KR100528031B1 - 1차 유압 소비자 및 2차 유압 소비자용 유압 제어 회로 - Google Patents

1차 유압 소비자 및 2차 유압 소비자용 유압 제어 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 가변 송출 장치(10)의 유압 펌프에 의해 이송되는 압력 매체가 각각 하나의 계량 다이어프램(17, 31)를 통해 우선적으로 일차 유압 소비자(14)에 공급되고 2차적으로 이차 유압 소비자(15)에 공급되도록 구성된, 유압 제어 회로에 관한 것이다. 흐름 방향으로 1차 유압 소비자(14)의 제 1계량 다이어프램(17) 상류에서 라인 섹션에 연결된 제 1연결부(46) 및 부하 지시 라인에 연결된 제 2연결부(47)를 포함하는 우선순위 밸브(45)를 제공하는 것은 공지되어 있으며, 상기 밸브의 밸브 부재(48)는 1차 유압 소비자(14)의 부하 압력에 의해서 및 추가적인 힘에 의해서 제 1연결부(46)와 제 2연결부(47) 사이의 연결부의 개방 방향으로 영향을 받을 수 있다. 본 발명에 따라, 우선순위 밸브(45)의 밸브 부재(48)가 흐름 방향으로 제 1계량 다이어프램(17) 상류에 있는 라인 섹션내에서 우세한 압력에 의해서 제 1연결부(46)와 제 2연결부(47) 사이의 연결부의 폐쇄 방향으로 영향을 받을 수 있음으로써, 우선 제어 시스템은 추가의 이송 손실이 발생되지 않는 동시에 충분한 량의 압력 매체가 이송되도록 제조된다.

Description

1차 유압 소비자 및 2차 유압 소비자용 유압 제어 회로 {HYDRAULIC CONTROL CIRCUIT FOR A PRIORITY AND FOR A SECONDARY HYDRAULIC CONSUMER}
본 발명은, 우선적인 일차 유압 소비자 및 보조적인 이차 유압 소비자에 압력 매체를 제공할 수 있으며 청구항 1의 전제부에 따른 장점을 갖는 유압 제어 회로에 관한 것이다.
상기 방식의 유압 제어 회로는 독일 특허 출원 공개 명세서 43 28 283 A1호에 공지되어 있다. 상기 출원 명세서에서 압력 매체는 각각 계량 다이어프램(metering diaphragm)을 통해 2개의 유압 소비자로 흘러가며, 우선적인 일차 유압 소비자에 할당된 제 1계량 다이어프램 앞에 압력 조절기가 접속되고, 보조적인 이차 유압 소비자에 할당된 제 2계량 다이어프램 뒤에 압력 조절기가 접속된다. 충분한 양의 압력 매체가 이송되는 경우, 유압 소비자의 부하 압력에 관계 없이 압력 조절기에 의해서 계량 다이어프램을 통과할 때의 압력차가 일정하게 유지되기 때문에, 하나의 유압 소비자로 흘러가는 압력 매체의 양은 개별 계량 다이어프램의 개구 횡단면에만 의존한다. 압력 매체 공급원으로는 통상적으로 조절 가능한 유압 펌프가 이용되는데, 이 펌프는 유입 라인내의 압력이 최고 부하 압력 보다 정해진 압력차만큼 높도록 최고 부하 압력에 따라 제어될 수 있다. 제 2계량 다이어프램 뒤에 접속된 압력 조절기는 제 2계량 다이어프램 하류의 압력에 의해서 개방 방향으로 작동되고, 후방 제어 챔버내의 제어 압력에 의해서 폐쇄 방향으로 작동되며, 상기 제어 압력은 통상적으로 동일 유압 펌프에 의해 공급받는 모든 유압 소비자들의 최고 부하 압력에 상응한다. 각각 하나의 계량 다이어프램을 통해서, 그리고 상기 계량 다이어프램 뒤에 접속되고 최고 부하 압력에 의해서 후방에서 작동되는 압력 조절기를 통해서 압력 매체를 제공받는 다수의 유압 소비자가 동시에 작동되면, 유압 펌프로부터 공급되는 압력 매체의 양이 필요한 압력 매체의 양보다 더 적은 경우에는 상기 다수의 소비자들로 흘러가는 압력 매체의 양이 동일한 비율로 감소된다. 이 경우에는 부하와 무관하게 유량을 제어하는 제어 장치(LUDV(load-independent throughflow distribution)-제어 장치)를 언급할 수 있다. 상기 방식으로 제어되는 유압 소비자를 간략히 LUDV-소비자라 한다. LUDV-제어 장치에서는 또한 최고 부하 압력이 감지되고, 최고 부하 압력 보다 정해진 압력차(Δp)만큼 더 높은 유입 압력이 압력 매체 공급원으로부터 발생되기 때문에, LUDV-제어 장치는 부하를 감지하는 제어 장치 또는 부하 센싱(loadsensing)-제어 장치(LS-제어 장치)의 특수한 경우이다.
