KR100354416B1 - 유압식조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액츄에이팅 샤프트의 회전 이동에 의해 하나의 동작 위치로 부터 다른 하나의 동작위치로 시프트되도록 적합하게 된 양 위치 밸브체를 포함하는 유압식 조절밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 밸브체의 샤프트는 밸브체의 시프트각도에 대응하는 아크를 통해 뻗은 구동 휠 세그먼트를 운반하며, 상기 휠 세그먼트는 액츄에이팅 샤프트와 구동연결되어 있으며, 스프링 수단은 적어도 어느 한 방향으로의 회전식 시프트 이동의 최종 단계에서 시프트 방향과 반대 방향으로 상기 휠 세그먼트를 편향시키도록 제공된다. 이것은 유용한 회전식 구동 샤프트의 회전 방향을 역전시킴으로써 밸브체가 하나의 작동 위치로 부터 다른 하나의 작동 위치로 신뢰성 있게 시프트되도록 할 수 있다.

Description

유압식 조절 밸브

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 유압식 조절밸브가 응용된 회전식 피스톤 펌프의 하우징의 종단면도.

제 2A 도 및 제 2B 도는 밸브체를 두 동작위치에서 보여주는 한편, 개략적으로 피스톤 실린더 장치를 보여주는 제 1 도의 II - II 선에 따른 횡단면도.

제 3도는 제 1 도의 III - III 선에 따른 횡단면도.

제 4A 도 및 제 4B 도는 피스톤 실린더 장치의 동작으로 구성된 복열식밸브체가 구비되어 있는, 제 2A 도와 제 2B 도와 유사한 개략적인 횡단면도.

본 발명은 유압식 조절밸브에 관한 것으로, 액츄에이팅 샤프트의 회전 이동에 의해 하나의 동작위치로 부터 다른 하나의 동작위치로 시프트되도록 적합하게 된 양 위치 조절밸브를 포함하는 유압식 조절밸브에 관한 것이다.

그러한 조절밸브는 공지된 것이다. 대부분의 조절밸브는 유압 회로에 내장되며, 유압식 피스톤 실린더 장치를 위한 두개의 서비스 연결부, 압력 연결부 및 복귀 연결부를 구비한 하우징을 포함한다. 회전식 스풀형태의 조절밸브는 한정된 각도내에서 수동으로 각도를 이동하기 위해 상기 하우징내부에 탑재된다. 그러한 경우, 액츄에이팅 샤프트는 밸브체의 샤프트와 일치한다. 밸브체의 실제 동작위치에따라, 가압 유체는 연결된 유압식 피스톤 실린더 장치의 한 단부에 공급되는 한편, 그의 다른 한 단부는 유압식 유체 저장소에 연결되어 있다.

본 발명의 목적은 상기에서 설명된 형태의 유압식 밸브체를 제공하는 것으로, 그 밸브체는 두개의 반대방향으로 구동가능한 샤프트에 의해 시프트되도록 적합하게 되어 있다.

본 발명에 따른 이런 목적은, 밸브체의 샤프트가 밸브체의 시프트 각도에 대응하는 아크를 통해 뻗은 구동 휠 세그먼트를 운반하고, 상기 휠 세그먼트는 구동되게 액츄에이팅 샤프트와 연결되어 있으며, 스프링 수단은 적어도 어느 한 방향으로의 회전식 시프트 이동의 최종 단계에서 시프트 방향과는 반대방향으로 상기 휠 세그먼트를 편향시킨다는 점에서 이루어진다. 한 위치로 부터 다른 한 위치로 밸브체를 이동시키게 하는 회전식 시프트 이동의 말기에, 선행하는 회전식 시프트 이동과는 반대방향으로 상기 휠 세그먼트에 힘이 작용하여, 같은 방향으로 계속적으로 회전시킬 수 있는 상기 액츄에이팅 샤프트와 상기 휠 세그먼트가 (미끄럼)결합하도록 유지하여 준다. 이것은, 시프트 방향을 역전하여 밸브를 다른 하나의 동작 위치로 위치시키는 것이 바람직할 때, 액츄에이팅 샤프트가 휠 세그먼트를 수반하게끔 보장해 준다.

