KR0168993B1 - 중장비용 유량 합류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비용 유량 합류장치에 관한 것으로, 특히 적어도 두 개 이상의 유압펌프가 구비된 유압식 중장비에서 필요에 의해 두 펌프의 토출유량을 합류하여 어느 한 유압액츄에이터에 공급하거나 차단하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 합류장치는, 소정의 신호압 작용에 따라, 제1유압펌프의 토출유를 아암측에 공급하는 유로개폐밸브 및 유로절환밸브와, 또 다른 소정의 신호압 작용에 따라 제2유압펌프의 토출유를 부움측에 공급하는 유로개폐밸브등으로 구성된다.

Description

중장비용 유량 합류장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 합류장치가 적용된 중장비용 메인콘트롤밸브의 개략적 유압회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P1 : 제1유압펌프 P2 : 제2유압펌프

BM : 부움측 콘트롤밸브 BKT : 버킷측 콘트롤밸브

ARM : 아암측 콘트롤밸브 1 : 제1유로개폐밸브

2 : 유로절환밸브 3 : 유로

4 : 체크밸브 5 : 유로

6 : 제3유로개폐밸브 11 : 제2유로개폐밸브

본 발명은 중장비용 유량 합류장치에 관한 것으로, 특히 적어도 두 개 이상의 유압펌프가 구비된 유압식 중장비에서 필요에 의해 두 펌프의 토출유량을 합류하여 어느 한 유압엑츄에이터에 공급하거나 차단하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압식 굴삭기 등과 같은 건설중장비에는 적어도 두 개 이상의 유압펌프가 구비되어 있다. 각 유압펌프는 주행모터, 선회모터, 부움실린더, 아암실린더 및 버킷실린더등과 같은 복수개의 유압엑츄에이터에 대한 작동유공급을 서로 분담하고 있다.

그런데, 경우에 따라서는 두 유압펌프의 토출유량을 합류하여 어느 한 엑츄에이터에 공급하여야 할 필요가 있다. 예를 들어, 작업 중 부움실린더 또는 아암실린더에 과도한 작업부하가 걸리는 경우, 이들의 원활한 작동속도와 작업성을 확보하기 위하여 충분한 작동유를 공급하여야 하고 결국 두 펌프의 토출유량을 합류하여 공급하게 된다.

종래의 합류방식을 보면, 예를 들어 아암합류의 경우, 모노블록(Mono Block)으로 되어 있는 메인콘트롤밸브내에 아암-1과 아암-2의 두 개의 아암 섹션블록(Section Blok)을 구성하고, 메인콘트롤밸브의 외부에서 별도의 배관을 통해 두 펌프 토출유량을 합류시켰다.

이와 같은 종래의 합류방식은, 배관이 많아짐으로써 정비성이 저하되고, 한 개의 섹션이 추가됨으로써 캐스팅 사이즈(Casting Size)가 증가되며 원가상승의 요인이 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 메인콘트롤밸브에 내장됨에 따라 수명이 반영구적으로 되어 정비의 필요가 없고 아암섹션이 한개만으로 구성되어 캐스팅 사이즈의 증가를 전혀 유발하지 않으며 원가가 크게 절감될 수 있는 중장비의 메인콘트롤밸브의 합류장치를 제공하는 것에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 부움 및 버킷측 콘트롤밸브와 연결되어 부움 및 버킷측에 작동유를 공급하는 제1유압펌프와, 아암측 콘트롤밸브와 연결되어 아암측에 작동유를 공급하는 제2유압펌프를 구비하는 중장비용 유량 합류장치에 있어서; 상기 제1유압펌프의 센터바이패스유로 중 모든 콘트롤밸브를 통과한 소정위치에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 개방되어있던 상기 센터바이패스유로를 폐쇄전환하는 제1유로개폐밸브; 상기 제2유압펌프의 센터바이패스유로 중 모든 콘트롤밸브를 통과한 소정위치에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 개방되어있던 상기 센터바이패스유로를 폐쇄전환하는 제2유로개폐밸브; 상기 제2유압펌프의 병렬유로 중 소정 지점과 상기 부움측 유로를 연결하는 유로 중에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 폐쇄되어있던 상기 유로를 개방전환하는 제3유로개폐밸브; 상기 제1유압펌프의 센터바이패스유로 중 최상류측에 설치된 상기 버킷측 콘트롤밸브와 상기 제1유로개폐밸브 사이의 소정 지점과 상기 제2유압펌프의 병렬유로 중 상기 아암측으로 분기된 소정 지점을 서로 연결하는 유로; 및 상기 제1유압펌프의 병렬유로 중 상기 버킷측으로 분기된 소정 위치에 설치되어 상기 병령유로 중의 작동유를 분기하여 일부는 상기 아암측으로 공급하고 나머지 일부는 상기 버킷측으로 공급하는 제1상태와 상기 병렬유로 중의 작동유 전부를 상기 버킷측으로만 공급하는 제2상태를 갖고 소정의 신호압이 작용하면 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되는 유로절환밸브를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 유량 합류장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압은 상기 아암측 콘트롤밸브의 스프울을 구동하기 위한 신호압이고, 상기 제2유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압과 상기 제3유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압 및 상기 유로절환밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압은 상기 부움측 콘트롤밸브의 스프울을 구동하기 위한 신호압이다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 합류장치가 적용된 중장비용 메인콘트롤밸브의 유압회로를 개략적으로 도시하고 있다.

