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WO2014027706A1 - 건설기계용 유압 제어밸브 - Google Patents

건설기계용 유압 제어밸브 Download PDF

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WO2014027706A1
WO2014027706A1 PCT/KR2012/006507 KR2012006507W WO2014027706A1 WO 2014027706 A1 WO2014027706 A1 WO 2014027706A1 KR 2012006507 W KR2012006507 W KR 2012006507W WO 2014027706 A1 WO2014027706 A1 WO 2014027706A1
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WO
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port
pilot
pilot pressure
control valve
pump
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/006507
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English (en)
French (fr)
Inventor
구본석
Original Assignee
볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/KR2012/006507 priority Critical patent/WO2014027706A1/ko
Priority to US14/419,829 priority patent/US9759238B2/en
Priority to KR1020157003721A priority patent/KR101718836B1/ko
Priority to CN201280075146.1A priority patent/CN104520595B/zh
Priority to CA2880733A priority patent/CA2880733C/en
Priority to EP12891371.2A priority patent/EP2886878B1/en
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    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7762—Fluid pressure type

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic control valve for construction machinery, and in particular, it is possible to prevent the secondary pilot pressure which is formed proportionally according to the switching of the switching device for driving the traveling motor, etc., to rise above the set pressure of the pilot pump.
  • a hydraulic control valve for a construction machine To a hydraulic control valve for a construction machine.
  • a valve spring 6 for elastically supporting the spool 5 to communicate the secondary pilot pressure port C and the tank port T is provided.
  • a main hydraulic pump 7 (hereinafter referred to as a "hydraulic pump") and a pilot pump 8 connected to the engine (not shown),
  • a hydraulic actuator 9 (referred to as an example driving motor) connected to the hydraulic pump 7;
  • a main control valve 10 installed in a passage between the hydraulic pump 7 and the hydraulic actuator 9 to control the start, stop and direction change of the hydraulic actuator 9 at the time of switching;
  • a control valve 12 installed in the signal pressure passage 11 connected to the passage 8a of the pilot pump 8, for switching the spool of the main control valve 10 in the switching direction during the switching;
  • Pilot which is installed in the signal pressure passage 11 between the pilot pump 8 and the control valve 12 and forms the secondary pilot pressure proportionally when switching the spool 5 in proportion to the pressure of the switching device 3.
  • Control valve (13)
  • the hydraulic control valve which forms the secondary pilot pressure in the signal pressure passage 11 in proportion to the switching amount of the switching device 3 as described above, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 7 to the hydraulic actuator 9.
  • the high pressure is generated in the main control valve 10 to control the.
  • an external connection device for example, refers to the hydraulic pressure port of the main control valve 10
  • the hydraulic oil from HF can flow back to the secondary pilot port C via the switching signal passages a and b and the signal pressure passage 11.
  • the secondary pilot pressure when the high pressure hydraulic oil flows back to the secondary pilot pressure port due to leakage occurring in the main control valve for controlling the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, the secondary pilot pressure is converted into a pilot valve relief valve. It relates to a hydraulic control valve for a construction machine that can be kept below a set pressure.
  • Hydraulic control valve for construction machinery according to an embodiment of the present invention
  • a valve body having a port of the pilot pump into which the pilot pressure is introduced, a tank port from which the pilot pressure is drained, and a secondary pilot pressure port selectively communicating with the pilot pump port and the tank port;
  • a switching device rotatably mounted on the valve body
  • a pilot control valve having a spool which connects the port of the pilot pump at the time of switching due to the load shifting and the secondary pilot pressure port to form a secondary pilot pressure proportional to the switching amount of the switching device;
  • a valve spring for elastically supporting the spool to communicate the secondary pilot pressure port with the tank port
  • check poppet that is resealably installed in the pilot passage to allow one-way movement of the hydraulic oil from the secondary pilot pressure port to the port of the pilot pump.
  • the traveling pedal can be used as the above-mentioned switching device.
  • An excavator can be used as a construction machine to which the above-mentioned traveling pedal is mounted.
  • Hydraulic control valve for a construction machine according to an embodiment of the present invention configured as described above has the following advantages.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram to which a hydraulic control valve for a construction machine according to the prior art is applied;
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion A shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view and a bottom view of a hydraulic control valve for a construction machine according to the prior art
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A shown in FIG.
  • FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram to which a hydraulic control valve for a construction machine according to an embodiment of the present invention is applied;
  • FIG. 7 is a schematic view of a hydraulic control valve for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. 7.
  • Hydraulic control valve for a construction machine according to an embodiment of the present invention shown in Figure 6 to 8,
  • a switching device (3) rotatably mounted to the valve body (1) by a fixing pin (2),
  • the spool which connects the pilot pump port Pi and the secondary pilot pressure port C to form a secondary pilot pressure proportional to the switching amount of the switching device 3 ( 5) and a pilot control valve 20 is provided,
  • a valve spring 6 elastically supporting the spool 5 so as to communicate the secondary pilot pressure port C and the tank port T;
  • a check poppet 19 is provided to be openable and openable in the pilot passage 18 to allow one-way movement of the working oil from the secondary pilot pressure port C to the port Pi of the pilot pump.
  • the traveling pedal can be used as the switching device 3 described above.
  • An excavator can be used as a construction machine to which the above-mentioned traveling pedal is mounted.
  • the secondary pilot pressure generated by the pilot control valve 20 is generated.
  • the set pressure of the relief valve 14 is maintained. This may prevent damage to the pilot hydraulic components or failure of the hydraulic components due to the abnormal high pressure in the main control valve (10).

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Abstract

절환장치의 절환에 따라 비례적으로 형성되는 2차 파일럿 압력을 파일럿 펌프의 설정압력 이하로 유지하기 위한 건설기계용 유압 제어밸브를 개시한다. 본 발명에 따른 유압 제어밸브에 있어서, 파일럿 압력이 유입되는 파일럿 펌프의 포트와, 파일럿 압력이 드레인되는 탱크포트와, 파일럿 펌프의 포트와 탱크포트에 선택적으로 연통되는 2차 파일럿 압력 포트가 형성되는 밸브바디와, 밸브바디에 회동가능하게 장착되는 절환장치와, 절환장치 가압으로 연동되어 절환시 파일럿 펌프의 포트와 2차 파일럿 압력 포트를 연통시켜 절환장치의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력을 형성하는 스풀이 구비되는 파일럿 컨트롤밸브와, 2차 파일럿 압력 포트와 탱크포트를 연통시키도록 스풀을 탄성지지하는 밸브스프링과, 2차 파일럿 압력 포트에 입구측이 연통되고 파일럿 펌프의 포트에 출구측이 연통되는 파일럿 통로에 개폐가능하게 설치되는 체크포펫을 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 제어밸브를 제공한다.

Description

건설기계용 유압 제어밸브
본 발명은 건설기계용 유압 제어밸브에 관한 것으로, 특히 주행모터 등을 구동하기 위해 절환장치의 절환에 따라 비례적으로 형성되는 2차 파일럿 압력이 파일럿 펌프의 설정압력 이상으로 상승되는 것을 방지할 수 있도록 한 건설기계용 유압 제어밸브에 관한 것이다.
도 3 내지 5에 도시된 종래 기술에 의한 건설기계용 유압 제어밸브는,
파일럿 압력이 유입되는 파일럿 펌프의 포트(Pi)와, 파일럿 압력이 드레인되는 탱크포트(T)와, 파일럿 펌프의 포트(Pi)와 탱크포트(T)에 선택적으로 연통되는 2차 파일럿 압력 포트(C)가 형성되는 밸브바디(1)와,
밸브바디(1)에 고정핀(2)에 의해 회동가능하게 장착되는 절환장치(일 예로서 주행페달을 말함)(3)와,
절환장치(3)의 가압시 연동되어 시프팅되는 로드(4)와,
로드(4) 시프팅으로 인해 절환시 파일럿 펌프의 포트(Pi)와 2차 파일럿 압력 포트(C)를 연통시켜 절환장치(3)의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력을 형성하는 스풀(5)과,
2차 파일럿 압력 포트(C)와 탱크포트(T)를 연통시키도록 스풀(5)을 탄성지지하는 밸브스프링(6)을 구비한다.
