KR20160009216A - 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커 - Google Patents

3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커

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KR20160009216A
KR20160009216A KR1020140089338A KR20140089338A KR20160009216A KR 20160009216 A KR20160009216 A KR 20160009216A KR 1020140089338 A KR1020140089338 A KR 1020140089338A KR 20140089338 A KR20140089338 A KR 20140089338A KR 20160009216 A KR20160009216 A KR 20160009216A
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대모 엔지니어링 주식회사
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Abstract

본 발명은 치즐이 암반을 파쇄해서 들어가는 길이 즉, 깊이를 감지할 시에 스트로크의 기능을 롱 스트로크(Long Stroke), 미들 스트로크(Middle Stroke), 또는 쇼트 스트로크(Short Stroke)로 세분화함으로써, 공타시 반사되는 타격에너지를 저하시킬 수 있는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커에 관한 것으로, 실린더(201)와; 상기 실린더(201) 내에 수용되어 내부에서 축방향으로 왕복운동하고, 인가된 압력이 복귀 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제1 피스톤 면(202a)과, 인가된 압력이 작동 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제2 피스톤 면(202b) 및, 상기 제1 피스톤 면(202a)과 제2 피스톤 면(202b) 사이에 위치되는 원주홈(203)을 구비한 피스톤(202)과; 상기 실린더(201)에 연결된 출구를 통하여 작동 압력을 제공하기 위한 압력도관(212)과; 상기 실린더(201)에 연결된 출구를 통하여 압력을 감압하기 위한 감압복귀 도관(217)과; 제어 플런저(209a)가 내부에 위치되고, 상기 제어 플런저(209a)를 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 작은 제어 플런저면(209b) 및, 상기 제어 플런저(209a)를 작동 스트로크 위치 및 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 큰 제어 플런저면(209c)을 구비한 제어밸브(209); 및 상기 제어 밸브(209)와 연결되고, 스트로크 플런저(209a)가 내부에 위치되며, 제1 예비제어 재설정도관(220)에 의해 제1 예비제어 도관(221)을 통해 실린더(201)에 연결되는 큰 스트로크 플런저 면(219b)과, 제2 예비제어 재설정도관(222)에 의해 제2 예비제어 도관(223)을 통해 실린더(201)에 연결되는 작은 스트로크 플런저 면(219c)과, 상기 피스톤(202)을 롱 스트로크로 작동시키기 위한 롱 스트로크 도관(213)과, 상기 피스톤(202)을 미들 스트로크로 작동시키기 위한 미들 스트로크 도관(224)과, 상기 피스톤(202)을 쇼트 스트로크로 작동시키기 위한 쇼트 스트로크 도관(216)과, 상기 압력 도관(212)에 연결되어 압력을 가하기 위한 예비제어 압력 도관(225)을 구비한 스트로크 밸브(219), 및 상기 스트로크 밸브(219)의 밸브의 위치를 변환하기 위한 스프링(228)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커{3 STEP VARIABLE AUTO STROKE HYDRAULIC BREAKER}
본 발명은 스트로크 거리가 자동으로 변하는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치즐이 암반을 파쇄해서 들어가는 길이 즉, 깊이를 감지할 시에 스트로크의 기능을 롱 스트로크(Long Stroke), 미들 스트로크(Middle Stroke, S1), 또는 쇼트 스트로크(Short Stroke, S2)로 세분화함으로써, 공타시 반사되는 타격에너지를 저하시킬 수 있는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커에 관한 것이다.
일반적으로, 암반을 파쇄하기 위해서는 유압브레이커가 사용된다. 상기 유압브레이커는 분배 밸브에 의해 제어되는 왕복운동식 피스톤과 실린더 보어를 가진 하우징 및 축압기를 포함하며, 상기 유압브레이커가 작동하는 동안 상기 축압기는 유압브레이커가 유체 캐비티와 압력 구배에 의해 손상되는 것으로부터 보호하고 유압브레이커의 성능을 증가시키기 위해 예비-하중(pre-load) 압력까지 예비 가압되며, 피스톤에 의한 타격을 치즐로 전달함으로써, 피스톤의 운동에너지에 의해 치즐팁이 암반을 파쇄한다.
