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KR101005060B1 - 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로 - Google Patents

가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로 Download PDF

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KR101005060B1
KR101005060B1 KR1020070076442A KR20070076442A KR101005060B1 KR 101005060 B1 KR101005060 B1 KR 101005060B1 KR 1020070076442 A KR1020070076442 A KR 1020070076442A KR 20070076442 A KR20070076442 A KR 20070076442A KR 101005060 B1 KR101005060 B1 KR 101005060B1
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control valve
variable
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hydraulic pump
optional
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손영진
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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Publication date
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Abstract

개시된 내용은, 작업조건에 따라 교체되는 옵션장치의 작동압력과 유량을 가변 조정하도록 비례제어기능이 내장된 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브의 내부에 설치하여, 운전석의 모니터에 미리 설정된 옵션작업모드의 선택에 따라 가변 릴리프밸브의 압력을 가변 제어할 수 있도록한 것으로,
본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는, 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프와,
유압펌프의 토출유로 상류측에 설치되는 메인 릴리프밸브와,
유압펌프에 연결되는 옵션장치와,
유압펌프와 옵션장치사이의 유로에 설치되고, 옵션장치의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 옵션장치용 스풀을 포함하는 메인 컨트롤밸브와,
메인 컨트롤밸브의 내부에 설치되고, 외부로부터 입력되는 파일럿 신호압에 의해 옵션장치에 요구되는 릴리프압력을 가변 조정하도록 비례제어되는 포트릴리프밸브와,
메인 컨트롤밸브의 외부에 설치되고, 외부로부터 전기전 신호의 입력에 따라 포트릴리프밸브에 입력되는 파일럿 신호압을 가변 제어하는 비례제어밸브를 포함한다.
가변 제어장치, 중장비, 유압회로, 옵션장치, 작동압력