도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술에 의한 유압 제어밸브가 적용되는 유압회로도는,
엔진(미도시됨)에 연결되는 메인 유압펌프(7)(이하 "유압펌프" 라고 함) 및 파일럿 펌프(8)와,
유압펌프(7)에 연결되는 유압 액츄에이터(9)(일 예로서 주행모터를 말함)와,
유압펌프(7)와 유압 액츄에이터(9)사이의 통로에 설치되고, 절환시 유압 액츄에이터(9)의 기동, 정지 및 방향 전환을 제어하는 메인 컨트롤밸브(10)(MCV)와,
파일럿 펌프(8)의 통로(8a)에 접속되는 신호압 통로(11)에 설치되고, 절환시 절환방향으로 메인 컨트롤밸브(10)의 스풀을 절환시키는 제어밸브(12)와,
파일럿 펌프(8)와 제어밸브(12)사이의 신호압 통로(11)에 설치되고, 절환장치(3)의 가압에 비례하여 스풀(5) 절환시 비례적으로 2차 파일럿 압력을 형성하는 파일럿 컨트롤밸브(13)와,
파일럿 펌프(8)의 통로(8a)에 설치되고, 파일럿 펌프(8)의 토출 압력을 설정하는 릴리프밸브(14)를 구비한다.
전술한 유압 액츄에이터(9)를 구동하기 위해 절환장치(3)를 고정핀(2)을 중심으로 도 3의 도면상, 반시계 방향으로 가압하는 경우, 연동되어 도면상, 하측 방향으로 시프팅되는 로드(rod)(4)에 의해 스풀(5)을 도면상, 하측 방향으로 절환하게 된다(이때 밸브스프링(6)은 압축력을 받게 됨). 이로 인해 파일럿 펌프(8)의 포트(Pi)측 작동유가 오리피스(15)와, 제1통로(16) 및 제2통로(17)를 차례로 경유한 후, 2차 파일럿 압력 포트(C)로 전달되므로, 신호압 통로(11)에 2차 파일럿 압력이 형성된다. 즉 절환장치(3)의 하측 방향으로의 절환량에 비례하여 신호압 통로(11)에 형성되는 2차 파일럿 압력이 상승하게 된다.
전술한 바와 같이 절환장치(3)의 절환량에 비례하여 신호압 통로(11)에 2차 파일럿 압력을 형성하는 유압 제어밸브에 있어서, 유압펌프(7)로부터 유압 액츄에이터(9)에 공급되는 작동유를 제어하는 메인 컨트롤밸브(10)에는 높은 압력이 발생된다. 이때 메인 컨트롤밸브(10)의 밸브바디와 스풀사이의 틈새 등을 통해 누유 발생시, 2차 파일럿 압력 포트(C)에 접속되는 외부 연결장치(일 예로서 메인 컨트롤밸브(10)의 수압포트를 말함)로부터의 작동유가 절환신호 통로(a,b) 및 신호압 통로(11)를 경유하여 2차 파일럿 포트(C)쪽으로 역류될 수 있다. 이 경우 2차 파일럿 압력 포트(C)에 형성되는 고압으로 인해 파일럿 압력이 이동되는 파일럿 유압부품(일 예로서 신호압 통로(11), 메인 컨트롤밸브(10)의 스풀 캡 등을 말함)들의 파손을 초래하거나 이들 유압부품들의 고장을 유발시키는 문제점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 유압 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 메인 컨트롤밸브에서 발생되는 누유로 인해 2차 파일럿 압력 포트쪽으로 고압의 작동유가 역류될 경우, 2차 파일럿 압력을 파일럿 펌프용 릴리프밸브의 설정압력 이하로 유지할 수 있도록 한 건설기계용 유압 제어밸브와 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브는,
파일럿 압력이 유입되는 파일럿 펌프의 포트와, 파일럿 압력이 드레인되는 탱크포트와, 파일럿 펌프의 포트와 탱크포트에 선택적으로 연통되는 2차 파일럿 압력 포트가 형성되는 밸브바디와,
밸브바디에 회동가능하게 장착되는 절환장치와,
절환장치의 가압시 연동되어 시프팅되는 로드와,
로드 시프팅으로 인해 절환시 파일럿 펌프의 포트와, 2차 파일럿 압력 포트를 연통시켜 절환장치의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력을 형성하는 스풀이 구비되는 파일럿 컨트롤밸브와,
2차 파일럿 압력 포트와 탱크포트를 연통시키도록 스풀을 탄성지지하는 밸브스프링과,
2차 파일럿 압력 포트에 입구측이 연통되고 파일럿 펌프의 포트에 출구측이 연통되는 파일럿 통로와,
2차 파일럿 압력 포트에서 파일럿 펌프의 포트로 작동유 일방향 이동을 허용하도록 파일럿 통로에 개폐가능하게 설치되는 체크포펫을 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 절환장치로서 주행페달이 사용될 수 있다.