이러한 유압브레이커는 파쇄할 재질이 약한 암반의 경우 파쇄하고 남은 에너지는 유압브레이커 부품에 가해진다.
따라서, 인가된 운동 에너지가 파쇄에 필요한 에너지보다 큰 공정은 바람직하지 않은데, 이는 파쇄하고 남은 에너지에 의해 유압브레이커에 높은 응력이 생기기 때문이다. 그러므로, 모든 동작 조건에 대한 운동 에너지의 신속한 변화 적용은 유압브레이커의 수명을 연장시킴과 동시에 최적의 재료 파쇄를 위한 중요한 조건이다.
그런데, 종래의 유압브레이커는 공급된 유압의 압력이 축압기의 예비
-하중 압력보다 높거나 동일한 수준에 도달하기 전에 구동되거나 유압 공급압력이 축압기 내부의 예비-하중 압력 아래로 강하된 후에도 계속해서 작동한다. 즉, 축압기는 원하는 대로 작동할 수 없고, 즉 원하지 않는 압력 구배를 흡수할 수 없고 유압 유체 내의 캐비티를 방지할 수 없으며 해머 피스톤의 작동 스트로크 중에 유체 유동을 증가시킬 수 없다. 따라서, 상기 충격 메커니즘의 특정 부분들에 손상을 입을 수 있는 심각한 위험이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 한국 등록특허 제 10-1285062 호이다.
상기 선행특허는 실린더 보어(11)를 가진 하우징(10), 전방 작동 챔버(23) 및 후방 작동 챔버(18), 전방 작동 챔버(23)에 연속적으로 연결된 유압식 유체 공급 통로(26) 및 후방 작동 챔버(18)에 연결된 드레인통로(33), 해머 블로(blow)를 하우징(10)에 결부된 작동 기구(14)로 운반하기 위하여 실린더 보어(11) 내에서 왕복적으로 안내된 해머 피스톤(12), 특정 압력 수준으로 예비-하중된 축압기(27) 및 해머 피스톤(12)을 왕복 운동시키기 위하여, 후방 작동 챔버(18)를 드레인 통로(33)와 공급 통로(26)에 교대로 연결한 분배 밸브(30)를 포함함으로써, 연속 밸브(34)가 후방 작동 챔버(18) 내의 압력을 특정 수준으로 유지하기 위하여 드레인 통로(33)에서 제공되며, 전방 방향으로 가해진 힘은 축압기(27)의 예비-하중된 압력 수준 미만의 압력 하에서, 공급 통로(26)의 실린더 보어(11) 내에서 피스톤(12)이 후방으로 이동되는 것을 방지하여 공타에 따른 타격에너지를 저하시킨다.
그러나, 선행특허는 공타에 따른 반사된 타격에너지를 저하시키기에는 여전히 미흡하다는 문제가 있다.
1. 한국 등록특허 제 10-1285062 호 "유압식 충격 메커니즘" (등록일자 : 2013. 07. 04.)