Description

가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로{heavy equipment hydraulic circuit of having variable control device}
본 발명은 작업조건에 따라 굴삭기에 옵션장치(햄머(hammer) 등을 말함)를 장착하여 작업하는 경우, 교체된 옵션장치에 요구되는 유량과 작동압력을 가변적으로 조정할 수 있도록한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 교체되는 옵션장치의 작동압력과 유량을 가변 조정하도록 비례제어기능이 내장된 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브(MCV)의 내부에 설치하여, 운전석의 모니터(클러스터 등을 말함)에 미리 설정된 옵션작업모드의 선택에 따라 가변 릴리프밸브의 압력을 가변 제어할 수 있도록한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로에 관한 것이다.
굴삭기와 같은 중장비를 다용도로서 활용할 수 있도록 작업조건에 따라 버킷을 탈거하고 햄머 등의 옵션장치(option attachment)를 장착하여 작업하게 된다. 이때 옵션장치의 사용 목적 또는 옵션장치를 제작하는 회사 등에 따라 옵션장치에 요구되는 작동압력과 유량이 각각 상이하므로, 교체되는 옵션장치에 맞는 작동압력이 공급될 수 있도록 유압회로의 릴리프압력을 가변 조정하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는, 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프(1)와,
유압펌프(1)의 토출유로 상류측에 설치되고, 유압회로에 설정된 압력이상의 과부하가 발생되는 경우 작동유의 일부 또는 전량을 유압탱크(T)로 드레인시키는 메인 릴리프밸브(2)와,
유압펌프(1)에 연결되는 옵션장치(3)(햄머, 크러셔, 쉐어 등)와,
유압펌프(1)와 옵션장치(3)사이의 유로에 설치되고, 옵션장치(3)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 옵션장치용 스풀(4)을 포함하는 메인 컨트롤밸브(5)(MCV)와,
옵션장치용 스풀(4)과 옵션장치(3)사이의 공급측 유로 및 귀환측 유로에 각각 설치되는 포트 릴리프밸브(6,7)(port relief valve)(메인 컨트롤밸브(5)의 내부에 설치됨)와,
옵션라인(11)(옵션장치용 스풀(4)과 옵션장치(3)사이의 고압라인을 말함)에 설치되고, 컨트롤러(8)(V-ECU)로부터의 전기적 신호에 따라 옵션장치(3)에 요구되는 릴리프압력을 가변 조정하는 가변 릴리프밸브(9,10)(전기제어되는 비례제어밸브(electronic proportional valve)와 릴리프밸브의 기능을 수행함)(메인 컨트롤밸브(5)의 외부에 설치됨)를 포함한다.
따라서, 옵션작업을 수행하기 위하여 굴삭기로부터 버킷을 탈거하고 옵션장치를 장착한 후, 운전석에서 해당 스위치 조작으로 컨트롤러(8)로부터의 전기적 신호(옵션장치에 맞도록 미리 작업모드가 설정되어 있음)를 가변 릴리프밸브(9,10)에 각각 입력한다. 입력되는 전기적 신호에 대응되는 릴리프압력이 가변 릴리프밸브(9,10)에 의해 형성되므로 옵션장치(3)에 요구되는 작동압력 및 유량을 공급할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 유압회로는, 가변 릴리프밸브(9,10)가 메인 컨트롤밸브(5)로부터 분리되어 별도의 블럭을 형성하므로, 메인 컨트롤밸브(5), 가변 릴리프밸브(9,10) 및 작업장치를 상호 접속시키는 유압배관의 구조가 복잡하여 이들을 제작 및 조립하는 작업비용이 증가되는 문제점을 갖는다.
또한, 옵션라인(11)에 비례제어밸브와 릴리프밸브의 기능을 갖는 가변 릴리프밸브(9,10) 및 이와 관련되는 배관을 접속함에 따라, 해당 밸브 및 배관을 접속시킬 수 있는 충분한 공간이 확보되지않아 실용성 및 작업성이 떨어지는 문제점을 갖는다.
또한, 메인 컨트롤밸브(5)의 외부에 배치되는 옵션라인(11)에 가변 릴리프밸브(9,10) 및 이와 관련되는 배관을 추가시켜 접속함에 따라, 해당 부품수가 증가되므로 원가비용이 상승되는 문제점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 옵션장치의 작동압력 및 유량을 가변 조정하는 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브의 내부에 설치하여, 운전석에서 미리 설정된 옵션작업모드를 선택하여 가변 릴리프밸브의 압력을 가변 제어하므로, 유압배관의 구성을 컴팩트화하여 원가비용을 절감할 수 있도록한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로와 관련된다.
본 발명의 실시예는, 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브 내부의 포트릴리프밸브와 일원화시킴에 따라, 충분한 공간이 확보되므로 실용성 및 작업성을 향상시킬 수 있도록한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로와 관련된다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는, 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프와,
유압펌프의 토출유로 상류측에 설치되는 메인 릴리프밸브와,
유압펌프에 연결되는 옵션장치와,
유압펌프와 옵션장치사이의 유로에 설치되고, 옵션장치의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 옵션장치용 스풀을 포함하는 메인 컨트롤밸브와,
메인 컨트롤밸브의 내부에 설치되고, 외부로부터 입력되는 파일럿 신호압에 의해 옵션장치에 요구되는 릴리프압력을 가변 조정하도록 비례제어되는 포트릴리프밸브와,
메인 컨트롤밸브의 외부에 설치되고, 외부로부터 전기전 신호의 입력에 따라 포트릴리프밸브에 입력되는 파일럿 신호압을 가변 제어하는 비례제어밸브를 포함한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 비례제어밸브에 입력되는 전기적 신호를 운전석에서 모니터닝 하면서 제어할 수 있도록 옵션장치에 요구되는 작동압력 및 유량에 대응되는 옵션작업모드가 미리 설정되어 디스플레이되는 제어장치를 더 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는 아래와 같은 이점을 갖는다.
옵션장치의 작동압력을 가변 조정하는 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브의 내부에 설치하여, 운전석에서 미리 설정된 옵션작업모드를 선택하여 가변 릴리프밸브의 압력을 가변 제어하므로, 유압배관 및 해당 부품수를 줄여 원가비용을 절감할 수 있다.
또한, 가변 릴리프밸브를 메인 컨트롤밸브 내부의 포트릴리프밸브와 일원화시킴에 따라, 충분한 공간이 확보되므로 실용성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는, 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프(1)와,
유압펌프(1)의 토출유로 상류측에 설치되고, 유압회로에 설정된 압력이상의 과부하가 발생되는 경우 작동유의 일부 또는 전량을 유압탱크(T)로 드레인시키는 메인 릴리프밸브(2)와,
유압펌프(1)에 연결되는 옵션장치(3)(햄머, 크러셔, 쉐어 등)와,
유압펌프(1)와 옵션장치(3)사이의 유로에 설치되고, 옵션장치(3)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 옵션장치용 스풀(4)을 포함하는 메인 컨트롤밸브(5)(MCV)와,
메인 컨트롤밸브(5)의 내부에 설치되고, 외부로부터 입력되는 파일럿 신호압에 의해 옵션장치(3)에 요구되는 릴리프압력을 가변 조정하도록 비례제어되는 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)(비례제어기능이 내장되고 릴리프밸브의 기능을 수행함)와,
메인 컨트롤밸브(5)의 외부에 설치되고, 외부로부터 전기전 신호의 입력에 따라 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 입력되는 파일럿 신호압을 가변 제어하는 비례제어밸브(14)(PPRV;proportional relief valve)(전기적 신호를 유압 신호로 변환시킴)를 포함한다.
이때, 전술한 비례제어밸브(14)에 입력되는 전기적 신호를 굴삭기의 운전석(미도시됨)에서 모니터닝 하면서 제어할 수 있도록 옵션장치(3)에 요구되는 작동압력 및 유량에 대응되는 옵션작업모드가 미리 설정되어 디스플레이되는 제어장치(15)(일예로서, 컨트롤러 기능을 수행하는 ECU와, 모니터 기능을 수행하는 클러스터를 조합시킨 것을 말함)를 더 포함한다.
이때, 전술한 가변용량형 유압펌프(1), 메인 릴리프밸브(2), 옵션장치(3), 옵션장치용 스풀(4) 및 메인 컨트롤밸브(5)를 포함하는 구성은, 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.
도면중 미 설명부호 16은 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 파일럿 신호압을 공급하는 파일럿 펌프이다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 작업조건에 따라 옵션작업을 수행하기 위하여 굴삭기로부터 버킷을 탈거하고 옵션장치(햄머 등)를 장착한 후, 운전석에서 디스플레이 기능을 갖는 제어장치(15)(일예로서, ECU기능을 포함하는 클러스터가 사용됨)에 미리 설정된 옵션작업모드를 선택한다. 이때 제어장치(15)의 옵션작업모드는 교체되는 옵션장치에 대응하도록 작동압력 및 유량이 미리 설정되어 디스플레이 된다.
즉 운전자가 제어장치(15)에 미리 설정된 해당 옵션작업모드를 선택하는 경우, 선택된 옵션작업모드에 대응되는 전기적 신호가 비례제어밸브(14)에 입력된다. 이로 인해 비례제어밸브(14)에 입력되는 전류치에 대응하여 파일럿 펌프(미도시됨)로부터 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 공급되는 파일럿 신호압을 제어한다. 즉 비례제어밸브(14)는 외부로부터 입력되는 전기적 신호에 따라 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 공급되는 파일럿 신호압을 제어하게 된다.
따라서, 비례제어밸브(14)를 통과하여 파일럿 유로(17)를 따라 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 공급되는 파일럿 신호압(2차 압력을 말함)에 의해 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)의 릴리프압력을 가변 조정할 수 있다.
이로 인해, 가변용량형 유압펌프(1)로부터의 작동유는 메인 컨트롤밸브(5)의 옵션장치용 스풀(4)을 경유하여 옵션장치(3)에 공급된다. 이때 옵션장치(3)의 구동시 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)의 설정압력을 초과하는 과부하가 발생되는 경우, 작동유의 일부 또는 전량이 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)를 경유하여 유압탱크(T)로 드레인된다.
전술한 바와 같이, 비례제어기능이 내장되고 릴리프밸브의 기능을 수행하는 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)가 메인 컨트롤밸브(5)의 내부에 설치됨에 따라(특히, 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)는 종래의 포트 릴리프밸브(6,7)가 설치된 위치에 설치됨(도 3,4에 도시됨)), 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하고, 해당 부품수를 줄여 원가비용을 절감할 수 있다.
이와 반면에, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 포트 릴리프밸브(6,7)가 메인 컨트롤밸브(5)의 내부에 설치되고 가변 릴리프밸브(9,10)가 메인 컨트롤밸브(5)의 외부에 설치되므로, 이들을 접속시키는 배관 구조가 복잡하여 작업성 및 실용성이 떨어진다.
또한, 전술한 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 공급되는 파일럿 신호압을 제어하는 비례제어밸브(14)를 메인 컨트롤밸브(5)의 외부에서 전기적 신호의 입력에 의해 제어할 수 있다. 이로 인해 메인 컨트롤밸브(5)를 설치하는데 공간의 제한을 받지않고 유압시스템의 구성이 컴팩트화되므로 설치비용을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로는 옵션장치를 하나의 예를 들어 설명한 것이므로, 굴삭기의 붐, 아암 등의 작업장치, 또는 로우더, 도우저 등의 건설장비에도 적용시킬 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 기술에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로도,
도 2는 종래 기술의 개략적인 배관도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 개략적인 배관도이다.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
1; 가변용량형 유압펌프
2; 메인 릴리프밸브
3; 옵션장치(option attachment)
4; 옵션장치용 스풀
5; 메인 컨트롤밸브(MCV)
12,13; 비례제어 포트릴리프밸브
14; 비례제어밸브
15; 제어장치
T; 유압탱크

