the piston downwards from the striking position and moves to the lowest position (hereafter referred to as the "vacant position") in contact with the cylinder, thereby hydraulically restraining the piston and the control valve and closing the hydraulic system controlling them. It has a ball prevention device that prevents the occurrence of a ball.
도 1은 상기 종래의 브레이커 공타방지장치의 구조를 나타내기 위한 단면도로서, 종래의 브레이커에 있어서 후술하는 공타방지기능이 동작할 때의 상태를 나타낸다. 브레이커는 유압펌프(92)와 브레이커 작동밸브(94), 오일탱크(95)를 구비한 굴삭기에 장착되어, 굴삭기 운전자의 스위치 조작에 의하여 브레이커 작동밸브 (94)가 운전위치("O")로 전환되면 유압펌프(92)의 압유가 브레이커로 공급되어 브레이커가 작동되고, 브레이커 작동밸브(94)가 정지위치("S")로 전환되면 압유 공급이 차단되어 브레이커가 정지하게 된다.1 is a cross-sectional view showing the structure of the conventional breaker anti-ballout device, and shows a state when the anti-ballout function described later in the conventional breaker operates. The breaker is mounted on an excavator equipped with a
브레이커가 예압된 상태에서 정상적으로 작동하는 도중, 피파쇄물이 완전히 파쇄되면 치즐(30)이 예압위치("C")에서 하강하여 치즐핀(19)에 걸려 멈출 때까지, 즉 자유위치("D")까지 빠져나오게 되는데, 이때 피스톤(20)이 계속 왕복운동하게 되면, 치즐(30)을 타격하지 못하고 정상적인 타격위치("B")를 지나 공타위치("E")까지 내려오게 된다. 피스톤(20)이 공타위치("E")에 있을 때에는 피스톤 제 1대경부(22)와 제 2대경부(24) 사이의 환상홈(23)이 공타방지포트(80)와 전환포트(62)가 서로 연통되도록 위치하게 되어, 공급라인(46)으로부터 공타방지라인(82), 제 2파 이롯트라인(64)을 거쳐 제 2밸브수압면(54)에 압유가 공급된다. 한편 제 1파이롯트라인(46a)을 통해 상시 고압이 작용되는 제 1밸브수압면(52)은 그 면적이 제 2밸브수압면(54)의 면적보다 작기 때문에, 제 2밸브수압면(54)에 작용하는 힘이 제 1밸브수압면(52)에 작용하는 힘 보다 크게 형성되어 제어밸브(50)는 제 2위치("Y")에 놓이게 되고, 따라서 제 2유압라인(48)이 실린더상실(13a)에 연결되어 피스톤상단수압면(24a)에 고압이 작용하게 된다.During normal operation with the breaker in the preloaded state, if the object is completely broken, the
실린더하실(13b)에는 제 1유압라인(47)을 통해 상시 고압이 작용되고, 피스톤하단수압면(22a)의 면적은 피스톤상단수압면(24a)의 면적보다 작게 구성된다. 따라서, 상기 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")로 전환되어 피스톤하단수압면(22a)과 피스톤상단수압면(24a) 양쪽 모두에 고압이 작용하게 되면 피스톤상단수압면(24a)에 작용하는 힘이 피스톤하단수압면(22a)에 작용하는 힘보다 크게 되어 피스톤(20)은 하향의 힘을 받게 된다. 따라서, 상기 피스톤이 재상승하지 못하게 되어 피스톤의 왕복운동이 정지되므로 공타를 방지할 수 있는 것이다.The high pressure is always applied to the
이러한 공타방지기능이 구비되지 않은 브레이커에서는 피스톤이 공타위치 ("E")에 도달한 이후에도 계속 왕복운동하게 되어 피스톤하단수압면(22a)이 실린더하실(13b)의 아래면을 타격하게 되므로, 피스톤하단수압면(22a)과 실린더하실 (13b) 간의 충돌면에 큰 응력이 발생되어 충돌면과 그 주변에 손상을 일으키게 된다. In the breaker which is not equipped with such an anti-striking function, the piston continues to reciprocate even after reaching the idle position ("E"), so that the piston lower
예를 들면, 공타발생이 지속될 경우, 피스톤과 실린더의 충돌면에 근접한 각각의 원통면에 과도한 응력에 의한 반경방향의 국부적인 소성변형을 유발시키게 된 다. For example, sustained strikes can cause local plastic deformation in the radial direction due to excessive stress on each cylindrical surface proximate the impact surface of the piston and cylinder.