제1도에 도시된 바에 의하면, 제1유압펌프(P1)의 토출유에 의해 부움과 버킷등이 작동될 수 있도록 부움실린더용 콘트롤밸브(BM)와 버킷실린더용 콘트롤밸브(BKT)등이 유로에 의해 연결되어 있고, 제2유압펌프(P2)의 토출유에 의해 아암등이 작동할 수 있도록 아암실린더용 콘트롤밸브(ARM)가 유로에 의해 연결되어 있다. 도면부호 A로 나타낸 것은, 중장비의 메인콘트롤밸브가 되는 모노블록콘트롤밸브(Mono Block Control Valve)의 일체로 나타내는 것으로, 전술한 BM, BKT 및 ARM등은 모두 실제로는 이 모노블록콘트롤밸브(A)의 각각의 섹션콘트롤밸브들로 할당되어 있다. 그리고, 스윙모터와 주행모터 및 악세서리등의 유압엑츄에이터들을 위한 섹션들은 본 실시예의 합류장치와는 상관이 없으므로 개략적으로 도시는 되었지만 별도의 도면부호가 부여되어 있지는 않다. 또한, 각 섹션콘트롤밸브들의 내부유로는 도시되지 않아도 중장비 업계의 통상의 전문가에게는 자명할 것이므로 도시가 생략되어 있다.

제1유압펌프(P1)과 콘트롤밸브(BM 및 BKT)들은 각각 센터바이패스유로(CBP1) 및 병렬유로(PP1)에 의해 연결되고, 제2유압펌프(P2)와 콘트롤밸브(ARM)들은 각각 센터바이패스유로(CBP2) 및 병렬유로(PP2)에 의해 연결된다. 이 센터바이패스유로(CBP1,CBP2)와 병렬유로(PP1,PP2)들은 모두 실제로는 외부배관이 아닌 전술한 모노블록콘트롤밸브(A)내의 내부유로로 형성되어 있다.

제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(CBP1) 중 모든 콘트롤밸브섹션(BM,BKT등)들을 통과한 소정 위치에는 유로개폐밸브(1-제1유로개폐밸브)가 설치되어 있다. 이 제1유로개폐밸브(1)는 정상상태에서 밸브스프링에 의해 센터바이패스통로(CBP1)를 개방하는 상태로 탄성바이어스되어 있다가 소정의 신호압(a1k)이 전술한 밸브스프링의 대향측에 작용하게되면 이 센터바이패스통로(CBP1)를 폐쇄하는 상태로 전환된다.

제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(CBP2) 중 모든 콘트롤밸브섹션(ARM등)들을 통과한 소정 위치에는 유로개폐밸브(11-제2유로개폐밸브)가 설치되어 있다. 이 제2유로개폐밸브(11)는 정상상태에서 밸브스프링에 의해 센터바이패스통로(CBP2)를 개방하는 상태로 탄성바이어스 되어있다가 소정의 신호압(a1s)이 전술한 밸브스프링의 대향측에 작용하게 되면 이 센터바이패스통로(CBP2)를 폐쇄하는 상태로 전환된다.

