KR20180003043U - 폐쇄장치 - Google Patents

Abstract

변속기(2, 18)로 장치 (1)를 닫을 때 구동기구가 손상되고 과부하시 하우징이 파손될 수 있다. 따라서, 효과적인 과부하 보호를 형성하기 위해, 본 발명은 과부하의 경우에, 바람직하게는 변속기 (2, 18) 내에서 가능한 한 구동기구에 근접하여 폐쇄 장치 (1)의 구동기구를 차단하도록 제안한다. 변속기 (2)는 바람직하게는 자동 - 잠금 디자인인 구동 기구가 형성된다. 비틀림 모멘트의 형태로 존재할 수 있는 과부하의 경우, 소정의 파괴점(breakpoint)(4)을 파괴하여 구동 기구로부터 밸브 또는 차단 건물로의 동력 흐름을 차단한다. 따라서, 추가적인 결과적인 손상, 특히 하우징 파손이 효과적으로 방지 될 수있다.

Description

폐쇄장치{Closing device}

본 고안은 하우징 내에 배치되는 기어를 포함하는 폐쇄 장치에 관한 것이다.

그러한 폐쇄 장치는 공지되어 있으며, 통상적으로 산업용 피팅(industrial fittings) 또는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에 조절 가능한 차단 구조물을 조절하기 위해 사용된다. (파트턴(part-turn)) 기어로서 단일단 또는 다단식 웜 기어가 주로 사용되고, 종종 전방 기어로서의 단일단 또는 다단식 기어(예: 스퍼기어, 유성 기어 또는 베벨기어)와 연계하여 사용되며, 이러한 기어는 통상적으로 모터의 입력 샤프트에 의해(예컨대 전동식 또는 유압식) 또는 조작자의 수동 조작용 휠(hand wheel)을 이용하여 구동된다. 또한, 열리고 닫히는 차단 구조물에서 이와 같은 폐쇄 장치가 사용될 수 있고, 사용된다. 비한정적 견지로 설명되는 특별한 적용 경우로서 제방(dike) 및 차단 구조물을 위한 리프트 설비, 예컨대 안전장치와 같은 유체역학 장치 분야의 설비, 예컨대 제방, 수문 등과 같은 치수(flood control) 설비 및 로드(rod)에 의해 작동되는 리프트 기어가 있으며, 다른 적용 경우로서 기어가 자가 잠김(self-locking)이 되고 및/또는 적어도 일 측에서 한정되는 조절 경로를 이동하는 경우도 있다.

또한, 피팅 또는 차단 구조물의 피벗 동작을 위해 스토퍼들이 형성되어, 개방- 또는 폐쇄 위치를 벗어나 조절되는 것을 방지하는 것이 통상적인데, 해당 위치를 벗어나면 피팅 또는 차단 구조물의 손상을 야기할 수 있기 때문이다.

그러나 그러한 스토퍼의 사용 시, 정지력 작용으로 인하여 스토퍼를 수용하는 부품에서 과부하가 발생하고, 이는 가장 나쁜 경우 하우징 파손을 일으킬 수 있다. 한편, 하우징 파손은 반드시 방지해야 하는데, 하우징 파손 시 우선 고정되어 있지 않은 부품들이 이탈하고 두 번째로 유해 성분이 배출되며 세 번째로 피팅 또는 차단 구조물의 기능, 특히 기어의 자가 잠김 기능이 상실될 수 있기 때문이다.

이제까지, 피벗 동작 가능성을 제한하는 스토퍼를 하우징의 외부에서 별도의 회로에 배치함으로써, 정지력이 기어의 하우징 내에 도입되지 않게 하여 하우징 파손 위험을 줄이는 것은 통상적으로 있었다. 하지만, 그러한 배치는 다수의 적용 사례에서 최적이지 않다.

요약하자면 본 고안의 기초를 이루는 과제는 폐쇄 장치에서, 특히 폐쇄 장치의 기어의 영역 내에서 하우징 파손 위험을 방지하여 높은 구동 안전성을 보장하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 고안에 따르면 폐쇄 장치에서 제1항의 특징들이 제공된다. 특히 본 고안에 따르면, 이러한 과제를 해결하기 위해, 서두에 언급한 종류의 폐쇄 장치에서, 기어를 포함하는 폐쇄 장치의 파워 트레인 내에 참조 파괴점(reference breaking point)이 형성되는 것이 제안된다. 바람직하게는, 폐쇄 장치는 피팅 폐쇄 장치 또는 차단 구조물 폐쇄 장치로서 형성된다. 차단 구조물은 인공적으로 형성된 구조물의 댐 설비 등의 일부로서, 대부분 수로, 채널, 개방되어 있거나 주변환경에 대해 폐쇄되지 않은 유체 이송 시스템의 경로 내에 설치되어, 저수지를 형성하거나 유체 이송 스트림을 제어하는 것으로 공지되어 있다. 본원에서 주안을 두는 차단 구조물은 폐쇄 장치에 의해 작동 가능한 제어부를 포함하여, 관류를 제어한다. 피팅은 예컨대 파이프 라인 등에서 일반적으로 주변환경에 대해 폐쇄된 도관 시스템으로서 물질 스트림의 변경 또는 차단을 위해 기능하는 부재로서 특징지어질 수 있다.