즉, 피스톤의 원통면은 반경이 늘어나고, 실린더의 원통면은 반경이 줄어들어, 결국 습동면의 틈새가 줄어들게 되므로 피스톤의 운동이 원활하지 못하게 되고 심할 경우 피스톤이 실린더에 고착되어 움직일 수 없게 된다. In other words, the cylindrical surface of the piston is increased in radius, the cylindrical surface of the cylinder is reduced in radius, eventually the clearance gap of the sliding surface is reduced because the movement of the piston is not smooth and the piston is stuck to the cylinder can not move.
또한, 충돌면이 손상되어 금속 파편이 발생되면, 이 파편이 유압라인을 따라 브레이커와 굴삭기의 다른 유압부품에 퍼지게 되어 운동부품간의 마모나 소착 등 심각한 문제를 일으키게 되기도 한다. 따라서, 이러한 공타방지장치는 브레이커와 굴삭기의 고장을 방지하여 수명을 연장시키는 역할을 한다.In addition, when the collision surface is damaged and metal fragments are generated, the fragments are spread along the hydraulic line to breakers and other hydraulic components of the excavator, causing serious problems such as wear or seizure between the moving parts. Therefore, the anti-ballout device serves to prevent breakage of the breaker and the excavator to extend the life.
또한, 이러한 공타방지장치는 앞에서 설명한 바와 같이 브레이커 작동 도중에 피파쇄물의 완전 파쇄로 형성되는 공타발생상태 뿐만아니라, 브레이커를 예압하지 않은 채 브레이커 작동을 시작할 때에도 공타방지기능을 하게 된다. 브레이커를 작동하기에 앞서 치즐이 예압되지 않으면 피스톤은 항상 실린더가스실의 가스압력과 피스톤 자중에 의해 최하강위치인 공타위치에 놓이게 된다. In addition, as described above, such an anti-striking device not only has a pitting state formed by complete crushing of the crushed object during the operation of the breaker, but also provides an anti-sitting function when starting the breaker operation without preloading the breaker. If the chisel is not preloaded prior to operating the breaker, the piston will always be in its lowest position due to the gas pressure in the cylinder gas chamber and the piston's own weight.
이 상태에서 브레이커를 작동시키게 되면 앞서 설명한 바와 동일한 작용으로 상기 피스톤을 상승하지 못하도록 함으로써 공타발생을 방지하게 된다.When the breaker is operated in this state, it is possible to prevent the ball from occurring by preventing the piston from being raised by the same action as described above.
다시 말하면, 브레이커가 작동하는 도중이든지 또는 브레이커를 작동하기 전 상태이든지에 관계없이 피스톤이 공타위치에 놓일 때에는 상기 제 2파이롯트라인 (64)과 공타방지라인(82)을 연통시켜 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")에서 제 1위치("X")로 운동하는 것을 제한하거나, 또는 상기 제어밸브가 제 1위치("X")에서 제 2위치("Y")로 운동하게 함으로써 실린더상실(13a)에 고압의 작동유가 공급되게 하 여 상기 피스톤이 상승하지 못하도록 공타방지장치를 구성한 것이다.In other words, regardless of whether the breaker is in operation or before the breaker is in operation, when the piston is in the idle position, the
한편, 이와 같은 종래의 공타방지장치들은 상기 제어밸브를 제 2위치로 전환하여 피스톤에 하향의 힘이 가해지도록 함으로써 피스톤이 상승하지 못하게 하는 방식이므로, 공타발생 후 파쇄작업을 재개하기 위해 브레이커를 예압하고자 할 때, 피스톤이 상승되지 않음으로 인해 치즐을 예압위치로 밀어올릴 수 없게 되어, 결국 작업재개가 힘들어지는 단점이 있다.On the other hand, the conventional anti-ballout device is a way to prevent the piston from rising by applying a downward force to the piston by switching the control valve to the second position, preload the breaker to resume the crushing operation after the ball strike occurs When it is desired, there is a disadvantage that the chisel cannot be pushed up to the preload position due to the piston not being raised, and thus, it is difficult to resume work.
다시 말하면, 상기 공타방지기능이 동작하는 상태에서는 피스톤에 작용하는 하향의 힘이 굴삭기로 치즐을 눌러 피스톤을 밀어올리는 힘보다도 크게 형성되기 때문에 브레이커를 예압할 수 없게 되고, 결국 브레이커를 작동 가능한 상태로 만들 수 없게 되는 것이다.In other words, in the state in which the anti-ballout function is operated, the downward force acting on the piston is larger than the force pushing the chisel into the excavator to push up the piston, so that the breaker cannot be preloaded, and the breaker can be operated. It cannot be made.