전술한 주행페달이 장착되는 건설기계로서 굴삭기가 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브는 아래와 같은 이점을 갖는다.
메인 컨트롤밸브로부터 발생되는 누유로 인해 2차 파일럿 압력 포트쪽으로 고압의 작동유가 역류되는 경우에도 2차 파일럿 압력을 파일럿 펌프용 릴리프밸브의 설정압력 이하로 유지함에 따라, 파일럿 유압부품들의 파손 또는 고장 발생이 방지되므로 장비에 대한 신뢰성을 갖는다.
도 1은 종래 기술에 의한 건설기계용 유압 제어밸브가 적용되는 유압회로도,
도 2는 도 1에 도시된 A부위의 확대도,
도 3은 종래 기술에 의한 건설기계용 유압 제어밸브의 개략도 및 그 저면도,
도 4는 도 3에 도시된 B부위의 확대도,
도 5는 도 2에 도시된 A-A선에서의 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브가 적용되는 유압회로도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브의 개략도,
도 8은 도 7에 도시된 B-B선에서의 단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
1; 밸브바디
2; 고정핀
3; 절환장치
4; 로드
5; 스풀
6; 밸브스프링
7; 메인 유압펌프
8; 파일럿 펌프
9; 유압 액츄에이터
10; 메인 컨트롤밸브
11; 신호압 통로
12; 제어밸브
13; 파일럿 컨트롤밸브
14; 릴리프밸브
15; 오리피스
16; 제1통로
17; 제2통로
18; 파일럿 통로
19; 체크포펫
20; 파일럿 컨트롤밸브
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브는,
파일럿 압력이 유입되는 파일럿 펌프의 포트(Pi)와, 파일럿 압력이 드레인되는 탱크포트(T)와, 파일럿 펌프의 포트(Pi)와 탱크포트(T)에 선택적으로 연통되는 2차 파일럿 압력 포트(C)가 형성되는 밸브바디(1)와,
밸브바디(1)에 고정핀(2)에 의해 회동가능하게 장착되는 절환장치(3)와,
절환장치(3)의 가압시 연동되어 시프팅되는 로드(rod)(4)와,
로드(4) 시프팅으로 인해 절환시 파일럿 펌프의 포트(Pi)와, 2차 파일럿 압력 포트(C)를 연통시켜 절환장치(3)의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력을 형성하는 스풀(5)이 구비되는 파일럿 컨트롤밸브(20)와,
2차 파일럿 압력 포트(C)와 탱크포트(T)를 연통시키도록 스풀(5)을 탄성지지하는 밸브스프링(6)과,
2차 파일럿 압력 포트(C)에 입구측이 연통되고 파일럿 펌프의 포트(Pi)에 출구측이 연통되는 파일럿 통로(18)와,
2차 파일럿 압력 포트(C)에서 파일럿 펌프의 포트(Pi)로 작동유 일방향 이동을 허용하도록 파일럿 통로(18)에 개폐가능하게 설치되는 체크포펫(19)을 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 절환장치(3)로서 주행페달이 사용될 수 있다.
전술한 주행페달이 장착되는 건설기계로서 굴삭기가 사용될 수 있다.
이때, 전술한 파일럿 통로(18) 및 체크포펫(19)을 제외한 구성은, 종래 기술에 의한 유압 제어밸브의 구성과 실질적으로 동일하므로 이들의 구성에 대한 설명은 생략하고, 중복되는 유압 제어밸브의 구성에 대한 도면부호는 동일하게 표기한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 제어밸브의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1, 도 6 내지 도 8에서와 같이, 전술한 유압 액츄에이터(9)를 구동하기 위해 절환장치(3)를 고정핀(2)을 중심으로 도 7의 도면상, 반시계 방향으로 가압하는 경우, 연동되어 도면상, 하측 방향으로 시프팅되는 로드(4)에 의해 스풀(5)을 도면상, 하측 방향으로 절환하게 된다(이때 밸브스프링(6)은 압축력을 받게 됨). 이로 인해 파일럿 펌프(8)의 포트(Pi)측 작동유가 오리피스(15)와, 제1통로(16) 및 제2통로(17)를 차례로 경유한 후, 2차 파일럿 압력 포트(C)로 전달되므로, 신호압 통로(11)에 절환장치(3)의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력이 형성된다.