본 고안에 따르는 그러한 폐쇄 장치는 물론 예컨대 밸브와 같은 피팅, 또는 차단 구조물과 종동측에서 결합될 수 있어서, 제 기능을 완전히 수행하는 폐쇄 장치를 구현하는 것은 자명하다.

참조 파괴점을 형성함으로써, 참조 파괴점을 통과하여 파워 트레인을 따라 폐쇄 장치의 기어 안으로 도입될 수 있는 힘이 제한된다. 참조 파괴점의 적합한 치수 결정에 의해, 파워 트레인을 따라 최대로 전달 가능한 이러한 힘은 바로, 기어, 특히 부속한 하우징을 지탱하는 제2 힘 보다 작은 정도로 선택될 수 있다. 따라서 본 고안은, 피팅의 피벗 동작 또는 차단구조물의 (이동식 부품)의 피벗 동작을 제한하는 제한 스토퍼를 바람직하게는 기어의 하우징 내부에 배치할 수 있어서, 기어의 구성이 콤팩트하게 이루어지며, 이때 하우징 파손 위험이 줄어들거나 완전히 제거된다. 그러므로 본 고안에 따르면 폐쇄 장치가 적어도 하나의 제한 스토퍼를 포함하는 것이 고려될 수 있다.

이 부분에서, 본 고안은 기어의 차단(blockade) 시에도, 이러한 차단이 스토퍼에 도달하는 것으로 발생하는 것이 아니라 예컨대 기어에 의해 조절 가능한 밸브와 같은 조절 부재의 차단에 의해 이루어질 때에도 그 이점이 발휘된다는 것을 언급해 두겠다. 왜냐하면, 이 경우에도, 본 고안에 따른 참조 파괴점은, 그러한 차단이 발생할 때 힘의 흐름 및 이로 인한 기어의 부하가 중단되도록 하기 때문이다. 따라서 본 고안에 따른 폐쇄 장치에서 서두에 언급한 바와 같은 스토퍼가 형성될 수 있긴 하나; 본 고안의 기술적 이용을 위해 이와 같은 스토퍼가 반드시 필요한 것은 아니다.

제1항의 특징들을 포함하는 본 고안에 따른 폐쇄 장치는 안전하게 구동될 수 있는데, 하우징 부분들에서 제한 스토퍼가 발생시키는 과부하의 발생이 효과적으로 방지되기 때문이다. 제한 스토퍼는 최대 구동 모멘트의 초과 시 파괴되어 기어의 하우징을 손상시킬 수 있는 힘의 도입을 효과적으로 중단시키는 안전 장치로서 역할을 한다. 이로써, 본 고안에 따른 폐쇄 장치의 형성으로, 간단한 방식으로 효과적인 과부하 보호 장치가 마련된다.

본 고안에 따르면, 과제는 종속항들의 다른 유리한 실시예들에 의하여 해결될 수 있다.

예컨대, 본 고안의 바람직한 실시예에서, 폐쇄 장치의 기어는 자가 잠김 방식으로 형성되는 것이 고려된다. 자가 잠김 기어의 사용은 유리할 수 있는데, 이 경우 파워 트레인의 중단 시에도 과부하일 때 참조 파괴점의 파손 경우에 피팅 또는 차단 구조물이 자동으로 조절되지 않는 것이 보장될 수 있기 때문이다. 반면, 비-자가 잠김 기어의 사용 시, 다수의 적용 경우에서 폐쇄 장치는 추가적 장치를 구비하여, 파워 트레인의 중단 경우에 피팅 또는 차단 구조물이 제 위치에 고정될 수 있게 해야 할 것이다.

본 고안에 따르면, 참조 파괴점은 파워 트레인 내에서 자가 잠김 기어 쪽으로 구동측에 배치되는 것이 매우 유리하다. 왜냐하면, 이 경우 기어는 자가 잠김으로 인하여 참조 파괴점의 파손 경우에도 피팅 또는 차단 구조물의 자동 조절이 효과적으로 억제될 수 있다.

"구동측" 개념과 관련하여, 자가 잠김 기어는 피팅의 측면으로부터 또는 차단 구조물로부터 구동될 수 없음을 밝혀둔다. 따라서 구동측이란, 파워 트레인을 따라, 기어 내부의 폐쇄 위치와 관련하여, 통상적으로 폐쇄 장치의 전기적 및/또는 수동 구동부의 측면에 있는 위치로 이해할 수 있다. 그러므로 자가 잠김 기어의 사용 시 참조 파괴점은 바람직하게는 구동부와 파워 트레인 내 기어의 폐쇄 위치 사이에 배치된다.