바람직하게 휠 세그먼트는 상기 샤프트 주위에서 약간의 공전을 수행할 수 있도록 밸브체의 샤프트상에 탑재된다. 각도 시프트 이동의 일부가 될 필요가 있는 이러한 공전은, 액츄에이팅 샤프트의 회전 방향이 역전될 때, 선행하는 시프트 이동의 말기에 모아진 스프링 에너지가 반대방향으로의 시프트 이동을 주도하는데 완전히 이용되어, 휠 세그먼트가 액츄에이팅 샤프트와 동작가능하게 결합하게 하는 원인이 된다. 그래서 시프트 이동의 제 1 부분은 공전으로서 수행된다. 상기 공전이 완료되는 즉시, 밸브체에는 휠 세그먼트가 수반될 것이다.

밸브체의 샤프트와 휠 세그먼트 사이의 공전 연결은, 상기 액츄에이팅 샤프트상의 기어 또는 피니언과 연동하는 기어 세그먼트에 의해 휠 세그먼트가 형성될 때 특히 유익하다.

본 발명의 유압 조절밸브는 역회전 구동 샤프트가 유용한 모든 경우에 유익하게 응용될 수 있다.

한 예로서, 네덜란드 특허 출원 제 9301011 호 및 제 9301010 호 (대응 유럽 특허 제 A-94201694.0 호 및 제 A-94201695.7 호)에 개시되어 있는 유압식 회전 피스톤 펌프가 참조된다. 그러한 펌프는 전기 모타에 의해 구동되며, 펌프의 회전방향과는 무관한 압력 및 흡입 연결부가 수반되어 있다.

이후에, 본 발명은 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.

제 1 도에 보여진 방사상 피스톤 펌프를 참조하면, 편심 회전자(4)는, 부싱(3)에 의해 둘러싸이고 저장소(2)를 통해 뻗은 구동 샤프트(1)에 의해 구동된다. 다수의 플런저(6)는 원주형으로 간격져 위치되게 펌프 하우징(5)내부에 제공되어, 상기 편심회전자에 의해 방사상으로 왕복운동하게 되어 있다. 유압 유체는 흡입 통로(7)를 거쳐 왕복운동 플런저(6)에 의해 저장소(2)로 부터 흡입되고 원주형 통로(8)안쪽으로 프레스된다.

펌프의 보다 상세한 설명을 위해 상기 언급된 특허 출원이 참조되어 있다.

10은 펌프하우징(5)내부에 제공되어 있는 본 발명의 유압식 조절밸브를 가리킨다. 조절밸브(10)는, 보어(11)내부에 회전가능하게 탑재되고 두개의 반대 위치에서 짧은 길이를 따라 편평하게 되어 있는 원통형의 밸브체(12)를 포함하며, 그에 의해 두개의 반대 공간(14)을 분리하는 중심 웨브(13)를 형성하게 된다 (제 2A 도 및 제 2B 도 참조).

네개의 통로는 중심웨브(13)의 양쪽 공간(14)에 합체된다. 이들 네개의 통로들은 통로(15), 통로(16), 및 실제 정반대로 위치한 두개의 통로(17)(18)를 포함하며, 상기 통로(15)는 연결통로(15a)를 거쳐 펌프의 원주형 압력 통로(8)에 연결되며(제 1 도 참고), 상기 통로(16)는 연결통로(16a)를 거쳐 저장소(2)에 연결되며, 그리고 실제 정반대로 향해 있는 두개의 상기 통로(17)(18) 각각은, 펌프 하우징(5)을 통해 뻗은 연결통로 (도시안됨)를 거쳐 유압식 피스톤 실린더 장치가 펌프에 의해 공급되게 하기 위한 외부 연결부쪽으로 향해 있다(제 2A 도 및 제 2B 도 참고), 이들 연결부는 제 1 도에 도시된 커플링(19)(20)으로 구성되어 있다.

밸브체(12)는, 보여진 예에서 처럼 90° 각도로 간격진 두 동작위치를 갖는다. 직립으로 위치한 중심웨브(13)가 구비된 한 위치에서(제 2A 도 참고), 통로(17)는 상기 공간(14)들중 하나의 공간과 통로(15)를 거쳐 압력 통로(8)에 연결되는 한편, 다른 한 통로(18)는 상기 공간(14)들 중 두번째 공간과 통로(16)를 거쳐 저장소(2)에 연결된다. 수평으로 위치한 중심웨브가 구비된 제 2 동작 위치(제 2B도 참고), 이것이 바로 반대 위치이다.