계량 다이어프램 상류의 압력에 의해서만 폐쇄 방향으로 작동되고, 각각의 유압 소비자의 부하 압력 및 압력 스프링에 의해서만 개방 방향으로 작동되는 상류의 압력 조절기를 이용하여 각각의 계량 다이어프램을 통해 압력 매체가 유동하는 다수의 유압 소비자의 경우에는, 부하와 무관한 유량 분배가 이루어지지 않는다. 다만 하나의 LS-제어 장치 및 하나의 LS-소비자만이 이용가능하다. 독일 특허 출원 공개 명세서 43 28 283호에는 하나의 LS-소비자와 하나 이상의 LUDV-소비자 사이의 우선적인 스위칭이 공지되어 있는데, 이 경우 LS-소비자에게는 압력 매체가 일차 소비자로서 제공된다. 이를 위해 우선순위(priority) 밸브가 제공되는데, 이 밸브는 흐름 방향으로 제 1계량 다이어프램 상류의 라인 섹션에 연결된 제 1연결부 및 부하 지시(signaling) 라인과 연결된 제 2연결부를 포함하며, 상기 우선순위 밸브의 밸브 부재는 일차 유압 소비자, 즉 LS-소비자의 부하 압력에 의해서 그리고 추가적인 힘에 의해서 제 1연결부와 제 2연결부 사이의 연결을 개방하는 방향으로 작동될 수 있다. 독일 특허 출원 공개 명세서 43 28 283 A1호에 따른 제어 장치의 우선순위 밸브는 제 2연결부 내의 압력에 의해서 제 1연결부와 제 2연결부 사이의 연결을 폐쇄하는 방향으로 작동된다. 비록 이러한 구성이 LS-소비자에게 우선적으로 압력 매체가 제공되도록 하기는 하지만, 특정 상황에서는 특히 유입 라인내의 압력이 불필요하게 높기 때문에, 결과적으로 압력 손실이 나타난다. 그러한 경우는, 예를 들어, 일차 유압 소비자의 부하 압력이 이차 유압 소비자의 부하 압력 보다 더 높은 경우에 발생한다. 그런 경우 부하 지시 라인 내에는 우선순위 밸브의 밸브 부재상에 작용하는 추가적인 힘과 등가인 압력차만큼 일차 유압 소비자의 부하 압력 보다 더 높은 압력이 형성된다. 이어서, 유압 펌프의 조절에 의해, 부하 지시 라인내의 압력 보다 정해진 압력차(Δp)만큼 더 높은 압력이 유입 라인내에서 형성되고, 그 결과 유입 라인내의 압력은 일차 유압 소비자의 부하 압력 보다 유압 펌프의 조절 부재에서의 조절-압력차(Δp) 이상만큼 더 높은 압력이 된다.
독일 특허 출원 공개 명세서 43 28 283호에는 LS-소비자와 LUDV-소비자 사이에 있는 우선순위 제어 장치가 공개되어 있으며, 독일 특허 출원서 35 07 122 C2호에는 2개의 LS-소비자 사이에 있는 하나의 우선순위 제어 장치가 공개되어 있다. 상기 2개의 유압 소비자에는 각각 하나의 계량 다이어프램 및 상기 계량 다이어프램 앞에 접속된 하나의 압력 조절기를 통해 압력 매체가 제공되며, 상기 압력 조절기는 계량 다이어프램 상류의 압력에 의해서 폐쇄 방향으로 작동된다. 일차 유압 소비자에 할당된 압력 조절기는 상기 유압 소비자의 부하 압력 및 압력 스프링에 의해서 개방 방향으로 작동된다. 2차 유압 소비자용 압력 조절기는 마찬가지로 스프링에 의해서 그리고 우선순위 밸브로서 이용되는 비례식 다이어프램 및 고정 스로틀 사이에서 분기되는 압력에 의해서 폐쇄 방향으로 작동되며, 상기 비례식 다이어프램은 고정 스로틀 및 탱크 라인 사이에 연결되고 일차 유압 소비자의 계량 다이어프램에서의 압력차에 의해 제어된다. 미포화 상태, 즉 충분한 양의 압력 매체가 이송되지 않는 경우에는, 우선적으로 압력 매체가 제공되는 유압 소비자의 계량 다이어프램에서의 압력차가 감소되고, 결과적으로 비례식 다이어프램이 약간 개방되며, 상기 비례식 다이어프램과 고정 스로틀 사이의 압력은 약간 떨어지고, 2차적으로 압력 매체가 제공되는 유압 소비자의 압력 조절기는 일차 유압 소비자를 위해 압력 매체가 재차 충분히 제공될 수 있을 때까지 폐쇄된다.