또한, 운전자가 브레이커 작동을 정지시키고 나서 브레이커를 예압하고자 하여도 일정 시간 동안은 예압이 어렵게 된다.In addition, even if the driver tries to preload the breaker after stopping the breaker operation, the preload is difficult for a certain time.
그 이유는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이커 작동밸브(94)를 정지위치("S")로 복귀시키더라도 실린더상실(13a)이 폐쇄되어 고압이 계속 유지되기 때문에 피스톤(20)을 타격위치("B")로 상승시킬 수 없고, 그 결과, 제 2파이롯트라인(64)을 드레인라인(74)과 연통시킬 수 없게 되므로, 결국 제 2파이롯트라인(64)도 계속 고압으로 유지되어 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")를 계속 유지하게 된다. The reason is that even when the
따라서, 실린더상실(13a)이 계속 고압으로 유지되어 피스톤을 상승시킬 수 없게 되기 때문이 다. 즉, 브레이커의 공급라인(46)과 연결된 모든 유압라인들이 폐쇄된 상태가 되어 공급된 압유가 흘러나갈 출구가 없게 구성됨으로써 고압의 압 력이 지속되게 되는 것이다.This is because the cylinder
이와 같이 피스톤과 제어밸브가 모두 고정되어 움직이지 못하는 상태에서 브레이커를 재가동하기 위해서는 브레이커 내부에서 발생되는 누유로 인하여 압력이 낮아질 때까지 기다릴 수 밖에 없다. As described above, in order to restart the breaker in a state in which both the piston and the control valve are not moving, there is no choice but to wait until the pressure is lowered due to leakage oil generated inside the breaker.
즉, 전환포트(62)와 드레인포트(72) 사이의 피스톤 습동면이나 제어밸브(50)의 습동면에서 압유의 누설이 발생하여, 그로 인하여 상기의 폐쇄된 유압라인내의 압력이 서서히 낮아지게 되고 제 2밸브수압면(54)과 제 1밸브수압면(52)에 작용하는 유압력의 차이가 제어밸브(50)의 자중보다 작아지게 되면 제어밸브(50)는 다시 제 1위치("X")로 복귀하게 된다. 따라서, 실린더상실(13a)이 저압라인(49)과 연결되어 저압상태가 되면 브레이커를 예압하여 피스톤을 타격위치("B")로 밀어올릴 수 있게 되는 것이다.That is, leakage of the pressurized oil occurs at the piston sliding surface between the switching
한편, 누유 발생에 따라 폐쇄된 유압라인내의 압력이 낮아져서 제어밸브가 자중에 의해 하강할 수 있게 되기까지 걸리는 시간은 브레이커 내부에서 발생되는 누유량에 따라 결정된다. 피스톤과 실린더간의 습동틈새나 제어밸브 내의 습동틈새가 크면 누유량이 많아져 압력이 빨리 떨어지게 되어 제어밸브가 짧은 시간내에 하강하게 되고, 반대로 습동틈새가 작으면 누유량이 적어지게 되어 제어밸브 하강에 긴 시간이 소요된다. 이러한 종래의 공타방지장치를 가진 브레이커에서는 제어밸브의 하강시간이 너무 길어지지 않도록 하기 위해 피스톤과 제어밸브의 습동면 틈새가 공타방지장치를 구비하지 않은 브레이커보다 크게 유지되도록 제작되며, 일반적으로, 브레이커에 압유공급을 중단하고 나서 수초 이내에 제어밸브가 하강하여 브 레이커를 다시 예압할 수 있도록 설계된다.On the other hand, the time it takes for the control valve to be lowered by its own weight due to the pressure in the closed hydraulic line is lowered according to the leakage of oil is determined according to the amount of leakage generated inside the breaker. If the sliding gap between the piston and the cylinder or the sliding valve in the control valve is large, the amount of leakage will increase and the pressure will drop quickly, and the control valve will drop in a short time. On the contrary, if the sliding gap is small, the amount of leakage will decrease. This takes In the conventional breaker with the anti-ballout device, in order to prevent the fall time of the control valve from being too long, the clearance between the sliding surface of the piston and the control valve is maintained to be larger than that of the breaker without the anti-ballout device. The control valve is lowered within a few seconds after stopping the oil supply, and the breaker is preloaded again.