한 위치로 부터 다른 한 위치로 밸브체(12)(13)를 시프트시키기 위해, 펌프용 구동샤프트(1)가 이용된다. 이런 목적을 위해, 피니언(21)은 펌프하우징(5)의 바깥쪽으로 저장소(2) 내부가 아닌 샤프트(1)상에 제공되며, 상기 피니언은 저장소(2) 안쪽으로 뻗은 원통형 밸브체(12)의 일부분(12a)상에 제공된 기어 세그먼트(22)와 연동한다.

기어 세그먼트(22)는 허브(23)를 통해 뻗힘 밸브체 부분(12a)상에 탑재된다. 허브(23)와 밸브체 부분(12a) 사이의 원주형 연결부는 커플링 핀(24)에 의해 형성되며, 상기 커플링 핀(24)은 상기 밸브체 부분(12a)를 통해 방사상으로 뻗어있으며 허브(23)내부의 직경 리세스(25)와 연동한다. 직경 리세스(25)는, 횡단면에서 보여진 바와 같이, 커플링 핀(24)의 직경 보다 큰 폭을 가지며, 이것이, 커플링 핀(24)과 함께 밸브체 부분(12a)이 허브(23)와 관련하여 소정의 클리어런스 각도α를 통해 어느 한 방향으로의 각도 이동을 수행하게 한다(제 3 도 참고). 보여진 예에서, 두 동작위치는 90°각도로 간격지며, 기어 세그먼트(22)의 톱니는 90 + α°의 아크를 포괄한다.

제 3 도는, 기어 세그먼트(22)가 반시계방향의 회전식 샤프트(1)상의 피니언(21)에 의해 그 우측 각도위치로 회전되는 상황을 예시하고 있다. 그 상황에서, 밸브체(12)는 두개의 작동 위치중 한 위치, 예를 들면, 제 2A 도에 보여진 작동 위치에 위치한다.

추가로 제 3 도는, 예를 들면 플라스틱으로 형성될 수 있는 기어 세그먼트(22)에 두개의 외향돌출 립(26)(27)이 구비되어 있는 것과, 예시된 기어세그먼트(22)의 단부 위치에서 립(26)이 저장소(2)의 내벽(2a)과 결합하고 그 립에 의해 약간 압인되는 것을 보여준다. 립(26)의 압인에 의해 생성된 탄성은 세그먼트(22)를 반대위치(즉, 반시계방향)로 회전시키는 경향이 있으며, 그로인해 좌측 외곽 톱니(28)는 피니언(21)의 톱니와 맞물려지게 된다.

제 3 도에 보여진 상황에서, 유압 유체가 제 2A 도에 보여진 피스톤 실린더 장치에서 피스톤 위의 공간에 공급되는 동안 샤프트(1)는 화살표 방향으로 회전하며, 피니언(21)의 톱니는 톱니(28)의 외곽단부를 지나 미끄러지게 이동할 것이며, 그로 인해 기어 세그먼트는 약간 진동하게 될 것이다. 그러나, 커플링 핀(24)과 직경 리세스(25) 사이의 상기 공전 각도α 덕택에, 이런 진동은 밸브체(12)에 전달되지 않을 것이다. 바람직하게 외곽 톱니(28)(29)는 더욱 연성인 플라스틱으로 형성되어, 진동을 감소시키며 피니언(21)의 회전 톱니가 외곽 톱니(28)(29)와 일으키는 "비팅(beating)"을 조용하고 완충되는 방식으로 발생되도록 유발할 것이다.

제 2A 도에 보여진 동작 위치로부터 제 2B 도에 보여진 동작 위치로 밸브체(12)(13)를 시프트하여 피스톤 실린더 장치의 피스톤 모션을 역전(제 2A 도의 하향 대신 제 2B 도의 상향으로) 시켜야만 할때, 그러한 시프트는 구동 샤프트(1)의 회전방향을 역전시킴으로써 간단히 이루어질 수 있다. 역전하는 즉시, 립(26) 내부의 탄성은 톱니(28)가 피니언(21)의 두개의 연속 톱니사이의 공간으로 들어가도록 유발하고 그로 인해 기어 세그먼트(22)는 반시계방향의 회전 피니언(21)에 의해 시계방향으로 회전하게 된다. 이런 회전 이동의 초기 단계는 공전으로서 수행될 것이다. 각도α(기어 세그먼트와 밸브체 사이의 공전 각도)를 통한 기어 세그먼트(22)의 초기 각도이동 직후에, 밸브체(12)(13)는 허브(23)와 결합한 커플링 핀을 거쳐 좌측방향으로 회전될 것이다.