이하에 설명되는 모멘트는, 참조 파괴점에 작용하는 힘, 또는 파워 트레인 안으로, 그리고 조절 구동부의 기어 안으로 도입되는 힘과 항상 연관되는 모멘트를 의미한다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 참조 파괴점은 비틀림 파괴점(torsion breaking point)의 형태로 형성될 수 있다. 비틀림 파괴점의 파괴 모멘트는, 기어, 특히 부속 하우징이 견디는 구동 모멘트보다 작게 선택될 수 있다. 예컨대 파괴 모멘트는 작동 모멘트의 수 배에 달할 수 있다. 파괴 모멘트로서 본원에서 예컨대 기어의 입력단에 작용하는 모멘트 또는 참조 파괴점에 직접 작용하는 모멘트가 간주될 수 있으며, 이러한 모멘트에서 참조 파괴점의 파손 또는 약화가 발생한다.

이러한 실시예에서, 한편으로 과부하에 대한 전술한 안전성이 달성될 수 있고, 다른 한편으로 비틀림 파괴점에 의해 전달될 수 있는 최대 구동 모멘트의 정의 시 높은 정확도가 달성될 수 있다는 이점이 있다. 예컨대 비틀림 파괴점은 균질한 물질에서 직경 및 라운딩 형상의 선택에 의해 매우 정확하게 정의될 수 있고, 이는 더 정확히 설명될 것이다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 참조 파괴점은 특히, 이러한 파괴점의 파괴 모멘트가 작동 모멘트의 수 배, 바람직하게는 적어도 1.5배, 매우 바람직하게는 적어도 2배이도록 치수 결정될 수 있다. 작동 모멘트로서 본원에서 예컨대 정상 구동 시 통상적으로 참조 파괴점에서 발생하는 최대 모멘트로 간주될 수 있다. 이러한 형성 방식에 의해, 참조 파괴점은 과부하 시 확실하게 파괴되나, 이미 정상 구동 시 파괴되지 않는다.

본 고안에 따르면, 바람직하게는 기어의 하우징 내부에 적어도 하나의 제한 스토퍼가 형성될 수 있고, 제한 스토퍼는 파워 트레인 내에서의 동작, 특히 피팅 또는 차단 구조물의 파워 트레인 내에서의 동작을 제한한다. 제한 스토퍼의 위치에서 힘 도입으로 인한 하우징의 손상을 방지하기 위해, 본 고안의 실시예에서, 참조 파괴점은 참조 파괴점을 넘어 파워 트레인을 따라 적어도 하나의 제한 스토퍼까지 전달될 수 있는 최대 힘이 하우징을 지탱하는 제2 힘보다 작도록 설계되되, 이러한 제2 힘이 적어도 하나의 제한 스토퍼의 위치에 작용할 때 그러한 것이 고려된다.

본 고안의 매우 바람직한 실시예에서, 참조 파괴점은 파워 트레인의 부분에 형성되되, 기어 또는 전방 기어와 풀림 가능하게 결합된 부분에 형성되는 것이 고려된다. 이러한 실시예에 의해, 참조 파괴점을 지지하는 부분은 이러한 참조 파괴점의 파손 후 매우 간단하게 관련 기어로부터 제거될 수 있고, 이는 폐쇄 장치의 수리 비용을 낮춘다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 참조 파괴점은 기어 또는 전방 기어의 샤프트에 및/또는 이러한 샤프트 내에 형성되는 것이 고려될 수 있다. 이러한 실시예는, 샤프트들이 파손 경우에 통상적으로 기어의 다른 부분들보다 덜 틸팅되거나 전혀 그렇지 않기 때문에 바람직하다. 따라서, 참조 파괴점의 파손 경우 차단 부분들로 인한 기어의 후속 피해가 방지될 수 있다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 본 고안에 따른 참조 파괴점은, 이러한 파괴점이 횡단면 테이퍼링(tapering)의 형태로 형성될 때 매우 간단하게 구현될 수 있다. 따라서, 공지된 부품들의 사용 시 잘 정의된 참조 파괴점을 획득할 수 있음을 밝혀둔다. 왜냐하면, 이러한 부품 횡단면의 테이퍼링에 의해 참조 파괴점은 샤프트뿐만 아니라 기어의 기타 이동식 부분 또는 고정식 부분에서 구현될 수 있기 때문이다.

일반적으로, 본 고안에 따르면, 횡단면 테이퍼링은 더 큰 직경 또는 횡단면 부분으로 이행하는 부분에서 이행 반경을 포함할 때 유리하다. 그러한 이행 반경은 적어도 0.3 mm, 바람직하게는 적어도 0.5 mm, 더욱 바람직하게는 적어도 1.0 mm일 수 있다. 이행 반경에 의해 예리한 모서리가 방지되는데, 이러한 예리한 모서리에서는 기계적 응력 및 이로 인하여 야기되는 미세 균열이 발생할 수 있고, 이는 참조 파괴점의 파괴 모멘트의 예기치 않은 변화를 야기할 수 있다. 바꾸어 말하면, 설명한 이행 반경이 제공됨으로써, 참조 파괴점은 높은 지속 강도를 갖게 될 수 있다. 구체적 적용예에서 지속 강도가 중요하지 않거나 근소한 중요도만을 가질 때, 이행 반경은 매우 작게 선택될 수 있거나 이행 반경이 없게 형성될 수 있다; 반면, 구동 사이클 수가 많고 참조 파괴점의 지속 강도 요건이 높은 적용예에서, 이행 반경은 크게, 즉 특히 전술한 값으로 형성되는 것이 유리하다.