도 1은 제 1연결부 및 우선순위 밸브의 제어 챔버가 흐름 방향으로 1차 유압 소비자에 할당된 제 1압력 조절기 상류에서 공급부와 공통으로 연결된 제 1실시예이고,
도 2는 제 1연결부 및 우선순위 밸브의 제어 챔버가 흐름 방향으로 압력 조절기 하류에서 공급부와 연결된 제 2실시예이며,
도 3은 우선순위 밸브 주위에 바이패스-라인을 갖는 제 3실시예이고,
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 실시예에 사용될 수 있는 것과 같은, 조절 밸브를 포함하는 조정 펌프의 회로도이다.
본 발명의 목적은, 작동 중에 과다한 파워 손실이 방지되는 방식으로, 하나 또는 다수의 LUDV-소비자에 대해 우선적으로 하나의 LS-소비자에게 압력 매체가 공급되도록 함으로써, 청구항 1의 전제부에 따른 유압 제어 회로를 개선하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따른 청구항 1의 전제부에 기술된 유압 제어 회로에 있어서, 청구항 1의 특징부에 따라 우선순위 밸브의 밸브 부재가, 흐름 방향으로 볼 때 제 1계량 다이어프램 상류의 라인 섹션내에서의 유효(prevailing) 압력에 의해서, 제 1연결부와 제 2연결부 사이의 연결을 폐쇄하는 방향으로 작동될 수 있음으로써 달성된다. 상기와 같이 놀랄 만큼 간단한 문제의 해결책에서는, LS-소비자의 부하 압력이 병렬식으로 작동되는 LUDV-소비자의 부하 압력보다 더 높은 경우에, 부하 지시 라인이 LS-소비자의 부하 압력에 의해 작동되고, 그보다 더 높은 압력에 의해서는 작동되지 않는다. 결과적으로 유입 라인내에서도 역시, LS-소비자의 부하 압력 보다 유압 펌프에서의 조절-압력차(Δp)만큼 더 높은 압력만이 형성된다. LS-소비자의 부하 압력이 병렬식으로 작동되는 LUDV-소비자의 부하 압력보다 더 낮으면, 부하 지시 라인내에는 LUDV-소비자의 부하 압력 또는 동시에 작동되는 다수의 LUDV-소비자의 최고 부하 압력이 형성된다.
본 발명에 따른 유압 제어 회로의 바람직한 실시예는 종속항에서 기술된다.
청구항 2에 따라, 제 1연결부와 제 2연결부 사이의 연결을 개방하는 방향으로 우선순위 밸브의 밸브 부재상에 작용하는 추가적인 힘은 스프링에 의해서 형성되는 것이 바람직하다.
진동에 민감하지 않은 조절을 위해서, 청구항 3에 따라 우선순위 밸브가 비례 밸브로 형성되는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
우선순위 밸브에 의해서 제 1계량 다이어프램에서의 압력차가 감지된다. 미포화시에는 제 1계량 다이어프램 앞에 접속된 제 1압력 조절기가 완전히 개방되기 때문에, 우선순위 밸브의 밸브 부재에 있는 제어 챔버가 청구항 4에 따라 흐름 방향으로 제 1압력 조절기 상류의 유입 라인과 연결될 수 있다. 이것은 제어 장치의 개별 소자들의 구조적인 형상과 관련해서 바람직할 수 있다. 구조적인 관점에서, 청구항 5에 따라 우선순위 밸브의 밸브 부재상에 있는 제어 압력 챔버 및 우선순위 밸브의 제 1연결부가 제 1압력 조절기와 같은 쪽에서 제 1계량 다이어프램까지 이어진 공급부와 연결되는 것도 장점이 될 수 있다.