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 스트로크 거리가 자동으로 가변하는 3단 가변 자동 스트로크로 작동되어 암반의 특성에 따라 치즐의 파쇄작업이 3가지 종류의 스트로크로 전환작동되는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커는 실린더와; 상기 실린더 내에 수용되어 내부에서 축방향으로 왕복운동하고, 인가된 압력이 복귀 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제1 피스톤 면과, 인가된 압력이 작동 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제2 피스톤 면 및, 상기 제1 피스톤 면과 제2 피스톤 면 사이에 위치되는 원주홈을 구비한 피스톤과; 상기 실린더에 연결된 출구를 통하여 작동 압력을 제공하기 위한 압력도관과; 상기 실린더에 연결된 출구를 통하여 압력을 감압하기 위한 감압복귀 도관과; 제어 플런저가 내부에 위치되고, 상기 제어 플런저를 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 작은 제어 플런저면 및, 상기 제어 플런저를 작동 스트로크 위치 및 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 큰 제어 플런저면을 구비한 제어밸브; 및 상기 제어 밸브와 연결되고, 스트로크 플런저가 내부에 위치되며, 제1 예비제어 재설정도관에 의해 제1 예비제어 도관을 통해 실린더에 연결되는 큰 스트로크 플런저 면과, 제2 예비제어 재설정도관에 의해 제2 예비제어 도관을 통해 실린더에 연결되는 작은 스트로크 플런저 면과, 상기 피스톤을 롱 스트로크로 작동시키기 위한 롱 스트로크 도관과, 상기 피스톤을 미들 스트로크로 작동시키기 위한 미들 스트로크 도관과, 상기 피스톤을 쇼트 스트로크로 작동시키기 위한 쇼트 스트로크 도관과, 상기 압력 도관에 연결되어 압력을 가하기 위한 예비제어 압력 도관을 구비한 스트로크 밸브, 및 상기 스트로크 밸브의 밸브의 위치를 변환하기 위한 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커는 암반의 특성에 따라 치즐의 파쇄작업이 3가지 종류의 스트로크로 전환작동되기에, 스트로크의 길이 범위가 넓어져 작업효율이 향상된다는 이점이 있다.
또한, 공타시 스트로크를 짧게 함에 따라 남은 타격에너지를 저하시키기에 유압브레이커의 수명이 연장된다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 유압식 충격 매커니즘을 도식적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 평상시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도.
도 3은 롱 스트로크 시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도.
도 4는 미들 스트로크 시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도.
도 5는 쇼트 스트로크시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커를 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.
도 2는 본 발명에 따른 평상시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도이며, 도 3은 롱 스트로크 시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도이며, 도 4는 미들 스트로크 시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도이며, 도 5는 쇼트 스트로크시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘 도시도이다.
평상시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘(도 2 참조)
본 발명에 따른 평상시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커(200)는 실린더(201)와, 상기 실린더(201) 내에 수용되어 내부에서 축방향으로 왕복운동하는 피스톤(202)을 구비한다. 상기 피스톤(202)은 원주홈(203)에 의해 서로 분리된 후방 안내부 및 전방 안내부(204, 205)를 구비한다. 상기 원주홈(203)의 외측으로 향하는 제1 및 제2 피스톤 면(202a, 202b)은 각각 후방 및 전방 실린더 챔버부(206, 207)를 한정한다. 여기서 제1 피스톤 면(202a)의 면적이 제2 피스톤 면(202b)의 면적보다 작은 면적을 갖는다. 또한, 전방 스트로크의 방향으로의 피스톤(202)의 동작은 굵은 화살표로 지시된 바와 같다.
상기 실린더(201)의 외부에 위치하고, 상기 피스톤(202)의 말단에는 치즐(208)과 같은 작동기구가 장착되는데, 정상 동작이 행해지면 즉, 치즐(208)이 분쇄할 암반에 침투하지 않으면, 상기 피스톤(202)은 통상적인 충격 위치를 취하고 있다.
상기 피스톤(202)의 동작 전환용 제어 장치는 제어 밸브(209) 내에서 움직일 수 있는 제어 플런저(209a)를 포함한다. 상기 제어 플런저(209a)는 작은 제어 플런저 면(209b)과 큰 제어 플런저 면(209c)을 구비하는데, 상기 작은 제어 플런저 면(209b)은 재설정 도관(210)에 의해 작동 압력에 연속적으로 노출된다. 상기 작동 압력은 유압 펌프(211)에 의해 발생된다. 상기 재설정 도관(210)과 연통된 압력 도관(212)에 의해 제1 피스톤 면(202a)도 연속적으로 작동 압력에 노출된다. 압력 도관(212)의 출구(212a)는 항상 전방 실린더 챔버부(207) 내에 위치하도록 상기 실린더(201)에 대하여 배치된다.
상기 제어 플런저(209a)의 큰 제어 플런저 면(209c)은 정상 동작 상태에서 출구(213a)가 원주 홈(203)을 통하여 롱 스트로크 도관(213)에 의해 실린더(201)에 연결된다.