이때, 신호압 통로(11)에 형성되는 2차 파일럿 압력에 의해 메인 컨트롤밸브(10)를 절환시켜 유압펌프(7)로부터 유압 액츄에이터(9)에 공급되는 작동유를 제어할 경우, 메인 컨트롤밸브(10)의 밸브바디와 스풀사이의 틈새 등을 통해 누유 발생시, 메인 컨트롤밸브(10)의 수압포트로부터의 작동유가 절환신호 통로(a,b) 및 신호압 통로(11)를 경유하여 2차 파일럿 포트(C)쪽으로 역류될 수 있다.
이때, 도 8에서와 같이, 2차 파일럿 압력 포트(C)측 고압유에 의해 파일럿 통로(18)에 설치된 체크포펫(19)을 도면상, 우측 방향으로 이동시켜 파일럿 통로(18)를 개방시킨다. 즉 2차 파일럿 압력 포트(C)와 파일럿 펌프의 포트(Pi)를 연통시키므로, 메인 컨트롤밸브(10)로부터 2차 파일럿 압력 포트(C)측으로 역류된 고압유를 파일럿 펌프(8)의 통로(8a)로 이동시킨다.
따라서, 통로(8a)에 이동된 고압유의 압력이 릴리프밸브(14)에 의한 설정압력을 초과시 유압탱크로 드레인시키므로, 메인 컨트롤밸브(10)로부터 2차 파일럿 압력 포트(C)측으로 역류되는 경우에도 신호압 통로(11)는 릴리프밸브(14)의 설정압력을 유지할 수 있게 된다. 한편 체크포펫(19)에 의해 파일럿 펌프의 포트(Pi)에서 2차 파일럿 압력 포트(C)쪽으로의 파일럿 압력 이동은 허용되지않게 된다.
전술한 바와 같이 메인 컨트롤밸브(10)에 발생되는 고압으로 인해 누유가 발생되어 2차 파일럿 압력 포트(C)쪽으로 역류가 발생되는 경우에도, 파일럿 컨트롤밸브(20)에 의해 생성되는 2차 파일럿 압력이 릴리프밸브(14)의 설정압력을 유지하게 된다. 이로 인해 메인 컨트롤밸브(10)에 이상 고압 발생으로 인한 파일럿 유압부품들의 파손 또는 유압부품들의 고장 발생을 방지할 수 있게 된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 주행모터 등을 구동하기 위해 절환장치의 절환시 이와 비례적으로 형성되는 2차 파일럿 압력을 파일럿 펌프의 설정압력 이하로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 파일럿 압력이 유입되는 파일럿 펌프의 포트와, 파일럿 압력이 드레인되는 탱크포트와, 상기 파일럿 펌프의 포트와 탱크포트에 선택적으로 연통되는 2차 파일럿 압력 포트가 형성되는 밸브바디와,
    상기 밸브바디에 회동가능하게 장착되는 절환장치와,
    상기 절환장치의 가압시 연동되어 시프팅되는 로드와,
    상기 로드 시프팅으로 인해 절환시 상기 파일럿 펌프의 포트와, 2차 파일럿 압력 포트를 연통시켜 상기 절환장치의 절환량에 비례하는 2차 파일럿 압력을 형성하는 스풀이 구비되는 파일럿 컨트롤밸브와,
    상기 2차 파일럿 압력 포트와 상기 탱크포트를 연통시키도록 상기 스풀을 탄성지지하는 밸브스프링과,
    상기 2차 파일럿 압력 포트에 입구측이 연통되고 상기 파일럿 펌프의 포트에 출구측이 연통되는 파일럿 통로와,
    상기 2차 파일럿 압력 포트에서 상기 파일럿 펌프의 포트로 작동유 일방향 이동을 허용하도록 상기 파일럿 통로에 개폐가능하게 설치되는 체크포펫을 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절환장치로서 주행페달이 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 제어밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주행페달이 장착되는 건설기계는 굴삭기인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 제어밸브.
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