그러나, 이와 같이 브레이커에 일정한 내부 누유를 허용하게 되면 브레이커의 타격성능이 저하된다. 브레이커의 타격성능은 크게 타격력과 타격주파수로 대표되는데, 피스톤의 운동속도를 증가시킬수록 타격력과 타격주파수가 증가되고, 누유량이 적을수록 피스톤의 운동속도가 높아지므로, 결국, 브레이커의 타격성능을 향상시키기 위해서는 브레이커의 내부누유를 최소화시켜야 하는 것이다. However, if the breaker allows constant internal leakage, the blow performance of the breaker is degraded. The breaker's striking performance is largely represented by the striking force and the striking frequency. As the piston's movement speed increases, the striking force and the striking frequency increases, and as the amount of oil leakage decreases, the piston's movement speed increases, eventually improving the breaker's striking performance. In order to do this, the internal leakage of the breaker should be minimized.
따라서, 이러한 예압시의 시간지연 문제를 해결하기 위해 브레이커 내부에서 많은 누유를 허용해야 하는 브레이커에서는 타격효율을 높일 수 없는 단점이 있다.Therefore, in order to solve such a time delay problem during preloading, a breaker that needs to allow a large amount of leakage inside the breaker has a disadvantage in that the blow efficiency cannot be increased.
한편, 터널이나 건물 파쇄작업의 경우, 브레이커를 상향 또는 수평방향으로 하여 작업하는 경우가 많은데, 이와 같이 상향 또는 수평으로 파쇄작업을 하는 도중에 공타방지기능이 동작하게 되면 브레이커 작동을 멈추어도 전술한 바와 같이 제어밸브가 자중에 의해 하강하지 못하게 된다. 따라서, 브레이커를 재가동하기 위해서는 브레이커를 다시 하향파쇄 자세로 바꾸어서 일정시간을 기다려야 하는 불편함이 따르게 된다.On the other hand, in the case of tunnel or building crushing work, the breaker is often operated in the upward or horizontal direction, and if the anti-taking function is activated in the middle of the upward or horizontal crushing work as described above, even if the breaker is stopped, Likewise, the control valve cannot be lowered by its own weight. Therefore, in order to restart the breaker, the inconvenience of having to wait for a predetermined time by changing the breaker back to the broken posture.
이상과 같이, 상술한 종래의 공타방지장치는 피스톤이 공타위치로 이동하면, 실린더상실이 고압상태가 되도록 제어밸브를 전환시킴으로써 피스톤 상승을 방지하도록 구성되므로, 공타방지기능이 동작하면 피스톤과 제어밸브의 운동이 제한됨과 동시에 상호 구속하는 상태가 되어 브레이커의 재작동이 어렵게 된다. As described above, the conventional anti-ballout device described above is configured to prevent the piston from rising by switching the control valve so that the cylinder loss is at a high pressure when the piston moves to the ball-off position. The movement of the brake is restricted and at the same time mutually restrained, it is difficult to restart the breaker.
또한, 이러한 공타방지상태에서 피스톤과 제어밸브를 제어하는 유압시스템이 폐쇄되므로 브레이커 작동 재개시에는 브레이커 작동 정지 후 일정한 시간지연이 따르고, 브레이커를 하향자세로 유지하여야 하는 단점이 있다. 또한, 이와 같은 공타방지기능 작동 후 브레이커 작동 재개시의 불편함을 해소하고자 브레이커 내부 운동부품의 습동틈새에서 많은 누유를 발생시켜 짧은 시간내에 브레이커 재작동이 가능하도록 함으로 인해, 상기 누유에 따른 동력손실로 인하여 브레이커의 타격효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.In addition, since the hydraulic system for controlling the piston and the control valve is closed in such an anti-hit state, when the breaker operation is resumed, there is a disadvantage that a certain time delay is followed after the breaker operation stops, and the breaker is maintained in a downward position. In addition, in order to solve the inconvenience of resuming the breaker operation after the operation of the anti-ballast function, a large amount of oil is generated in the sliding gap of the internal parts of the breaker, so that the breaker can be reactivated in a short time, thereby causing power loss due to the oil leakage. Due to the problem that the blow efficiency of the breaker is lowered.
상기한 종래 문제점을 감안하여 대한민국 특허등록 제510966호가 제안되고 있다. 상기한 대한민국 특허등록 제510966호의 유압브레이커의 공타방지장치는 외부의 유압동력원과 연결되는 공급라인과 리턴라인을 구비하고, 상실과 하실을 갖는 실린더와, 상승위치와 타격위치와 공타위치 사이를 운동하도록 상기 실린더의 내경부에 조립되는 피스톤이 설치된다.In view of the above conventional problems, Korean Patent Registration No. 510966 has been proposed. The anti-ballast device of the hydraulic breaker of the Republic of Korea Patent Registration No. 510966 has a supply line and a return line connected to an external hydraulic power source, a cylinder having a loss and a base, and movement between the rising position and the hitting position and the empty position A piston is installed so as to be assembled to the inner diameter of the cylinder.