제1유압펌프(P1)의 버킷(BKT)측으로 분기된 병렬유로(PP1)중 소정위치에는 유로절환밸브(2)가 설치되어 있다. 이 유로절환밸브(2)는 버킷(BKT)측으로 분기된 병렬유로(PP1)를 분기하여 병렬유로(PP1)중의 작동유의 일부는 오리피스(2a)와 체크밸브(2b)를 통해 제2유압펌프(P2)의 아암(ARM)측으로 분기된 병렬유로(PP2)와 합류시키고 나머지 일부는 오리피스(2c)와 체크밸브(2d)를 통해 버킷(BKT)측으로 보내는 제1상태(Ⅰ)와, 병렬유로(PP1)중의 작동유 전부를 오리피스(2e)와 체크밸브(2f)를 통해 버킷(BKT)측으로만 보내는 제2상태(Ⅱ)를 갖는다. 이 유로절환밸브(2)는 정상상태에서 밸브스프링에 의해 제1상태(Ⅰ)로 탄성바이어스되어있다가 소정의 신호압(a1s)이 전술한 밸브스프링의 대향측에 작용하게 되면 제2상태(Ⅱ)로 전환된다.

전술한 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스유로(CBP1)중, 전술한 버킷(BKT)섹션과 유로개폐밸브(1) 사이의 소정 지점이 분기되어, 유로(3)에 의해 유로(3)중에 설치된 체크밸브(4)를 통과한 후 전술한 제2유압펌프(P2)의 아암(ARM)측으로 분기된 병렬유로(PP2)와 합류된다.

제1유압펌프(P1)의 센터바이패스유로(CBP1)중 부움(BM)섹션을 통과하기 전의 소정 지점과 제2유압펌프(P2)의 병렬유로(PP2)중 어느 섹션으로도 분기되기 전의 소정 지점이 유로(5)에 의해 연결되며, 이 유로(5)중 소정위치에 유로개폐밸브(6-제3유로개폐밸브)가 설치되어 있다. 이 제3유로개폐밸브(6)는 정상상태에서 밸브스프링에 의해 이 유로(6)를 폐쇄하는 상태로 탄성바이어스되어있다가 전술한 밸브스프링의 대향측에 소정의 신호압(a1s)이 작용하면 유로(6)를 개방하는 상태로 전환된다.

전술한 내용 중, 신호압(a1s)는 기본적으로는 부움(BM)측 콘트롤밸브섹션의 스프울을 구동하기 위한 신호압이고, 신호압(a1k)는 아암(ARM)측 콘트롤밸브섹션의 스프울을 구동하기 위한 신호압이다. 다시말해, 신호압(a1s)가 작용하면 부움(BM)이 작동되고 있다는 것을 의미하며, 신호압(a1k)가 작용하면 아암(ARM)이 작동되고 있다는 것을 의미한다.

이하, 위와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 설명한다.

작동 설명상의 편의를 위해 상태를 몇가지로 나누어 설명하기로 한다.

먼저, 신호압(a1s)가 작용하지 않고 신호압(a1k)가 작용하지 않는 경우를 본다. 이 경우는, 다시 말해 부움(BM)이 작동하지 않고 아암(ARM)만 작동하는 경우를 뜻하며, 당연히 제1유압펌프(P1) 토출유는 제2유압펌프(P2) 토출유와 합류되어 아암(ARM)측에 공급되어야 한다.

신호압(a1k)가 작용하고 있으므로 제1유로개폐밸브(1)은 센터바이패스유로(CBP1)를 폐쇄하는 상태로 전환되고, 센터바이패스유로(CBP1)중의 작동유는 유로(3)을 통해 아암(ARM)측으로 분기된 병렬유로(PP2)와 합류한 후, 아암(ARM)측에 공급된다.

한편, 신호압(a1s)이 작용하고 있지 않으므로 유로절환밸브(2)는 제1상태(Ⅰ)를 유지하고 버킷(BKT)측 병렬유로(PP1)중의 작동유는 아암(ARM)측으로 분기된 병렬유로(PP2)와 합류된 후, 아암(ARM)측에 공급된다.

또한, 신호압(a1s)이 작용하고 있지 않으므로 제3유로개폐밸브(6)은 유로(5)를 폐쇄하는 상태를 유지하므로 이 부분에서 제2유압펌프(P2)계통과 제1유압펌프(P2) 계통과의 작동유 합류는 일어나지 않는다.

또한, 신호압(a1s)이 작용하고 있지 않으므로 제2유로개폐밸브(11)는 센터바이패스유로(CBP2)를 개방하는 상태를 유지하고 있다.

따라서, 이 경우 제1유압펌프(P1)의 토출유 중, 충분한 유량이 아암(ARM)측에 합류되므로, 아암(ARM) 단독 작동시의 원활한 작동속도와 작업성이 얻어질 수 있다.