본 고안의 특정한 실시예에 따르면, 횡단면 테이퍼링은 천공부(puncture)의 형태로 형성될 수 있다. 이때 바람직하게는, 천공부는 횡단면을 360°의 각도 범위에 걸쳐 약화시킨다. 천공부가 예컨대 샤프트에 제공되면, 예컨대 환형(ring shaped)의 밀링 리세스(milled recess)로서 제공되면, 본 고안에 따르면, 천공부의 깊이가 이러한 샤프트 직경의 적어도 10%에 달하는 것이 유리하다. 이와 같은 실시예에 의해, 샤프트가 정확하게 천공부의 위치에서 파손되고, 이보다 앞 또는 뒤의 영역에서 파손되지 않는 것이 보장될 수 있다. 따라서, 파손이 보다 양호하게 제어되고, 파워 트레인, 특히 기어에서의 후속 피해가 방지될 수 있다.

본 고안에 따르는 다른 바람직한 실시예에서, 횡단면 테이퍼링이 천공부로 형성될 때 천공부 저부와 천공부 측벽 사이의 이행 부분에 이행 반경이 형성되는 것이 고려된다. 이미 전술한 바와 같이, 이를 통해 참조 파괴점의 지속 강도에 유해하게 영향을 미칠 수 있는 기계적 응력 피크가 방지된다.

천공부로 형성되는 횡단면 테이퍼링은 본 고안에 따르면 전면 라운딩으로서 또는 직사각형 홈으로 형성될 수 있다. 본 고안에 따르면, 원형 형상이 바람직한데, 이는 응력 피크를 방지하는 데 도움이 되기 때문이다. 이는, 소정의 파괴 모멘트를 얻기에 유리하다. 그러나 본 고안에 따르면, 샤프트 또는 기어의 기타 이동식 부분 또는 고정식 부분의 횡단면 테이퍼링에 의해 참조 파괴점을 정의하기 위해 숄더(shoulder) 또는 그루브가 사용될 수 있다.

전술한 홈에 대한 대안예로서, 본 고안의 다른 실시예에서, 횡단면 테이퍼링은 적어도 하나의 보어로 형성되는 것이 고려된다. 물론, 보어는 예컨대 기어 부분의 횡단면을 통상적으로 제한된 각도 범위 내에서만 약화시키는데, 이는 그러나 참조 파괴점을 정의하는데 충분할 수 있다. 본 고안에 따르면, 보어는 예컨대 직경을 따라 연장될 수 있거나, 이러한 보어가 물질 제거에 의해 기어 부분의 횡단면 약화 및 이로 인한 참조 파괴점을 야기하는 한 다른 방식으로 연장될 수 있다.

참조 파괴점 형성을 위해 원하는 물질 약화를 발생시키기 위해, 대안적 또는 보완적으로, 본 고안에 따르는 횡단면 테이퍼링은 예컨대 안쪽에서부터의 천공에 의하여 중공 샤프트에, 즉 내측에서 중공 샤프트에 형성될 수 있다. 따라서 블라인드홀, 펀칭 등이 본 고안에 따르는 횡단면 테이퍼링으로서 형성될 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예에서, 참조 파괴점은 기어 또는 전방 기어의 입력 샤프트에 형성되는 것이 고려된다. 바꾸어 말하면, 이러한 실시예는, 입력 샤프트를 제외하고 기어의 모든 다른 부분들이 참조 파괴점 뒤에, 구동 방향으로부터 볼 때, 즉 조절 구동부의 모터로부터 볼 때 뒤에 배치되는 것을 제안한다. 이로써, 이러한 다른 부분들의 손상이 효과적으로 방지될 수 있다. 예컨대 조절 구동부의 모터에 의한 과부하 결과로서, 참조 파괴점의 파손 경우에, 오로지 입력 샤프트만 교환하면 된다; 반면, 기어의 모든 다른 부분들은 손상 없이 유지되고, 계속 사용될 수 있다. 이러한 실시예에 의해, 즉 과부하로 인하여 기어에서 나타날 수 있는 손상이 처음부터 최소화된다.

과부하에 대한 참조 파괴점의 응답을 가급적 정확하게 확정하기 위해, 본 고안의 다른 실시예에 따르면, 참조 파괴점이 형성되는 기어 부분이 적어도 서포트(support)에 의해, 바람직하게는 적어도 2개의 서포트에 의해 고정되는 것이 유리하다. 이러한 서포트는 반드시 필요한 것은 아니다; 그러나 이는 특히 참조 파괴점을 포함하는 기어 부분의 반경방향 및/또는 축방향 고정을 달성하기 위해 유용할 수 있다. 이로써, 기어부분은 참조 파괴점의 파손 후 기어 내에서 제 위치에 유지되는 것이 보장될 수 있다.

