KR0166189B1 - 굴삭기의 유량제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 유량제어장치에 관한 것으로, 보조펌프(10)에서 토출된 압유가 레귤레이터 유니트(11)에 의해 일정한 압력으로 조정되어진 다음 수동감압밸브(12)를 통해 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울쪽으로 공급되게 되어 있는 한편, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울에 서어보 액튜에이터(13)가 직결되고, 상기 서어보 액튜에이터(13)에 레귤레이터 유니트(11)에서 조정된 압유가 선택적으로 공급되게 되어 있으며, 상기 서어보 액튜에이터(13)와 레귤레이터 유니트(11)가 전기콘트롤러(14)와 전기적으로 연결되어, 이 콘트롤러(14)의 작동에 따라 상기 레귤레이터 유니트(11)에서 제어된 압유가 서어보 액튜에이터(13) 또는 수동감압밸브(12)로 공급되어지게 한 구조로 이루어져, 굴삭기에 설치된 작동기의 속도를 더욱 정확하게 제어할 수가 있고, 그 구조가 간단해지게 되며, 조작이 편리해지게 한 것이다.

Description

굴삭기의 유량제어장치

제1도는 본 발명에 따른 굴삭기의 유량제어장치를 나타낸 개략적인 제어시스템 구성도.

제2도는 종래의 일반적인 굴삭기 제어시스템 구성도.

제3도는 종래의 압력제어식 굴삭기 유량제어장치의 제어시스템 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 제1메인펌프

3 : 제2메인펌프 4 : 메인콘트롤밸브

5 : 작동기 6 : 파일롯센싱라인

7 : 파일롯센싱라인 8 : 경사판

9 : 경사판 10 : 보조펌프

11 : 레귤레이터 유니트 12 : 수동감압밸브

13 : 서어보 액튜에이터 14 : 콘트롤러

본 발명은 굴삭기에서 펌프의 토출유량과 작동기로 공급되는 유량을 제어하는 유량제어장치에 관한 것으로, 특히 작동기의 속도를 정확하게 제어할 수가 있고 조작이 편리하며 배관을 단순화시킨 굴삭기의 유량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기에 사용되는 유량제어시스템은, 제2도에 도시된 바와 같은 재래식 범용 굴삭기 제어시스템과, 제3도에 도시된 바와 같은 압력제어식 원격제어시스템이 있는 바, 상기 제2도에 도시된 바와 같은 범용 제어시스템은, 엔진(101)에 의해 가동되는 제1메인펌프(102)와 제2메인펌프(103)에서 토출되는 압유가 보조펌프(104)에서 토출되는 압유의 흐름을 제어하는 수동감압밸브(105)의 작동에 의해 메인콘트롤밸브(106)를 거쳐 각각의 작동기(107)로 제어공급되게 되어 있다.

이와 같이 종래의 범용 굴삭기제어시스템에서는 굴삭기에 구비되어 있는 부움과 아암, 버켓, 선회모우터 및 주행모우터 등과 같은 복수개의 작동기(107)를 구동시키기 위해, 상기한 바와 같이 수동감압밸브(105)를 조작하여 메인콘트롤밸브(106)에 구비되어 있는 해당 스푸울을 작동시키므로써, 펌프(102, 103)에서부터 각 작동기(107)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하도록 되어 있다.

한편, 제3도에 도시된 바와 같은 종래의 압력제어식 원격제어시스템에서는, 상기한 바와 같은 수동감압밸브(105)에 부가하여 전자식 콘트롤러(108)와 비례감압밸브(109) 및 솔레노이드밸브세트(110)를 설치하여, 상기 수동감압밸브(105)의 작동과 콘트롤러(108)에서 인가되는 전기적인 신호에 따라 비례감압밸브(109)와 솔레노이드밸브세트(110)가 상기 메인콘트롤밸브(106)의 해당 스푸울을 제어하므로써, 관련하는 작동기(107)를 작동시키도록 되어 있다.

즉, 상기 압력제어식 원격제어시스템에서, 상기 솔레노이드밸브세트(110)는 수동감압밸브(105)와 전자비례감압밸브(109)의 모우드를 결정하는 장치로서 상기 콘트롤러(108)에 의해 세팅되어져, 수동감압밸브(105)에서부터 파일롯라인(111)을 통해 전달되는 신호압과 전자비례감압밸브(109)에서부터 파일롯라인(112)를 통해 전달되는 신호압중에서 어느 신호압을 파일롯신호라인(113)을 통해 메인콘트롤밸브(106)로 보낼것인지를 결정한다.