상기 피스톤의 아래에 배치되는 치즐이 설치되며 상기 실린더상실을 리턴라인과 연결시키는 제 1위치와 상기 실린더 상실을 공급라인과 연결시키는 제 2위치 사이에서 운동하며 서로 면적이 다른 제 1 및 제 2밸브수압면을 갖는 제어밸브를 가지며, 상기 피스톤은 면적이 서로 다른 하단 및 상단수압면을 가지게 된다.First and second valves having a chisel disposed below the piston and moving between a first position connecting the upper cylinder with a return line and a second position connecting the upper cylinder with a supply line, and having different areas from each other. It has a control valve having a hydraulic pressure surface, the piston has a lower and upper hydraulic pressure surface having a different area.
상기 피스톤의 하단수압면은 실린더하실에 접하여, 실린더상실에 접한 상단수압면보다 작은 면적을 가지며, 상기 피스톤 하단수압면과 제 1밸브수압면은 상시 공급라인과 연결되도록 구성되고, 상기 피스톤은 상기 하단수압면과 상단수압면 사이에 환상홈을 가지며, 상기 실린더 내경부에는 상기 제 2밸브수압면과 연결된 전환포트와, 상기 리턴라인으로 연결된 드레인포트를 구비하는 유압브레이커를 구성한다.The lower pressure receiving surface of the piston is in contact with the cylinder base, has a smaller area than the upper pressure receiving surface in contact with the upper cylinder, the lower piston pressure receiving surface and the first valve pressure surface is configured to be connected to the constant supply line, the piston is the lower end The hydraulic breaker has an annular groove between the pressure receiving surface and the upper pressure receiving surface, and the cylinder inner diameter portion includes a switching port connected to the second valve pressure receiving surface and a drain port connected to the return line.
이때 상기 실린더의 내경부는 상기 공급라인과 공타방지라인에 의해 연결되는 공타방지포트를 구비하고; 상기 공타방지라인에는 통과 유량에 흐름저항을 발생시키는 흐름저항수단을 설치하며; 상기 피스톤이 타격위치에서 공타위치로 운동시, 상기 피스톤의 환상홈이 상기 공타방지포트와 상기 전환포트와 상기 드레인포트를 서로 연통시키도록 구성되고; 상기 흐름저항수단은 상기 브레이커로 유입된 작동유가 공급라인으로부터 리턴라인으로 바이패스될 때, 상기 공급라인의 압력이 상기 제어밸브를 제 1위치로 제한하기 위해 요구되는 최소압력보다는 높고, 상기 피스톤을 상승시키기 위해 요구되는 최소압력보다는 낮게 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.At this time, the inner diameter of the cylinder is provided with an anti-ballout port connected by the supply line and the anti-ballout line; The anti-vibration line is provided with a flow resistance means for generating a flow resistance in the passage flow rate; When the piston moves from the striking position to the empty position, the annular groove of the piston is configured to communicate the anti-ballout port, the switching port and the drain port with each other; The flow resistance means is such that when the hydraulic oil introduced into the breaker is bypassed from the supply line to the return line, the pressure of the supply line is higher than the minimum pressure required to limit the control valve to the first position, and the piston It is characterized in that it is configured to be formed lower than the minimum pressure required to raise.
그러나 상기한 대한민국 특허등록 제510966호는 실린더에 별도의 내부홈 및 홈 가공을 하여 기능 선택을 위해여 오리피스를 삽입설치하고 별도의 공타방지 회로 설치로 구조가 복잡하고, 공타방지 기능을 사용할 때마다 밸브의 방향을 수동으로 절환시켜야 하는 불편한 문제점이 있다.However, the Republic of Korea Patent Registration No. 510966 has a separate internal groove and groove processing in the cylinder to insert the orifice for the function selection and to install a separate anti-circuit circuit, the structure is complicated, every time using the anti-ball function There is an uncomfortable problem of manually switching the direction of the valve.