본 고안에 따르는 서포트는 예컨대 이미, 유성 휠들과 같은 기어 부분들에 의해 달성될 수 있으며, 이러한 기어 부분들은 참조 파괴점을 포함하는 기어 부분과 맞물려 있다. 본 고안에 따르는 서포트는 별도의 베어링으로/별도의 베어링들로 형성될 수 있다. 일반적으로 서포트의 형성 시, 한편으로 횡방향 힘 및 굽힘 모멘트가 흡수될 수 있고, 다른 한편으로 참조 파괴점의 파손 후 참조 파괴점을 지지하는 부분이 제 위치에 유지될 수 있어서, 특히 틸팅이 방지될 수 있다는 이점이 있다. 이로써 서포트는 예컨대, 구동부가 수동 조작 휠로 형성되고, 이러한 휠이 참조 파괴점을 포함하는 입력 샤프트에 횡방향 힘 및 굽힘 모멘트를 전달할 때 유리할 수 있다.

본 고안에 따르는 서포트가 형성되면, 서포트 또는 서포트들은 참조 파괴점과 관련하여 구동측에 배치되는 것이 바람직하다. 참조 파괴점이 예컨대 기어의 샤프트에 형성되면, 이러한 실시예에 의해 이 샤프트에 작용하는 굽힘 모멘트는 서포트들에 의해, 특히 베어링들에 의해 포집될 수 있다. 결과적으로, 오로지 비틀림 모멘트만이 참조 파괴점의 파손을 야기한다. 이러한 비틀림 모멘트는 예컨대 모터 또는 수동 조작 휠에 의해 샤프트에 인가된다. 그러므로 참조 파괴점의 굽힘 모멘트의 정의 시, 더 높은 정확도가 달성될 수 있는데, 참조 파괴점에 미치는 기생 모멘트(parasitical moment)의 영향이 제한되기 때문이다.

특정한 적용예에서, 기어에서 구동측에 추가 전방 기어, 예컨대 다단 유성 기어가 앞에 연결되어, 예컨대 높은 조절력을 생성하는 것이 유리할 수 있다. 본 고안에 따르면, 그러한 경우, 기어의 입력 샤프트가 아니라 기어단들 사이에 배치되는 기어부분, 예컨대 기어와 전방 기어 사이에 연결되는 중간 피니언 또는 기어단들 사이에 배치되는 중간 샤프트가 물질 약화부분을 포함하고, 이러한 물질 약화 부분이 참조 파괴점 역할을 하는 것이 유용하다. 이는 구동 시 가급적 횡방향 힘이 참조 파괴점에 발생하지 않아서, 참조 파괴점이 원하는 비틀림 부하 시에만 파손된다는 이점이 있다. 그러므로 과부하 보호는 정확하게 정의되어 지켜질 수 있다.

바꾸어 말하면, 본 고안에 따르는 다른 실시예에서, 참조 파괴점은 기어단들 사이에 배치되는 기어부분에, 특히 중간 피니언 또는 중간 샤프트에 형성되고, 이러한 중간 피니언은 제1 기어단과 제2 기어단 사이에서 폐쇄 장치를 연결하는 것이 고려된다. 이러한 해결안에서, 참조 파괴점의 파손 경우에 오로지 중간 피니언만 또는 중간 샤프트만이 교환되어야 한다는 이점이 있으며, 중간 피니언/중간 샤프트는 통상적으로 양쪽의 기어단들의 교점에 위치한다; 한편, 이러한 양쪽의 기어단들, 예컨대 기어와 전방 기어 및 특히 이들의 하우징은 과부하로 인한 손상으로부터 보호된다.

참조 파괴점을 지지하는 기어부분의 교환을 용이하게 하기 위해, 본 고안의 다른 실시예에 따르면, 참조 파괴점은 기어의 이동식 부분에 형성되는 것이 유리한데, 이러한 이동식 부분은 기어의 다른 부분들과 맞물려 있고, 장착 방향과 반대 방향으로 기어로부터 제거될 수 있다. 이때 물론, 그러한 제거는 특히 참조 파괴점의 파손 후에 가능한 것이 유리하다. 그러므로 이러한 참조 파괴점을 지지하는 기어부분의 용이한 교체 가능성이 기어의 기능 저하 없이 종합적으로 가능하게 된다.

이제 본 고안은 실시예들을 참조로 하여 더 상세히 설명되나 이러한 실시예들에 한정되지 않는다.
다른 실시예들은 개개의 청구항 또는 복수의 청구항의 특징들의 상호 조합에 의해 및/또는 각각의 실시예의 개개의 또는 복수의 특징들과의 조합에 의해 도출된다. 특히 본 고안의 형성 방식은 바람직한 실시예를 상세한 설명, 청구항 및 도면과 연관하여 이하에서 설명함으로써 알 수 있다.
도면은 다음과 같다:
도 1은 본 고안에 따르는 폐쇄 장치의 부분 단면을 도시하는 상면도로, 웜-파트턴 기어, 및 전방 기어로서의 2단 유성 기어를 포함하고, 본 고안에 따르는 참조 파괴점은 중간 피니언으로 기능하는 전방 기어의 태양 휠에 형성되어 있다.
도 2는 본 고안에 따르는 다른 폐쇄 장치의 상세도로, 전방 기어로서의 단일단 유성 기어를 포함하고, 참조 파괴점은 입력 샤프트에 형성되어 있다.