상기 콘트롤러(108)에 의해 수동모우드로 결정되면, 수동감압밸브(105)의 조작에 의해 발생한 신호압이 상기 파일롯라인(111)을 통해 솔레노이드밸브세트(110)를 거쳐 메인콘트롤밸브(106)로 인가되어져 해당 스푸울을 이동시키게 된다.

이와 같이 메인 콘트롤밸브(106)의 스푸울이 이동하게 되면 그 변위량에 따라, 상기 메인콘트롤밸브(106)의 내부압력변화에 따라 결정되는 파일롯센싱라인(114, 115)의 압력이 가변되어지게 되고, 이 파일롯센싱라인(114, 115)의 압력은 메인펌프(102, 103)의 사판각을 조절하여 그 토출유량을 결정하게 된다.

이에 따라 상기 메인펌프(102, 103)에서 토출된 압유는 메인콘트롤밸브(106)를 거쳐 작동기(107)로 유입되어져서, 상기 수동감압밸브(105)에서 선택된 해당 작동기를 작동시키게 되며, 상기 메인펌프(102, 103)에서 토출된 유량에 의해 작동기의 속도가 결정되어지게 되는 것이다.

상기의 설명에서와 같이, 작동기의 속도는 메인콘트롤밸브(106)에 구비되어 있는 스푸울의 변위량에 따라 결정되어지게 되며, 스푸울의 변위량은 수동감압밸브(105)의 신호압에 따라 결정되어지게 되므로, 결국 작동기의 속도는 수동감압밸브(105)의 신호압에 의해 결정되어지게 되는 것이다.

한편, 상기 솔레노이드밸브세트(110)가 전자비례감압밸브 모우드로 선택되면, 상기 콘트롤러(108)에서 발생한 전기신호가 전자비례감압밸브(109)를 조작하게 되고, 이 전자비례감압밸브(109)에서 발생한 신호압은 솔레노이드밸브(110)를 거쳐 파일롯라인(113)을 통해 메인콘트롤밸브(106)로 인가되어서 이 메인콘트롤밸브(106)의 해당 스푸울을 조작시키게 된다.

이와 같이 메인콘트롤밸브(106)의 스푸울이 조작되게 되면 상기에서 설명한 수동감압밸브모우드에서와 같이, 그 최종적인 작동의 결과로 나타나는 작동기의 속도가 전자비례감압밸브(109)에서 발생한 신호압에 의해 결정되어지게 되는 것이다.

이상에서 설명한 종래의 굴삭기 유량제어방식은, 신호압력의 크기에 따라 메인콘트롤밸브의 스푸울 위치를 제어하는 포오스(force) 방식이므로, 메인콘트롤 밸브(106)의 스푸울이 이동할 때 발생하는 마찰력과 유량의 흐름변화에 따른 유동력 변화로 인해 스푸울의 위치를 정확하게 제어하는 데 어려움이 있었고, 또한 상기 제3도에서와 같은 압력제어식 원격제어 시스템에 있어서는, 여러개의 솔레노이드밸브가 필요하므로 시스템이 복잡해지게 되고, 이에 따라 많은 배관작업이 추가로 필요하여 제조적인 측면에서 비경제적이며, 고장이 잦은 요인이 항상 내재되어 있기 때문에 품질문제를 야기시키는 문제점을 안고 있는 것이다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 문제점을 해소시켜, 굴삭기에 구비된 작동기의 속도를 정확하게 제어할 수가 있고, 시스템을 단순화시킬 수가 있으며, 조작의 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 굴삭기의 유량제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 보조펌프에서 토출된 압유가 레귤레이터 유니트에 의해 일정한 압력으로 조정되어진 다음 수동감압밸브를 통해 메인콘트롤밸브의 스푸울쪽으로 공급되게 되어 있는 한편, 상기 메인콘트롤밸브의 스푸울에 서어보 액튜에이터가 직결되고, 상기 서어보 액튜에이터에는 레귤레이터 유니트에서 조정된 압유가 공급되게 되어 있으며, 상기 서어보 액튜에이터와 레귤레이터 유니트는 전기적인 콘트롤러에 의해 제어되어지도록 한 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 레귤레이터 유니트는 보조펌프에서 공급된 압유를 일정한 압력으로 조절해 주는 기능과, 상기 콘트롤러의 전기적인 신호에 따라 수동감압밸브모우드 또는 원격제어모우드로 절환되어지면서, 압력이 일정하게 조정된 압유를 상기 수동감압밸브 또는 서어보 액튜에이터로 분류공급해 주는 기능을 갖는 것이다.

그리고, 상기 서어보 액튜에이터는 레귤레이터에서 공급되는 압유에 의해 메인콘트롤밸브의 스푸울을 직접적으로 제어해주도록 되어 있다.