또한 유압브레이커의 다른 공타방지구조는 일본국 공개특허 특개평12-326261에 기재되어 있는 바와 같이 하우징의 내측에 형성된 실린더에 피스톤이 설치되고 그 하단으로는 치즐이 설치되어 유압에 의해 작동되는 유압브레이커에 있어서, 상기 피스톤의 외주면에 공급 유량이 통과할 수 있는 공타방지홈을 형성하여 치즐이 피파쇄물과 떨어져 복원되었을 시 공급유로와 연결되어 브레이커 내의 전 회로가 무부하상태가 되도록 한 유압브레이커의 공타방지구조가 있다.In addition, the other anti-ballast structure of the hydraulic breaker is a hydraulic breaker which is operated by hydraulic by installing a piston in a cylinder formed inside the housing and a chisel at the bottom thereof as described in JP-A-12-326261. An anti-ballast groove is formed on the outer circumferential surface of the piston to prevent the ball breaker of the hydraulic breaker, which is connected to the supply channel when the chisel is restored apart from the crushed object so that the entire circuit in the breaker is in a no-load state. There is a structure.
이러한 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정상타격위치에서 일정 위치를 벗어나게 되면 실린더에 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 저압이 되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지 한 채 공타방지포트 형성만으로 유로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있는 유압브레이커의 공타방지구조를 제공하는데 있다.The object of the present invention devised in view of such a conventional problem is that when the chisel is spaced from the crushed object and the chisel is moved downward by its own weight, the anti-ballout port formed in the cylinder is opened when the piston is out of a predetermined position from the normal hitting position. As the pressure inside the breaker is low, it prevents the breaker from hitting and connects the flow path only by forming the anti-ballout port while maintaining the existing production method.The structure of the hydraulic breaker has the effect of simple structure and no frictional heat generation. To provide a prevention structure.
이러한 본 발명의 목적은 하우징의 내측에 형성된 실린더에 피스톤이 설치되고 그 하단으로는 치즐이 설치되어 형성된 유압브레이커의 공타방지구조에 있어서, 상기 실린더에는 작동유를 공급하는 공급유로와 피스톤이 설치되는 실린더실을 연결하는 제1공타방지유로와 제2공타방지유로로 이루어진 공타방지포트가 형성되어 피스톤이 정상타격위치보다 일정 위치가 이동되면 피스톤에 형성된 방향전환유로홈에 의하여 고압으로 공급되는 작동유를 드레인시켜 공급유로를 통해 공급되는 작동유의 압력을 저압상태로 전환시켜 브레이커의 타격을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 유압브레이커의 공타방지구조에 의하여 달성된다.The object of the present invention is the anti-ballast structure of the hydraulic breaker formed by the piston is installed in the cylinder formed inside the housing and the chisel is installed at the lower end of the cylinder, the cylinder is provided with a supply passage for supplying hydraulic oil and the piston When the piston is moved to a certain position than the normal hitting position, the anti-vibration port formed of the first and second anti-hit flow passages connecting the seal is formed. It is achieved by the anti-ballast structure of the hydraulic breaker, characterized in that to prevent the blow of the breaker by converting the pressure of the working oil supplied through the supply passage to a low pressure state.