상기 제어밸브(209)는 한편으로는 제어 도관(214)에 의해 압력 도관(212)에 연결되고 다른 한편으로는 복귀 도관(215)을 통해 탱크(216)에 연결되는데, 상기 복귀 도관(215)에 연결되고 출구(217a)가 원주홈(203)을 통하여 감압 복귀도관(217)에 의해 실린더(201)에 연결된다. 따라서, 상기 감압 복귀도관(217)의 출구(217a) 및 롱 스트로크 도관(213)의 출구(213a)는 원주 홈(203)의 축방향 길이보다 작은 거리만큼 서로 떨어져서 위치한다.
또한 상기 제어 밸브(209)는 교대압력 도관(218)에 의해 후방 실린더 챔버부(206)에 연결된다. 제2 피스톤 면(202b)은 교대압력 도관(218)에 의해 후방 실린더 챔버부(206)에 공급될 수 있는 작동 압력에 노출되도록 되어 있다.
상기 제어 밸브(209)는 두 개의 밸브 위치를 취할 수 있다. 즉, 제2 피스톤 면(202b)이 교대압력 도관(218) 및 복귀 도관(215)을 통해 감압되는 복귀 스트로크 위치(하측)와 후방 실린더 챔버부(206)가 압력 도관(212), 상기 압력 도관(212)에 연결된 제어 도관(214) 및 교대압력 도관(218)에 의해 작동 압력이 가해지는 작동 스트로크 위치(상측)를 취할 수 있다. 이런 동작 상태의 결과로서, 피스톤(202)은 제1 피스톤 면(202a)에 가해지는 재설정 힘에 대항하여 굵은 화살표의 방향으로 작동 스트로크를 실행시킨다.
한편으로, 본 발명에 따른 유압브레이커(200)는 롱 스트로크의 위치, 미들 스트로크의 위치, 쇼트 스트로크 위치를 취할 수 있는 스트로크 밸브(219)를 포함한다.
상기 스트로크 밸브(219)는 상기 스트로크 밸브(219) 내에서 움직일 수 있는 스트로크 플런저(219a)를 포함한다. 상기 스트로크 플런저(219a)는 큰 스트로크 플런저 면(219b)과 작은 스트로크 플런저 면(219c)을 구비한다.
상기 스트로크 밸브(219)의 위치는 상기 큰 스트로크 플런저 면(219b)과 작은 스트로크 플런저 면(219c)에 인가되는 압력에 의해 결정된다. 상기 큰 스트로크 플런저 면(219b)은 제1 예비제어 재설정도관(220)에 의해 제1 예비제어 도관(221)을 통해 실린더(201)에 연결된다. 상기 제1 예비제어 도관(221)의 출구(221a)는 작동 스트로크의 방향(굵은 화살표)에서 보아서 롱 스트로크 도관(213)의 출구(213a)의 뒤에 위치한다. 상기 제1 예비제어 도관(221)은 제1 예비제어 분기 도관(221b)에 의해 스트로크 밸브(219)의 출력측에 연결된다.
상기 스트로크 플런저(219a)의 작은 스트로크 플런저 면(219c)은 제2 예비제어 재설정도관(222)에 의해 제2 예비제어 도관(223)을 통해 실린더(201)에 연결된다. 상기 제2 예비제어 도관(223)의 출구(223a)는 작동 스트로크의 방향(굵은 화살표)에서 보아서 미들 스트로크 도관(224)의 출구(224a)의 뒤에 위치한다. 상기 제2 예비제어 도관(223)은 제2 예비제어 분기 도관(223b)에 의해 스트로크 밸브(219)의 출력측에 연결된다.
상기 스트로크 플런저(219a)는 예비제어 압력 도관(225)을 통해 압력 도관(212)에 연결된다. 따라서, 상기 스트로크 플런저(219a)는 작동 압력에 연속적으로 노출되며 상기 스트로크 밸브(219)는 상기 스트로크 플런저(219a)에 가해진 재설정 압력의 영향으로 개방위치를 취하려고 한다.