다음, 신호압(a1s)와 신호압(a1k)가 동시에 작용하는 경우를 본다. 이 경우는, 부움(BM)과 아암(ARM)이 동시에 작용하는 경우를 뜻하며, 아암(ARM)측으로의 합류유량은 극히 제한되거나 차단되어야 하고, 부움(BM)측에 충분한 유량이 공급되어야 한다.

신호압(a1s)이 작용하고 있으므로 제2유로개폐밸브(11)는 센터바이패스유로(CBP2)를 폐쇄하는 상태로 전환되고, 제3유로개폐밸브(6)은 유로(5)를 개방하는 상태로 전환된다. 따라서, 제2유압펌프(P2) 토출유는 유로(5)를 통해 부움(BM)측으로 공급될 수 있다.

그리고, 신호압(a1s)가 작용하고 있으므로, 유로절환밸브(2)는 제2상태(Ⅱ)로 전환되고, 버킷(BKT)측 병렬유로 중의 작동유는 버킷(BKT)측으로만 공급될 수 있을 뿐 아암(ARM)측으로는 공급되지 않는다.

한편, 신호압(a1k)는 여전히 작용하고 있으므로 제1유로개폐밸브(1)은 센터바이패스유로(CBP1)를 폐쇄하는 상태이고, 센터바이패스유로(CBP1)중의 작동유는 유로(3)을 통해 아암(ARM)측으로 분기된 병렬유로(PP2)와 합류된 후, 아암(ARM)측에 공급된다.

따라서, 이 경우 아암(ARM)측으로의 합류유량은 극히 제한되고, 부움(BM)측에 제1유압펌프(P1)와 제2유압펌프(P2)의 충분한 유량이 합류되어 공급된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 모노블록으로 구성된 메인콘트롤밸브의 바디내에 내장 형성되어 합류 및 합류제한 기능을 필요에 따라 효과적으로 수행할 수 있으며, 수명이 반영구적으로 되어 정비의 필요가 없고 아암섹션이 한개만으로 구성되어 캐스팅 사이즈의 증가를 전혀 유발하지 않으며 원가가 크게 절감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 부움 및 버킷측 콘트롤밸브와 연결되어 부움 및 버킷측에 작동유를 공급하는 제1유압펌프와, 아암측 콘트롤밸브와 연결되어 아암측에 작동유를 공급하는 제2유압펌프를 구비하는 중장비용 유량 합류장치에 있어서; 상기 제1유압펌프의 센터바이패스유로 중 모든 콘트롤밸브를 통과한 소정위치에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 개방되어있던 상기 센터바이패스유로를 폐쇄전환하는 제1유로개폐밸브; 상기 제2유압펌프의 센터바이패스유로 중 모든 콘트롤밸브를 통과한 소정위치에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 개방되어있던 상기 센터바이패스유로를 폐쇄전환하는 제2유로개폐밸브; 상기 제2유압펌프의 병렬유로 중 소정 지점과 상기 부움측 유로를 연결하는 유로 중에 설치되어 소정의 신호압이 작용하면 폐쇄되어 있던 상기 유로를 개방전환하는 제3유로개폐밸브; 상기 제1유압펌프의 센터바이패스유로 중 최상류측에 설치된 상기 버킷측 콘트롤밸브와 상기 제1유로개폐밸브 사이의 소정 지점과 상기 제2유압펌프의 병렬유로 중 상기 아암측으로 분기된 소정 지점을 서로 연결하는 유로; 및 상기 제1유압펌프의 병렬유로 중 상기 버킷측으로 분기된 소정위치에 설치되어 상기 병렬유로 중의 작동유를 분기하여 일부는 상기 아암측으로 공급하고 나머지 일부는 상기 버킷측으로 공급하는 제1상태와 상기 병렬유로 중의 작동유 전부를 상기 버킷측으로만 공급하는 제2상태를 갖고 소정의 신호압이 작용하면 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되는 유로절환밸브를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 유량 합류장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압은 상기 아암측 콘트롤밸브의 스프울을 구동하기 위한 신호압이고, 상기 제2유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압과 상기 제3유로개폐밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압 및 상기 유로절환밸브에 작용하는 상기 소정의 신호압은 상기 부움측 콘트롤밸브의 스프울을 구동하기 위한 신호압인 것을 특징으로 하는 중장비용 유량 합류장치.