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 피스톤의 내측에 공급 유량이 통과할 수 있는 공타방지포트를 형성하여 치즐이 피파쇄물로부터 이격되어 치즐이 자중에 의해 하부로 이동되었을 때 피스톤이 정성타격위치에서 일정 위치를 벗어나게 되면 실린더에 형성된 공타방지포트가 오픈되어 브레이커 내의 압력이 저압이 되므로서 브레이커의 공타를 방지하고, 기존 생산 방식을 그대로 유지 한 채 공타방지유로의 형성만으로 회로를 연결함으로써 구조가 간단하고, 마찰열 발생이 없는 등의 효과가 있다.The present invention having such a structure forms an anti-ballout port through which the supply flow rate can pass through the inside of the piston so that the piston is positioned at a qualitative strike position when the chisel is moved downward from the crushed object by the chisel. When it is out of the hole, the anti-vibration port formed in the cylinder is opened, and the pressure in the breaker becomes low, thereby preventing the breaker from hitting, and simply connecting the circuit with the formation of the anti-vibration flow path while maintaining the existing production method. There is no effect such as friction heat generation.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 유압브레이커의 공타방지구조를 보여주는 단면도이고 도 3은 본 발명의 요부인 공타방지유로의 구조를 보여주는 확대도로써 이에 따르면 본 발명의 유압브레이커의 공타방지구조는 상단부 내측에 가스실(110)이 구비된 백헤드(100)와 피스톤(400)이 설치되는 실린더(200) 및 치즐(500)이 설치되는 프론트헤드(300)를 형성되어 브레이커본체(900)를 구성한다.2 is a cross-sectional view showing an anti-ballast structure of the hydraulic breaker to which the technique of the present invention is applied, and FIG. 3 is an enlarged view showing the structure of an anti-ballast flow passage that is a main part of the present invention. The
상기 실린더(200)의 상단부 일측에 설치된 콘트롤밸브(700)는 실린더실과 연결되어 콘트롤밸브(700)를 상강시키는 밸브상승유로(210)와 콘트롤밸브(700)를 하강시키는 밸브하강유로(220)에 의하여 연결되어 있다.The
한편 상기 실린더(200)에는 작동유를 공급하는 공급유로(240)와 피스톤(400)이 설치되는 실린더실(200a)을 연결하는 제1공타방지유로(290a)와 제2공타방지유로(290b)로 이루어진 공타방지포트(290)가 형성되어 피스톤(400)이 정상타격위치보다 하부로 이동되면 피스톤(400)에 형성된 방향전환유로홈(410)에 의하여 고압으로 공급되는 작동유를 드레인시켜 공급유로(240)를 통해 공급되는 작동유의 압력을 저압상태로 전환시켜 브레이커의 타격을 방지하도록 한 구조이다.On the other hand, the
상기와 같이 구성된 본 발명인 유압브레이커의 공타방지구조의 작동 효과를 설명하면 유압브레이커가 피파쇄물(P)을 파쇄하기 위해서는 피스톤(400)의 상승행정과 피스톤(400)의 하강 행정으로 나누어 볼 수 있다.Referring to the operation effect of the anti-ballout structure of the hydraulic breaker of the present invention configured as described above can be divided into the up stroke of the
첨부도면 도 4a에 도시된 바와 같이 피스톤의 상승행정은 작동유가 공급유로(240)를 통해 실린더(200)의 실린더실(200a) 내로 공급되면 실린더실(200a) 의 하부로 유입된 작동유는 피스톤(400)을 들어올리게 되며 피스톤(400)이 상승을 하면서 피스톤(400)에 형성된 방향전환유로홈(410)의 범위에 위치하는 밸브상승유로(210)를 통해 작동유가 이동되어 콘트롤밸브(700)를 상승시키게 되면 가스실에 충입된 가스는 피스톤(400)에 의해 압축하게 된다.As shown in FIG. 4A, when the hydraulic stroke is supplied into the
상기한 공급유로(240)를 통해 공급되던 작동유에 의해 피스톤(400)과 콘트롤밸브(700)가 상방향으로 이동됨과 동시에 실린더(200) 상부에 충입되어 있던 저압 상태의 작동유는 상기 콘트롤밸브(700)와 실린더실(200a)을 연결하는 연결유로(260)를 통하여 드레인되어 작동유가 빠지게 되며, 이때 공급유로(240)를 통해 유입된 작동유는 피스톤(400)의 상승이동으로 공급유로(240)의 일측과 공타방지포 트(290)가 폐쇄되게 된다.The
이리하여 피스톤(400)이 하강을 시작하는데 피스톤(400)이 타격 지점에 도달하면 콘트롤밸브(700)를 상승시킨 작동유는 밸브상승유로(210)와 밸브하강유로(220)를 통하여 저압 탱크로 유입되어 브레이카의 모든 행정은 초기화시킨다.Thus, when the
상기 피스톤(400)이 상부로 들어 올려지면 하강행정을 하게 되는데 첨부도면 도 4b에 도시된 바와 같이 피스톤(400)이 상승과 동시에 콘트롤밸브(700)가 상승하면 피스톤(400) 상단부분으로 고압이 흘러 아래부분과 마찬가지로 고압이 형성되나, 단면적 차이로 인해 피스톤(400)은 하강한다. 이때 압축된 가스실(110)의 가스가 압축되어 있던 힘도 함께 작용하게 된다. When the
상기 피스톤(400)이 하강하면, 피스톤(400)의 하단부가 저압으로 바뀌어 작동유가 토출되며 동시에 밸브 중간부위도 저압이 되어 다시 콘트롤밸브(700) 상단부의 고압의 힘으로 콘트롤밸브(700)는 내려가게 된다.When the
한편 제2공타방지유로(290b)는 항상 고압의 작동유가 유막을 형성하여 실린더(200)와 피스톤(400) 사이에 유막을 형성하므로 마찰을 방지하여 마찰열의 발생을 방지하게 된다.On the other hand, since the high pressure hydraulic fluid always forms an oil film to form an oil film between the