따라서, 상기 콘트롤러의 선택에 따라 수동모우드로 선택된 경우에는 수동감압밸브를 사용하여 레귤레이터 유니트에서 압력이 일정하게 조정된 파일롯압을 사용하여 메인콘트롤밸브의 스푸울을 작동시켜주게 되고, 원격제어모드로 선택된 경우에는 상기 레귤레이터 유니트에서 압력이 일정하게 조정된 파일롯압유가 서어보 액튜에이터로 공급되어져 이 서어보 액튜에이터가 메인콘트롤밸브의 스푸울을 직접 작동시키게 하므로써, 상기 메인콘트롤밸브의 스푸울 변위량을 정확하게 제어할 수가 있는 것이다.

따라서, 상기 메인콘트롤밸브의 스푸울 변위량에 따라 가변되어지게 되는 유압펌프의 토출량이 정확하게 제어되어지게 되므로, 작동기의 속도를 정확하게 제어할 수가 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다;

제1도는 본 발명에 따른 굴삭기의 유량제어장치에 대한 개략적인 구성도를 블록식으로 도시한 것으로서, 본 발명의 장치는 엔진(1)에 의해 가동되는 제1메인펌프(2)와 제2메인펌프(3)에서 토출되는 압유가 메인콘트롤밸브(4)에 의해 제어되어져 작동기(5)로 공급되게 되어 있고, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 내부압력을 감지하는 파일롯센싱라인(6, 7)이 도시되지 않은 제어기구를 통해 상기 메인펌프(2, 3)의 경사판(8, 9)과 각각 연결되어 상기 메인콘트롤밸브(4)의 내부압력에 따라 메인펌프(2, 3)의 토출유량을 제어하도록 되어 있다.

그리고, 상기 메인펌프(2, 3)와 함께 가동되는 보조펌프(10)에서 토출된 압유는 레귤레이터 유니트(11)에서 일정한 압력으로 조정된 다음 수동감압밸브(12)를 통해 상기 메인콘트롤밸브(4)로 공급되어져 이 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울을 작동시키도록 되어 있는 한편, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울에 서어보 액튜에이터(13)가 직결되고, 상기 서어보 액튜에이터(13)에 레귤레이터 유니트(11)가 연결되어 이 레귤레이터 유니트(11)에서 조정된 압유가 상기 서어보 액튜에이터(13)로 공급되어 이 서어보 액튜에이터(13)를 작동시키게 되어 있으며, 상기 서어보 액튜에이터(13)와 레귤레이터 유니트(11)가 전자콘트롤러(14)에 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 레귤레이터 유니트(11)는 보조펌프(10)에서 공급된 압유를 일정한 압력으로 조절해 주는 기능과, 상기 콘트롤러(14)의 전기적인 신호에 따라 수동모우드 또는 원격제어모우드로 절환되어지면서, 상기한 바와 같이 압력이 일정하게 조정된 압유를 상기 수동감압밸브(12) 또는 서어보 액튜에이터(13)로 분류공급해 주는 기능을 갖는다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 상기 콘트롤러(14)의 선택에 따라 수동모우드 또는 원격제어모우드로 절환되게 되는데, 콘트롤러(14)를 수동모우드로 절환시키면, 보조펌프(10)에서 펌핑되어 레귤레이터(11)를 통해 일정한 압력으로 조정된 압유가 수동감압밸브(12)로 유입되게 된다.

따라서, 통상의 굴삭기에서와 같이 운전자가 수동감압밸브(12)를 수동으로 작동시키면, 일정한 압력의 압유가 상기 메인콘트롤밸브(4)로 유입되어져 해당 스푸울의 변위량을 정확한 량만큼 작동시키게 된다.

그리고, 상기 콘트롤러(14)를 원격제어모우드로 세팅시키면, 레귤레이터(11)에서 조정된 일정 압력의 압유가 상기 서어보 액튜에이터(13)로 유입되어져, 이 서어보 액튜에이터(13)를 정확한 량만큼 작동시키게 된다.

따라서, 상기 서어보 액튜에이터(13)와 직결되어 있는 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울도 정확한 량만큼 이동되게 되는 것이다.

즉, 상기 서어보 액튜에이터(13)는 콘트롤러(14)에서 출력되는 전기량에 따라 비례하여 그 작동변위량이 제어되는 전자비례제어 서어보 액튜에이터로서, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울과 직접 연결되어 그 변위를 정확하게 위치제어하게 된다.