청구항 6에 따라, 우선순위 밸브 둘레에는 흐름 방향으로 제 1계량 다이어프램 하류의 유동점(flow point)을 부하 지시 라인과 연결시키며 그 내부에 부하 지시 라인 쪽으로 개방되는 체크 밸브가 배치된 바이패스 라인이 제공된다. 이러한 방식으로, LS-소비자가 부하 받는(load-carrying) 한, 즉 최고의 부하 압력을 갖는 한, 부하 지시 라인내에는 상기 부하 압력이 우세하며, 그리고 압력 매체의 양이 작동되는 모든 소비자를 위해 충분하다면, 제 1계량 다이어프램을 통한 압력차가 선행하는 압력 조절기에 의해서 결정된다. 미포화 상태인 경우에만, 우선순위 밸브에서의 추가 힘에 의해 압력차가 결정되며, 일반적으로 제 1압력 조절기에서의 스프링력보다 더 작은 압력차가 상기 추가적인 힘과 등가이다. 청구항 7에 따른 일 실시예에 따라, 유압 펌프에 의해 아직까지 압력이 형성되지 않은 경우에는 압력 매체가 부하 지시 라인으로부터 유입 라인 내부로 흘러 들어가는 것이 방지된다.
본 발명에 따른 유압 제어 회로의 다수의 실시예는 도면에 도시되어 있다. 본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
도 1에 따라 조절 부재(11)를 갖는 조정 펌프(10)는 탱크(12)로부터 압력 매체를 흡인하여 이 매체를 유입 라인(13)의 시스템 내로 송출한다. 상기 유입 라인을 통해서, 동기(synchronous) 실린더로 형성된 일차 유압 소비자(14) 및 차동(differential) 실린더인 적어도 하나의 이차 유압 소비자(15)에 압력 매체가 제공된다. 일차 유압 소비자인 동기 실린더(14)의 방향 및 속도는 4/3-비례-방향 조절 밸브(16)의 적합한 구동에 의해 결정되고, 이 밸브의 밸브 슬라이드는 스프링에 의해 중간 위치에 센터링되며, 상기 위치에서 방향 조절 밸브(16)의 4개의 작동 연결부 및 하나의 제어 연결부(18)가 차단된다. 밸브 슬라이드가 그 중간 위치로부터 한 방향 또는 다른 방향으로 이동되는 경우에는, 밸브 슬라이드가 움직이는 거리에 따라 제 1계량 다이어프램(17)이 상이한 정도로 개방된다. 제어 연결부(18)는 흐름 방향으로 상기 계량 다이어프램 하류에서 동기 실린더(14)까지 이어지는 흐름 파이프와 연결된다.
유입 라인(13)의 시스템과 방향 조절 밸브(16)의 유입 연결부(19) 사이에는 2-방향(way)형 제 1압력 조절기(compensator)(20)가 삽입되는데, 이 조절기의 조절 피스톤은 제 1계량 다이어프램(17) 상류의 압력에 의해 폐쇄 방향으로 작동되고, 그리고 압력 제어 라인(61)을 통해서 그리고 방향 조절 밸브(16)의 제어 연결부(18)내의 압력에 의해서, 즉 동기 실린더(14)의 부하 압력에 의해서 그리고 조절 스프링(21)에 의해서 개방 방향으로 작동된다. 제 1계량 다이어프램(17)에 걸쳐 예를 들어 15 바아의 압력차가 생성되도록 상기 조절 스프링(21)의 힘이 결정된다.