본 고안의 다양한 실시형태에 관한 이하의 설명에서, 기능이 일치하는 부재는 형태 또는 형상이 상이할지라도 동일한 참조 번호로 표시된다.

도 1은 전체적으로 참조번호 1로 표시되는 본 고안에 따르는 폐쇄 장치로서, 예컨대 피팅-폐쇄 장치를 도시한다. 이러한 폐쇄 장치는 자가 잠김 기어(2)를 포함하고, 자기 잠김 기어는 하우징(3) 내에 배치된다. 기어(2)는 피벗 스토퍼(15)를 포함하는 파트턴 기어의 형태로서 형성되고, 웜 휠(7)을 포함하는 웜 기어로 형성되며, 이러한 웜 휠은 피팅 또는 폐쇄 장치(1)의 차단 구조물의 이동식 부분을 피봇팅시킨다. 웜 휠(7)은 웜 샤프트(8, 9)에 의해 구동된다. 웜 샤프트(8, 9)는 중공 웜(8)으로 형성되고, 중공 웜은 회전 안정적으로 캐리어 샤프트(9) 상에 취부되어 있다. 본 고안에 따르는 다른 실시예에서, 웜 샤프트는 일체형으로 형성될 수 있다.

기어(2)의 입력 샤프트를 형성하는 캐리어 샤프트(9)는 전방 기어(18)로서 역할하는 2단 유성 기어(18)의 일부인 유성 휠 캐리어(10)에 의해 구동된다. 전방 기어(18)는 각각 유성 휠 볼트들(22)에 의해 유성 휠 캐리어(10)와 연결되는 유성 휠들(11), 고정 중공 휠(12), 하우징 리드(14), 구동측 유성단의 태양 휠로 기능하는 구동측 입력 샤프트(5), 및 유성 기어의 제1 단 및 제2 단 사이에서 중간 피니언으로서 연결되는 추가 태양 휠을 포함한다. 중간 피니언(13)은 제1 기어단의 유성 휠 캐리어(10)와 비틀림 안정적으로 연결되고, 제2 기어단의 유성 휠들(11)과 맞물리므로, 전방 기어(18) 또는 폐쇄 장치(1)의 제1 및 제2 기어단 사이가 종합적으로 연결된다.

도 1에 도시된 폐쇄 장치(1)의 파워 트레인은 웜 기어(2) 및 2단 유성 기어(18)를 포함한다. 입력 샤프트(5)에 의해, 예컨대 전기 구동부를 이용하여 또는 수동 구동 장치에 의해, 구동 모멘트가 전방 기어(18) 내에 도입될 수 있고, 이러한 모멘트는 폐쇄 장치(1)의 고유 파트턴 기어(2)에 전달되며, 이때 토크 변화가 일어난다.

웜 샤프트(8, 9)가 구동되면, 웜 휠(7)은 이에 상응하여 회전하고, 이때 폐쇄 너트들(lock nuts) 및 이에 상응하는 조절 스크류들을 이용하여 기어(2)의 하우징(3) 내부에 스토퍼들(15)이 형성된다. 이러한 스토퍼들(15)은 웜 휠(7)의 회전을 제한하고, 제어되는 피팅 또는 제어되는 차단 구조물의 피벗 동작을 제한한다. 웜 휠(7)이 스토퍼(15)에 부딪히나, 파워 트레인에 의해 연결된 구동부에 의해 계속 구동되면, 스토퍼(15)를 통하여 하우징(3) 안으로 힘이 도입된다. 이러한 힘을, 하우징(3)을 위해 안전 기술적으로 비임계적인 수준으로 제한하는 것이 본 고안의 과제이다.

이러한 과제는 도 1이 명확하게 도시하는 바와 같이, 파워 트레인 내에, 즉 중간 피니언(13)에 참조 파괴점(4)이 형성됨으로써 해결된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 참조 파괴점(4)은 비틀림 파괴점(4)으로 형성된다: 입력 샤프트(5)에 작용하는 특정한 구동 모멘트가 초과되면, 중간 피니언(13)은 중간 피니언(13)에 형성되는 횡단면 테이퍼링(6)에 의해 정의되는 평면 내에서 파손된다. 비틀림 파괴점(4)이 파손되기 시작하는 파손 모멘트는, 통상적으로 구동 시 연결된 피팅의 조절 또는 연결된 차단 구조물의 조절을 위해 참조 파괴점(4)의 위치에서 요구되는 구동 모멘트보다 수 배만큼 더 크게 선택될 수 있다.