상기 스트로크 밸브(219)의 입력 측에는 한편으로는 출구(224a)를 갖는 미들 스트로크 도관(224)와 출구(226a)를 갖는 쇼트 스트로크 도관(226)에 의해 실린더(201)에 각기 연결되며, 다른 한편으로는 예비제어 압력 도관(225)을 통해 압력 도관(212)에 연결된다. 상기 쇼트 스트로크 도관(226)의 출구(226a)는 작동 스트로크의 방향(굵은 화살표)에서 보아서 제2 예비제어 도관(223)의 출구(223a)의 뒤에 위치한다.
상기 스트로크 밸브(219)의 출력 측에는 한편으로는 제1 및 제2 예비제어 분기 도관(221b, 223b)에 의해 제1 및 제2 예비제어 도관(221, 223)에 연결되며, 다른 한편으로는 추가의 도관(227)에 의해 제어 밸브(209)용 롱 스트로크 도관(213)에 연결된다.
유압브레이커의 초기 상태에는 제1 예비제어 재설정 도관(220)과 제2 예비제어 재설정 도관(222)에 압력이 가해지지 않기 때문에 스트로크 밸브(219) 양측의 스프링(228)의 탄성력에 의해 스트로크 밸브(219)가 중간위치에(제2 위치) 있게 된다(도 2의 상태). 즉, 쇼트 스트로크 도관(226)의 열림 상태로 인해서 쇼트 스트로크 작업으로 시작을 하게 된다.
롱 스트로크시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘(도 3 참조)
치즐(208)이 분쇄할 암반 속으로 침투하지 않은 경우에는 하기의 동작 공정이 일어난다.
스트로크 밸브(219)가 중립 위치(제2위치)의 상태로 인해 피스톤(202)이 쇼트 스트로크까지 상승시 쇼트 스트로크 도관(226)과 스트로크 밸브(219)를 통해서 제어밸브(209)의 큰 제어 플런저 면(209c)를 가압하게 되어 제어 밸브(209)가 변환이 되고(밸브 열림), 스트로크 밸브(219)의 제1 예비제어 분기도관(221b)과 제2 예비제어 분기도관(223b)을 통해서 큰 스트로크 플러저면(219b)과 작은 스트로크 플런저면(219c)으로 가압해주게 된다. 그런데 가압 면적의 차이에 의해서 스트로크 밸브(219)가 폐쇄 위치로 오게 된다.
제어 밸브(209)가 작동 스트로크 위치로 전환된 후, 피스톤(202)의 동작이 작동 스트로크의 방향(굵은 화살표)으로 시작된다. 이때, 스트로크 밸브(219)는 도시된 폐쇄 위치를 취하며, 압력 도관(212)에 연결된 예비제어 압력도관(225)에 의해 가해진 압력에 의해 상기 폐쇄 위치가 유지된다.
여기서, 피스톤(202)이 치즐(208)에 충돌할 때, 롱스트로크 도관(213)이 원주 홈(203) 및 감압복귀 도관(217)을 통해 감압되고, 그 결과 제어 밸브(209)의 제어 플런저(209a)가 작은 제어 플런저 면(209b)에서 발생되는 복귀력의 영향하에서 복귀 스트로크 위치로 전환되어 상기 피스톤(203)의 복귀 스트로크를 개시한다.
이 경우, 피스톤(202)은 상기 치즐(208)과 부딪히는 치즐(208)의 상단면과 이격되지 않으므로 제1 예비제어 도관(221)의 출구(221a)는 전방안내부(205)에 의해 폐쇄된 상태를 유지한다. 피스톤(202)은 감압복귀 도관(217)이 출구(217a)를 통하여 전방 실린더 챔버부(207)를 통해서 압력 도관(212)에 연결되어 있는 동안 복귀 스트로크를 실행한다. 따라서, 큰 제어 플런저면(209C)에는 작동 압력이 인가되고 이에 따라서 제어 플런저(209a)가 작동 스트로크 위치 속으로 이동되고, 여기서 후방 실린더 챔버부(206)를 제어 도관(214)을 통해 압력 도관(212)에 연결하며 따라서 새로운 작동 스트로크를 개시한다. 이때, 롱 스트로크 위치의 방향으로 설정력이 발생되며, 미들 스트로크 위치 및 쇼트 스트로크 위치의 방향으로는 차단된다. 따라서, 본 발명에 따른 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘은 롱 스트로크의 상태이다.