그러나 피파쇄물이 전부 파쇄되어 치즐(500)이 하부로 이동하거나 또는 브레이커 자체를 순간적으로 들어올렸을 때 치즐(500)이 프론트헤드(300)의 하방으로 이동하게 되는데, 이때 상기 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 정상위치보다 자중에 의하여 피스톤(400)이 더 하부로 떨어지게 된다.However, when all the debris is crushed and the
피스톤(400)이 정상 타격 위치보다 일정한 거리만큼 하강을 하게 되면 공급 유로(240)로 유입된 고압의 작동유가 밸브하강유로(220)에 열결 구성된 제1공타방지유로(290a)를 통하여 저압 탱크로 빠지고 이때 하강시 고압(160kg/cm2 - 180kg/cm2)의 작동유는 중저압(120kg/cm2 - 140kg/cm2)으로 전환이 되면서 장비의 작동 압력까지 중저압으로 전환이되면서 브레이이커 뿐만 아니라 굴삭기 까지도 보호하는 기능이다.When the
이때 본 발명의 특징 중 하나는 피스톤(400)이 일정 위치에 도달하면 공급유로(240)로 유입된 작동유가 밸브상승유로(210)를 통하여 콘트롤밸브(700)를 상승시 키므로 인하여 브레이커는 타격이 되지 않는다.At this time, one of the characteristics of the present invention is because the hydraulic fluid introduced into the
첨부도면 도 5은 본 발명의 피스톤이 조금 하강하였을 때를 보여준다면 첨부도면 도 6은 피스톤이 조금 더 하강을 하였을 때의 작동을 보여주는 단면도로써 종래에는 실린더(200) 하부의 실린더실(200a)과 피스톤(400) 대경부의 하단과 접촉을 하게 되면서 피스톤(400)의 고속 하강시의 공타력이 치즐(500) 및 치즐핀에 충격을 주어 치즐(500), 치즐핀, 프론트헤드(300)의 손상을 일으키게 되지만 본 발명은 제1공타방지유로(290a)와 제2공타방지유로(290b)가 전부 개방되어 작동 압력 및,피스톤(400)의 하강 속도까지 줄여 줌으로, 공타로 발생되는 모든 문제점으로부터 브레이카와 굴삭기를 보호하게 되는 것이다.5 is a cross-sectional view showing the operation when the piston is lowered a little more, when the piston of the present invention is lowered slightly, and the
한편 종래의 브레이커는 작동하기 전에 작동 스위치를 가동시키면 콘트롤밸브(700)가 하강을 하므로 피스톤(400)이 상승을 하고 타격이 되므로 안전상의 문제도 야기되고 있으나, 본 발명은 치즐(500)이 정상적인 타격 위치가 아니면 작동이 되지를 않고, 치즐(500)이 빠져있고 피스톤(400)이 하강이 되어 있는 상태에서 스위치를 작동하여 브레이커를 가동시키려하여도 공급유로(240)를 통해 공급되는 작동유는 콘트롤밸브(700)를 상승시키고 이때 실린더실(200a)에서 나오는 작동유는 공타방지포트(290), 연결통로(260), 밸브하강유로(220), 콘트롤밸브(700)이 설치되어 있는 공간을 통하여 도면상 미도시된 저장탱크로 빠지므로 공타방지가 이루어진다.Meanwhile, in the conventional breaker, when the operation switch is operated before the operation of the breaker, the
도 1은 종래 유압브레이커의 공타방지의 구조를 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of the conventional anti-ballast breaker.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 유압브레이커의 구조를 보여주는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the hydraulic breaker to which the technique of the present invention is applied.
도 3은 본 발명의 요부인 공타방지유로의 구조를 보여주는 확대도.Figure 3 is an enlarged view showing the structure of the anti-ballast flow passage that is the main part of the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 유압브레이커를 이용한 피파쇄물의 파쇄작동을 보여주는 단면도.4A to 4B are cross-sectional views showing the crushing operation of the crushed object using the hydraulic breaker according to the present invention.
도 5는 본 발명인 공타방지의 작동을 보여주는 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing the operation of the inventors anti-ballout.
도 6는 본 발명인 공타방지의 작동을 보여주는 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view showing the operation of the inventors anti-ballout.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※[Description of Reference Numerals]
100 : 백헤드 110 : 가스실100: back head 110: gas chamber
200 : 실린더 200a : 실린더실200:
210 : 밸브상승유로 220 : 밸브하강유로 210: valve upward flow path 220: valve downward flow path
240 : 공급유로 290 : 공타방지포트240: supply passage 290: anti-ballout port
290a : 제1공타방지유로 290b : 제2공타방지유로290a: first
300 : 프론트헤드 400 : 피스톤300: front head 400: piston
410 : 방향전환유로홈 500 : 치즐410: diverting euro groove 500: chisel
700 : 콘트롤밸브 900 : 브레이커본체700: control valve 900: breaker body
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