도 1에 도시된 본 고안에 따르는 횡단면 테이퍼링(6)은 홈 형상의 천공부 형태로 형성되고, 이러한 천공부는 원통형 중간 피니언(13)(도 1에서 단면이 도시되어 있음)의 전체 둘레를 따라 연장된다. 유성 기어의 제2 기어단을 위한 태양 휠로서 역할하는 중간 피니언(13) 자체는 치형부를 이용하여 전방 기어(18)의 유성 휠들(11)과 풀림 가능하게 결합된다. 따라서 특히 매우 간단하게 장착 방향과 반대 방향으로 전방 기어(18)로부터 제거될 수 있다.

도 2는 본 고안에 따르는 파워 트레인 내 참조 파괴점(4)의 다른 실시예를 도시하는데, 정확히는 본 고안에 따르는 폐쇄 장치(1)의, 다시 예컨대 피팅 폐쇄 장치의 전방 기어(18)에 위치한 참조 파괴점(4)을 도시한다. 도 2에는 이러한 전방 기어(18)의 횡단면 도면이 도시되어 있으며, 정확히는 도 1의 전방 기어(18)와 유사하게 사용될 수 있는 단일단 유성 기어의 횡단면의 일부분이 도시되어 있다.

도 2의 전방 기어(18)는 원주형 횡단면 테이퍼링(6)이 형성되는 입력 샤프트(5)(단면 미도시)를 포함하고, 이러한 횡단면 테이퍼링의 평면은 비틀림 참조 파괴점(4)을 정의한다. 따라서 입력 샤프트(5)는 참조 파괴점(4)이 형성된 기어부분이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 참조 파괴점(4)은 구동측에서 파우 트레인 내 기어(2)쪽으로 형성된다. 따라서 구동부는 참조 파괴점이 형성된 기어 부분에 직접적으로 작용한다. 본 고안에 따르면, 그러한 실시예는 원칙적으로 유리한데, 이를 통해 기어(2, 18)의 나머지 부분들의 손상이 효과적으로 방지될 수 있기 때문이다.

도 2의 전방 기어(18)의 입력 샤프트(5)는 2개의 서포트(17)에 의해 고정되며, 이러한 서포트는 베어링 형태로 형성되고, 서포트들은 참조 파괴점(4)과 관련하여 구동측에 배치된다. 이러한 서포트들(17)은 특히 횡방향 힘을 흡수할 수 있는데, 그러한 횡방향 힘이 입력 샤프트(5)에 작용할 때 그러하다(예컨대 수동 조작 휠을 이용하여 입력 샤프트(5)의 작동 시). 따라서 참조 파괴점(4)의 원하지 않는 (횡방향-) 부하는 방지된다.

도 2에서, 횡방향 테이퍼링(6)이 전면 라운딩으로 형성되어 있음을 양호하게 인식할 수 있다. 천공부로도 간주될 수 있는 전면 라운딩은 입력 샤프트(5)의 외부 직경으로부터 라운딩 저부, 즉 천공부 저부(19) 까지 측정되는 깊이가 입력 샤프트(5)의 직경의 약 20%이다. 본 고안에 따르면, 참조 파괴점(4)의 위치에서 횡단면의 추가적 약화는 예컨대 반경방향 보어에 의해 달성될 수 있다.

또한, 도 2는 본 고안에 따르는 다른 실시예를 도시하며, 즉 입력 샤프트(5)의 앞 및 뒤에 배치되는 부분으로 가는 천공부의 이행 부분이 라운딩 처리되어 있다: 천공부 저부(19)와 각각의 천공부 측벽(20) 사이의 이행 부분들에서 각각 이행 반경(21)이 형성된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 이러한 이행 반경(21)은 바로 전면 라운딩의 반경에 상응한다. 본 고안에 따르는 횡단면 테이퍼링(4)의 대안적인 실시예는 예컨대 보다 넓은 천공부에 의해 주어질 수 있는데, 이러한 천공부는 샤프트(5)의 종축에 대해 평행하게 연장되는 평편한 천공부 저부(19)를 포함하고, 각각 천공부(20)의 측벽들과 천공부 저부(19) 사이에 형성되는 이행 반경들(21)을 포함한다. 이와 같은 이행 반경들의 형성은, 참조 파괴점의 지속 강도를 낮출 수 있는 응력 피크를 방지하는 데 유리하다.

도시된 폐쇄 장치(1)는 각각 차단 구조물의 이동식 부분과 연결될 수 있어서, 차단 구조물-폐쇄 장치를 형성하는 것은 자명하다.

요약하자면, 폐쇄 장치(1), 특히 피팅 또는 차단 구조물의 폐쇄 장치에서 기어(2, 18)를 이용하여 파워 트레인의 과부하 시 기어의 손상 및 이로 인하여 하우징 파손이 야기될 수 있다. 효과적인 과부하 보호를 형성하기 위해, 본 고안은, 과부하 경우에 폐쇄 장치(1)의 파워 트레인을 중단시키되, 바람직하게는 기어(2, 18) 내부에서 그리고 구동부에 근접하여 파워 트레인 내에 참조 파괴점(4)을 형성하여 중단시키는 것을 제안하고, 이때 기어(2)는 바람직하게는 자가 잠김 방식으로 형성되어야 한다. 특히 비틀림 모멘트의 형태로 존재할 수 있는 과부하 경우에, 참조 파괴점(4)이 파손되고, 따라서 구동부로부터 연결된 피팅 또는 연결된 조절 가능한 차단 구조물로 힘의 흐름을 중단시킨다. 따라서 추가적인 후속 피해, 특히 하우징 파손이 효과적으로 방지될 수 있다.