상기한 바와 같이 콘트롤러(14)의 조작상태에 따라 수동감압밸브(12) 또는 서어보 액튜에이터(13)가 작동되어 그 결과 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울이 이동하게 되면, 그 변위량에 따라 메인콘트롤밸브(4) 내부의 압력이 가변되어지게 되고, 이 메인콘트롤밸브(4)내부의 압력이 상기 파일롯센싱라인(6, 7)을 통해 제1 및 제2 메인펌프(2, 3)의 경사판(8, 9)각도를 제어하는 제어기구로 전달되어지게 되며, 이 제어기구의 작동에 의해 상기 경사판(8, 9)이 제어되어져 메인펌프(2, 3)의 토출유량을 결정하게 된다.

그리고, 상기 메인펌프(2, 3)에서 토출된 유량은 메인콘트롤밸브(4)를 거쳐 굴삭기에 구비된 해당 작동기(5)로 유입되어져 이 작동기를 작동시키면서 그 작동속도를 제어하게 된다.

따라서, 본 발명의 장치에서는 상기 콘트롤러(14)의 전기적인 신호에 비례하여 서어보 액튜에이터(13)의 작동변위량과 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울이 이동하는 변위량이 결정되어지게 되며, 상기 메인콘트롤밸브의 스푸울이 이동하는 변위량에 따라 그에 비례하여 펌프(2, 3)이 토출유량이 결정됨과 더불어, 이와 연계하여 작동기(5)의 속도가 결정되어지게 되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치에서는 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울이 레귤레이터 유니트(11)에서 압력이 일정하게 제어되어진 압유가 수동감압밸브(12)을 통해 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울에 전달되어지게 되므로, 이 스푸울의 이동량을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 따라서, 상기 메인콘트롤밸브의 스푸울 이동량에 따라 제어되는 작동기의 속도를 정확하게 제어할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 특히 본 발명에서 상기 콘트롤러(14)를 원격제어모우드로 설정한 경우에는, 서어보 액튜에이터(13)가 콘트롤러(14)에서 인가되는 전기량에 따라 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울을 직접 비례적으로 이동시키게 되므로, 이 스푸울이 이동할 때 발생하는 마찰력과 유량이 흐를 때 발생하는 유동마찰력이 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울이 이동하는데 영향을 주지 못하게 된다. 따라서, 상기 콘트롤러(4)의 전기신호량에 비례적으로 작동기의 속도를 더욱 정확하게 제어할 수가 있게 되는 것이다.

그리고, 서어보 액튜에이터(13)와 레귤레이터(11)만을 사용하면서 이들 액튜에이터(11)와 레귤레이터(11)가 콘트롤러(14)에 의해 전기적으로 제어되어지게 하므로써 그 구조가 간단해지게 되고, 조작이 편리해지게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진(1)에 의해 가동되는 제1메인펌프(2)와 제2메인펌프(3)에서 토출되는 압유가 메인콘트롤밸브(4)에 의해 제어되어져 작동기(5)로 공급되고, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 내부압력을 감지하는 파일롯센싱라인(6, 7)이 제어기구를 통해 상기 메인펌프(2, 3)의 경사판(8, 9)과 각각 연결되어 상기 메인콘트롤밸브(4)의 내부압력에 따라 메인펌프(2, 3)의 토출유량을 제어하도록 되어 있으며, 상기 메인펌프(2, 3)와 함께 가동되는 보조펌프(10)에서 토출된 압유가 레귤레이터 유니트(11)에서 일정한 압력으로 조정된 다음 수동감압밸브(12)를 통해 상기 메인콘트롤밸브(4)로 공급되어져 이 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울을 작동시키도록 된 굴삭기의 유량제어장치에 있어서, 상기 보조펌프(10)와 수동감압밸브(12)사이에 레귤레이터 유니트(11)가 설치되어 이 레귤레이터 유니트(11)에서 압력이 조정된 압유가 상기 수동감압밸브(12)로 공급되게 되어 있고, 상기 메인콘트롤밸브(4)의 스푸울에 서어보 액튜에이터(13)가 직결되며, 상기 서어보 액튜에이터(13)에 레귤레이터 유니트(11)가 연결되어 이 레귤레이터 유니트(11)에서 조정된 압유가 상기 서어보 액튜에이터(13)로 공급되어 이 서어보 액튜에이터(13)를 작동시키게 되어 있는 한편, 상기 서어보 액튜에이터(13)와 레귤레이터 유니트(11)가 전자콘트롤러(14)에 전기적으로 연결되어 이 전자콘트롤러(14)에 의해 상기 레귤레이터 유니트(11)에서 제어된 압유가 수동감압밸브(12) 또는 서어보 액튜에이터(13)로 공급되어지게 된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유량제어장치.