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 적어도 하나 이상의 가변용량형 유압펌프(1);
    상기 유압펌프(1)의 토출유로 상류측에 설치되는 메인 릴리프밸브(2);
    상기 유압펌프(1)에 연결되는 옵션장치(3);
    상기 유압펌프(1)와 옵션장치(3)사이의 유로에 설치되고, 옵션장치(3)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 옵션장치용 스풀을 포함하는 메인 컨트롤밸브(5);
    상기 메인 컨트롤밸브(5)의 내부에 설치되고, 외부로부터 입력되는 파일럿 신호압에 의해 옵션장치(3)에 요구되는 릴리프압력을 가변 조정하도록 비례제어되는 비례제어 포트릴리프밸브(12,13);
    상기 메인 컨트롤밸브(5)의 외부에 설치되고, 외부로부터 전기전 신호의 입력에 따라 비례제어 포트릴리프밸브(12,13)에 입력되는 파일럿 신호압을 가변 제어하는 비례제어밸브(14); 및
    상기 비례제어밸브(14)에 입력되는 전기적 신호를 운전석에서 모니터닝 하면서 제어할 수 있도록 옵션장치(3)에 요구되는 작동압력 및 유량에 대응되는 옵션작업모드가 미리 설정되어 디스플레이되는 제어장치(15)를 포함하여 이루어지고,
    작업조건에 따라 교체되는 옵션장치에 요구되는 릴리프압력이 가변 조정되는 것을 특징으로 하는 가변 제어장치를 갖는 중장비용 유압회로.
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