1 폐쇄 장치 2 파트턴 기어
3 하우징 4 참조 파괴점
5 입력 샤프트 6 횡단면 테이퍼링
7 웜 휠 8 중공 웜
9 캐리어 샤프트 10 유성 휠 캐리어
11 유성 휠 12 중공 휠
13 중간 피니언 14 하우징 리드
15 스토퍼 16 폐쇄 너트
17 서포트 18 전방 기어
19 천공부 저부 20 천공부 측벽
21 이행 반경 22 유성 휠 볼트

Claims (12)

1. 폐쇄 장치(1), 특히 피팅 폐쇄 장치 또는 차단 구조물 폐쇄 장치로서, 하우징(3) 내에 배치되는 기어(2)를 포함하는 폐쇄 장치(1)에 있어서,
   상기 하우징(2)을 포함하는 폐쇄 장치(1)의 파워 트레인 내에 참조 파괴점(4)이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기어(2)는 자가 잠김 방식으로 형성되고, 특히 상기 참조 파괴점(4)은 파워 트레인 내에서 기어(2) 쪽으로 구동측에 배치되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 참조 파괴점(4)은 비틀림 파괴점(4)의 형태로 형성되고, 특히 상기 비틀림 파괴점(4)의 파손 모멘트는 작동 모멘트의 수 배, 바람직하게는 적어도 1.5배, 더욱 바람직하게는 적어도 2배인 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징(3) 내부에 적어도 하나의 제한 스토퍼(15)가 형성되고, 상기 제안 스토퍼는 파워 트레인 내에서의 동작, 특히 피팅 또는 차단 구조물의 파워 트레인 내에서의 동작을 제한하고, 특히 상기 참조 파괴점(4)은, 상기 참조 파괴점(4)을 넘어서 상기 파워 트레인을 따라 상기 적어도 하나의 제한 스토퍼(15)까지 전달될 수 있는 최대 힘이 상기 하우징(3)을 지탱하는 제2 힘보다 작게 설계되되, 이러한 제2 힘이 상기 적어도 하나의 제한 스토퍼(15)의 위치에 작용할 때 그러하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 참조 파괴점(4)은 기어(2) 또는 전방 기어(18)와 풀림 가능하게 결합되는 파워 트레인의 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 참조 파괴점(4)은 상기 기어(2) 또는 전방 기어(18)의 샤프트(5) 내에 및/또는 샤프트(5)에 횡단면 테이퍼링(6)의 형태로 형성되고, 특히 상기 횡단면 테이퍼링(6)은 더 큰 직경 또는 횡단면으로 가는 이행 부분에서 이행 반경(21)을 포함하고, 특히 상기 이행 반경(21)은 적어도 0.3 mm, 바람직하게는 적어도 0.5 mm, 더욱 바람직하게는 적어도 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 횡단면 테이퍼링(6)은 천공부 형태로 형성되고, 특히 샤프트(5)에 천공부 형성 시 천공부의 깊이는 이러한 샤프트(5)의 직경의 적어도 10% 이고 및/또는 천공부 저부(19)와 천공부 측벽(20) 사이의 이행 부분에서 이행 반경(21)이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 횡단면 테이퍼링(6)은 내측에서 중공 샤프트에 형성되거나 적어도 하나의 보어 또는 리세스에 의해 또는 전면 라운딩의 형태로 또는 홈의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 참조 파괴점(4)은 상기 기어(2) 또는 전방 기어(18)의 입력 샤프트(5)에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 참조 파괴점(4)이 형성되는 기어부분은 적어도 하나의 서포트, 바람직하게는 적어도 2개의 서포트(17)에 의해 고정되고, 바람직하게는 상기 서포트(들)(17)는 상기 참조 파괴점(4)과 관련하여 구동측에 배치되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 참조 파괴점(4)은 기어단들 사이에 배치되는 기어부분에, 특히 중간 피니언(13)에 또는 중간 샤프트에 형성되고, 상기 중간 피니언은 상기 폐쇄 장치의 제1 기어단과 제2 기어단 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 참조 파괴점(4)은 상기 기어(2) 또는 전방 기어(18)의 이동식 부분에 형성되고, 상기 이동식 부분은 상기 기어(2) 또는 전방 기어(18)의 다른 부분들과 맞물리되, 바람직하게는 상기 참조 파괴점(4)의 파손 후 장착 방향과 반대 방향으로 상기 기어(2)로부터 또는 상기 전방 기어(18)로부터 제거될 수 있도록 맞물리는 것을 특징으로 하는 폐쇄 장치(1).

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