미들 스트로크시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘(도 4 참조)
치즐(208)이 분쇄할 암반속으로 침투한 경우에는 하기의 동작 공정이 일어난다.
제어 밸브(209)를 작동 스트로크 위치로 전환하고 스트로크 밸브(219)를 폐쇄 위치로 전환한 후, 피스톤(202)은 먼저 작동 스트로크를 실행한다. 이런 작동 스트로크의 실행중에 치즐(208)이 분쇄할 암반 속으로 침투한다면, 피스톤(202)은 정상 충격면을 떠나서 치즐(208)을 따라가며 진행된 위치를 취한다. 이런 이동의 결과로서, 전방 안내부(205)에 의해 폐쇄된 제1 예비제어 도관(221)의 출구(221a)가 개방되고 원주홈(203) 및 감압복귀 도관(217)을 통해 형성된 유압 접속에 의해 감압된다. 따라서, 스트로크 밸브(219)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치(도 4의 상태)로 전환되고, 이에 따라서 미들 스트로크 도관(224)이 추가의 도관(227)에 연결되고 상기 추가의 도관(227)이 롱 스트로크 도관(213), 원주홈(203) 및 감압복귀도관(217)을 통해 감압된다. 이런 감압에 의해 제어 밸브(209)도 복귀 스트로크 위치로 전환되고 이에 따라 피스톤(202)이 복귀 스트로크를 실행한다. 이때, 미들 스트로크 도관(224)의 출구(224a)가 개방되어 전방 실린더 챔버부(207)를 통해 압력 도관(212)에 연결된다. 따라서 추가의 도관(227)에 연결된 제어 밸브(209)에도 가압이 됨에 따라 밸브가 전환되어 최대 가능 스트로크에 도달하기 전에 미들 스트로크 위치에서 작동 스트로크 위치로 전환되고 작동 스트로크가 개시된다. 또한 작동 압력에 노출된 미들 스트로크 도관(224)에 연결된 제1 예비제어 분기 도관(221b), 제1 예비제어 도관(221)을 통해서 큰 스트로크 플런저면(219b)이 압력에 노출된다. 또한 스트로크 밸브(219)에 연결된 예비제어 압력 도관(225)을 통해서 작은 스트로크 플런저면(219c)도 압력에 노출된다. 그런데 큰 스트로크 플런저면(219b)이 작은 스트로크 플런저면(219c) 보다 유압면적이 크기 때문에 스트로크 밸브(219)는 폐쇄위치(제1 위치)로 다시 변환된다.
따라서 피스톤(202)의 치즐(208)에 대한 각각의 타격시에 분쇄할 암반의 특성이나 거동에 응답할 수 있게 한다. 치즐(208)이 분쇄할 암반 속으로 침투하는 경우, 피스톤은 개개의 스트라이크 에너지가 낮도록 미들 스트로크만을 실행한다. 치즐(208)이 분쇄할 암반속으로 침투하지 않은 경우, 그에 따른 최대의 개별 스트라이크 에너지로 롱 스트로크가 실행된다.
쇼트 스트로크시의 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커의 유압식 충격 매커니즘(도 5 참조)
치즐(208)이 암반 속으로 깊숙이 침투한 경우에는 하기의 동작 공정이 일어난다.