밸브체와 기어 세그먼트의 반시계방향으로의 회전운동은 제 2 외곽 톱니(29)가 피니언(21)의 톱니로부터 분리되는 순간 멈출 것이다. 그때, 약간 끌리게 진행하는 립(27)은 벽(2a)와 접촉된 채로 이미 이동되며 이로써 소정의 탄성이 발전되어, 다시 시계방향으로 기어 세그먼트(22)를 이동시키는 경향이 있다. 톱니(29)가 상기 구동톱니로부터 분리되자마자 립(27)내부의 탄성영향하에 피니언(21)의 구동톱니 뒤의 공간으로 후퇴하는 한편, 연속회전하는 피니언(21)의 다음 톱니가 일으키는 세그먼트와 밸브체(12)(13)상의 "톡톡 두드리는 소리"는 좌측으로의 최종 구동 추진력을 발생할 것이다. 이것이 피니언 기어 세그먼트 조립체(21-29)를 제 3 도에 보여진 거울상(mirror image)의 상황에 놓을 것이며, 그 상황에서 밸브체(12)(13)는 제 2B 도에 보여진 위치를 취한다.

제 4A 도 및 제 4B 도에 보여진 실시예에서, 원통형 밸브체(12)는 한측면만 편평해진다. 제 2A 도 및 제 2B 도의 웨브(13) 대신에, 한쪽에만 공간(4)이 구비된 반-원통부(13')가 얻어진다. 그 결과, 통로(18)는, 제 2A 도 에서 처럼 통로(16)를 거쳐 저장소에 연결되는 대신에, 보조통로(30)를 거쳐 압력통로(15)에 제 1 밸브위치(제 4A 도)에서 또한 연결될 것이다. 제 4A 도에 보여진 위치에서 유체압력은 두개의 실린더 단부에 공급되며, 이것은 피스톤실린더 장치의 복열식 동작 모드가 수반되어짐을 의미한다.

본 발명이 앞서 설명되고 첨부 도면에 보여진 예에 한정되는 것은 아니다.본 발명의 유압식 조절밸브는, 가역 구동 샤프트가 가역 유압시스템에서 유용한 경우에 유익하게 응용될 수 있다. 본 발명에 따른, 그러한 구동 샤프트는, 유압식 조절밸브를 시프트하는데 이용되어 유압시스템에서 동작 방향을 역전하게 된다.

Claims (7)

1. 액츄에이팅 샤프트의 회전 이동에 의해 하나의 동작위치로부터 다른 하나의 동작위치로 샤프트되도록 적합하게 된 양 위치 밸브체를 포함하는 유압식 조절 밸브에 있어서,

   밸브체의 샤프트는 밸브체의 시프트 각도에 대응하는 아크를 통해 뻗은 구동 휠 세그멘트를 운반하며, 상기 휠 세그먼트는 액츄에이팅 샤프트와 구동연결되어 있으며, 스프링 수단은 적어도 어느 한 방향으로의 회전식 시프트 이동의 최종 단계에서 시프트 방향과는 반대 방향으로 상기 휠 세그먼트를 편향시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
2. 제1항에 있어서,

   휠 세그먼트는 밸브체의 샤프트상에 탑재되어, 상기 샤프트 주위에서 약간의 공전을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
3. 제1항에 있어서,

   휠 세그멘즈가 액츄에이팅 샤프트상의 기어 또는 피니언과 연동하는 기어 세그먼트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
4. 제3항에 있어서,

   피니언과 기어 세그멘트가 플라스틱 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
5. 제4항에 있어서,

   기어 세그멘트의 외곽 톱니가 더욱 연성인 플라스틱 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 스프링수단은 립으로 구성되어 있으며, 상기 립은 기어 세그먼트의 비-톱니 모양의 코어 부분으로부터 외향으로 뻗어있으며 각각의 립이 탄성적으로 변형하는 한편 밸브체의 각 단부 위치에서 주위의 벽과 결합하도록 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.
7. 제6항에 있어서,

   주위 벽은 유압식 펌프의 유체 저장소의 원주형 벽을 구성하며, 가역 구동 샤프트는 저장소를 통해 뻗은 유압식 밸부용 액츄에이팅 샤프트로서 기능하며, 조절 밸브체는 상기 펌프의 하우징 내부에 탑재되고 연장부를 구비하며, 상기 연장부는 기어 세그먼트를 운반하고 저장소 안쪽으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 유압식 조절밸브.