제어 밸브(209)를 작동 스트로크 위치로 전환하고 스트로크 밸브(219)를 폐쇄 위치로 전환한 후, 피스톤(202)은 먼저 작동 스트로크를 실행한다. 이런 작동 스트로크의 실행중에 치즐(208)이 분쇄할 암반 속으로 깊숙이 침투한다면, 피스톤(202)은 정상 충격면을 떠나서 치즐(208)을 따라가며 진행된 위치를 취한다. 이런 이동의 결과로서, 전방 안내부(205)에 의해 폐쇄된 제1 예비제어 도관(221)의 출구(221a)가 개방되고 또한, 제2 예비제어 도관(223)의 출구(223a)도 개방되어, 원주홈(203) 및 감압복귀 도관(217)을 통해 형성된 유압 접속에 의해 감압된다. 따라서, 스트로크 밸브(219)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치(제2 위치)로 전환되고, 이에 따라서 쇼트 스트로크 도관(226)이 추가의 도관(227)에 연결되고 상기 추가의 도관(227)이 롱 스트로크 도관(213), 원주홈(203) 및 감압복귀도관(217)을 통해 감압된다. 이런 감압에 의해 제어 밸브(209)도 복귀 스트로크 위치로 전환되고 이에 따라 피스톤(202)이 복귀 스트로크를 실행한다. 이때, 쇼트 스트로크 도관(226)의 출구 (226a)가 개방되어 전방 실린더 챔버부(207)를 통해 압력 도관(212)에 연결된다. 따라서 작동 압력에 노출된 쇼트 스트로크 도관(226)에 의해 제1 예비제어 분기 도관(221b), 제1 예비제어 도관(221), 제2 예비제어 분기 도관(223b), 제2 예비제어 도관(223), 추가의 도관(227) 및 롱 스트로크 도관(213)이 스트로크 밸브(219)를 통하여 압력에 노출되고 그 결과로서 제어 밸브(209)는 피스톤(202)이 미들 스트로크에 도달하기 전에 작동 스트로크 위치로 전환되고 작동 스트로크가 개시된다. 동시에 스트로크 밸브(219)의 큰 스트로크 플런저 면(219b)이 작은 스트로크 플런저 면(219c)에 가해진 복귀력에 대항하여 도시된 폐쇄위치로 움직이게 된다.
따라서 피스톤(202)의 치즐(208)에 대한 각각의 타격시에 분쇄할 암반의 침투 깊이에 응답할 수 있게 한다. 즉, 치즐(208)이 분쇄할 암반 속으로 깊숙이 침투하는 경우, 피스톤은 개개의 스트라이크 에너지가 낮도록 쇼트 스트로크만을 실행한다. 치즐(208)이 분쇄할 암반속으로 침투하지 않은 경우, 그에 따른 최대의 개별 스트라이크 에너지로 롱 스트로크가 실행된다. 또한, 치즐(208)이 분쇄할 암반속으로 침투한 경우, 그에 따른 최대의 개별 스트라이크 에너지로 미들 스트로크가 실행된다.
여기서, 도면부호 228은 스프링으로, 상기 스트로크 밸브(219)의 큰 스트로크 플런저 면(219b)과 작은 스트로크 플런저 면(219c)에 각각 설치되어 유압 변화에 따른 기계적 재설정 기능을 부여한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커는 암반의 특성에 따라 치즐의 파쇄작업이 3가지 종류의 스트로크로 전환작동되기에, 스트로크의 길이 범위가 넓어져 작업효율이 향상된다. 또한, 공타시 스트로크를 짧게함에 따라 반사된 타격에너지를 저하시키기에 유압브레이커의 수명이 연장된다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
201: 실린더 202: 피스톤
202a: 제1 피스톤 면 202b: 제2 피스톤 면
203: 원주홈 204: 후방안내부
205: 전방안내부 206: 후방실린더
207: 전방실린더 208: 치즐
209: 제어밸브 209a: 제어 플런저
209b: 작은 제어 플런저 면 209c: 큰 제어 플런저 면
210: 재설정 도관 211: 유압펌프
212: 압력 도관 212a: 압력 도관 출구
213: 롱 스트로크 도관 213a: 롱 스트로크 도관 출구
214: 제어 도관 215: 복귀 도관
216: 탱크 217: 감압복귀 도관
217a: 감압복귀 도관 출구 218: 교대압력 도관
219: 스트로크 밸브 219a: 스트로크 플런저
219b: 큰 스트로크 플런저 면 219c: 작은 스트로크 플런저 면
220: 제1 예비제어 재설정 도관 221: 제1 예비제어 도관
221a: 제1 예비제어 도관 출구 221b: 제1 예비제어 분기도관
222: 제2 예비제어 재설정 도관 223: 제2 예비제어 도관
223a: 제2 예비제어 도관 출구 223b: 제2 예비제어 분기도관
224: 미들 스트로크 도관 224a: 미들 스트로크 도관 출구
225: 예비제어 압력 도관 226: 쇼트 스트로크 도관
226a: 쇼트 스트로크 도관 출구 227: 추가의 도관
228: 스프링

Claims (3)

  1. 실린더(201)와;
    상기 실린더(201) 내에 수용되어 내부에서 축방향으로 왕복운동하고, 인가된 압력이 복귀 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제1 피스톤 면(202a)과, 인가된 압력이 작동 스트로크 방향으로 작용하도록 배향된 제2 피스톤 면(202b) 및, 상기 제1 피스톤 면(202a)과 제2 피스톤 면(202b) 사이에 위치되는 원주홈(203)을 구비한 피스톤(202)과;
    상기 실린더(201)에 연결된 출구를 통하여 작동 압력을 제공하기 위한 압력도관(212)과;
    상기 실린더(201)에 연결된 출구를 통하여 압력을 감압하기 위한 감압복귀 도관(217)과;
    제어 플런저(209a)가 내부에 위치되고, 상기 제어 플런저(209a)를 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 작은 제어 플런저면(209b) 및, 상기 제어 플런저(209a)를 작동 스트로크 위치 및 복귀 스트로크 위치로 보내기 위한 큰 제어 플런저면(209c)을 구비한 제어밸브(209)와;
    상기 제어 밸브(209)와 연결되고, 스트로크 플런저(209a)가 내부에 위치되며, 제1 예비제어 재설정도관(220)에 의해 제1 예비제어 도관(221)을 통해 실린더(201)에 연결되는 큰 스트로크 플런저 면(219b)과, 제2 예비제어 재설정도관(222)에 의해 제2 예비제어 도관(223)을 통해 실린더(201)에 연결되는 작은 스트로크 플런저 면(219c)과, 상기 피스톤(202)을 롱 스트로크로 작동시키기 위한 롱 스트로크 도관(213)과, 상기 피스톤(202)을 미들 스트로크로 작동시키기 위한 미들 스트로크 도관(224)과, 상기 피스톤(202)을 쇼트 스트로크로 작동시키기 위한 쇼트 스트로크 도관(216) 및, 상기 압력 도관(212)에 연결되어 압력을 가하기 위한 예비제어 압력 도관(225)을 구비한 스트로크 밸브(219); 및
    상기 스트로크 밸브(219)의 밸브의 위치를 변환하기 위한 스프링(228)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스트로크 밸브(219)는 제어밸브(209)와 실린더(201) 사이에 위치하고, 상기 스트로크 밸브(219)의 위치는 상기 큰 스트로크 플런저 면(219b)과 작은 스트로크 플런저 면(219c)에 인가되는 압력에 의해 결정되며, 상기 피스톤(202)의 위치를 감지하여 상기 피스톤(202)을 롱 스트로크, 미들 스트로크, 쇼트 스트로크로 구분하여 타격하게 하는 것을 특징으로 하는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 감압 복귀도관(217)의 출구(217a), 상기 롱 스트로크 도관(213)의 출구(213a), 상기 미들 스트로크 도관(224)의 출구(224a), 상기 쇼트 스트로크 도관(226)의 출구(226a)는 피스톤(202)의 전방 스트로크의 방향에서 보아서, 상기 감압 복귀도관(217)의 출구(217a) 뒤에 롱 스트로크 도관(213)의 출구(213a)가 위치되며, 상기 롱 스트로크 도관(213)의 출구(213a) 뒤에 미들 스트로크 도관(224)의 출구(224a)가 위치되며, 상기 미들 스트로크 도관(224)의 출구(224a) 뒤에 쇼트 스트로크 도관(226)의 출구(226a)가 상기 실린더(201) 속으로 연결되게 형성된 것을 특징으로 하는 3단 가변 자동 스트로크 유압 브레이커.
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