따라서, 일차 유압 소비자(14)에 할당된 제 1압력 조절기(20)는 제 1계량 다이어프램(17) 앞에 접속되는 한편, 이차 유압 소비자(15)에 할당된 제 2압력 조절기(30)는 제 2계량 다이어프램(31) 뒤에 접속된다. 이차 유압소비자인 차동 실린더(15)의 방향을 조절하기 위해 제 2압력 조절기(30)와 차동 실린더 사이에는 방향 조절 밸브(32)가 배치되며, 상기 방향 조절 밸브(32)를 통해서 제 2계량 다이어프램(31)에서의 압력 강하가 비교되기 때문에 차동 실린더(15)가 작동할 때 감지할 수 있는 압력 강하가 더 이상 나타나지 않는다. 제 2계량 다이어프램(31) 및 방향 조절을 위해 필요한 제어 홈이 공지된 방식으로 동일한 밸브 슬라이드에 형성되고, 그 결과 각각의 경우 차동 실린더의 방향 및 속도 조절이 동시에 이루어진다. 제 2압력 조절기(30)의 조절 피스톤(33)은, 전방에서는 상기 제 2계량 다이어프램 하류의 압력에 의해 제 2계량 다이어프램(31)과 방향 조절 밸브(32) 사이의 연결부를 개방하는 방향으로 작동되고, 후방에서는 제어 압력 챔버(34) 내부의 유효 제어 압력 및 예를 들어 단지 0.5 바아의 압력과 등가인 약한 스프링(35)에 의해서 연결부를 폐쇄하는 방향으로, 작동된다. 조절 피스톤(33)의 전면은 조절 피스톤내에서 연장하는 채널(36)을 통해 제어 압력 챔버(34)와 연결되는데, 이 경우 상기 채널(36)내에는 제어 압력 챔버쪽으로 개방되는 체크 밸브(37)가 배치되어 있다.
추가적인 유압 소비자를 위한 추가 계량 다이어프램, 압력 조절기 및 방향 조절 밸브가 이차 유압 소비자(15)를 위한 제 2계량 다이어프램(31), 제 2압력 조절기(30) 및 방향 조절 밸브(32)에 병렬로 유입 라인(13) 시스템에 연결될 수 있다. 이 경우, 모든 제 2압력 조절기(30)의 제어 압력 챔버(34)들이 서로 연결됨으로써, 상기 제어 압력 챔버들내의 압력이 동일해진다. 이차 유압 소비자의 작동시, 압력 조절기의 조절 피스톤(33)은, 압력 조절기의 전면에 형성되는 압력이 제어 압력 챔버(34)내의 압력 보다 스프링(35)의 힘에 등가인 압력차만큼만 더 높은 압력을 갖는 위치를 가지려고 한다.
일차 유압 소비자(14)를 완전히 무시하더라도, 작동되는 모든 이차 유압 소비자(15)의 최고 부하 압력이 각각의 경우 채널(36) 및 체크 밸브(37)를 통해서 제어 압력 챔버(34)내에 제공된다.
제어 압력 챔버(34)는 조정 펌프(10)의 조절 부재(11)로 안내되는 부하 지시 라인(38)에 연결된다. 특히 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 부하 지시 라인(38)은 3개의 연결부를 갖는 조절 밸브(39)까지 가이드되며, 3개의 연결부 중 하나의 연결부는 조정 펌프(10)의 조절 실린더(40)와 연결된다. 조절 밸브(39)의 다른 연결부는 유입 라인(13)과 연결되고 제 3연결부는 탱크(12)와 연결된다. 조절 밸브(39)의 조절 피스톤은, 유입 라인(13)내의 압력에 의해서 제 1연결부를 제 2연결부에 연결하는 방향으로는 작동되고, 부하 지시 라인(38)의 압력 및 조절 스프링(41)에 의해서 제 1연결부를 제 3연결부에 연결하는 방향으로 작동된다. 도 4의 회로도에 따른 조정 펌프 및 조절 밸브는 일반적으로 공지되어 있으며 시장에서 아무런 문제없이 구입할 수 있다. 따라서 더 자세하게 설명하는 것은 불필요할 것이다. 다만 지적되어야 하는 것은, 펌프가 조절됨으로써 부하 지시 라인(38) 내의 압력보다 조절 스프링(41)의 힘과 등가인 압력차만큼 더 높은 압력이 유입 라인(13)내에 설정된다는 것이다. 압력차는 예를 들어 20 바아에 달하며, 이 값은 제 1압력 조절기(20)의 조절 스프링(21)의 힘에 등가인 15 바아의 압력차보다 더 높은 값이다.
압력 매체는 이차 유압 소비자(15)에 제공되는 것보다 우선적으로 일차 유압 소비자(14)에 제공되어야 한다. 이를 위해, 입구 또는 제 1연결부(46) 및 출구 또는 제 2연결부(47)를 갖는 비례 개구로 형성된 우선순위 밸브(45)가 제공된다. 상기 출구는 부하 지시 라인(38)과 연결된다. 입구 또는 제 1연결부(46)는 흐름 방향으로 제 1압력 조절기(20) 상류에서 유입 라인(13)과 연결된다. 우선순위 밸브의 밸브 부재(48)는, 유입 라인(13)에 연결된 제 1제어 압력 챔버(49)내의 압력에 의해서 입구와 출구 사이의 연결을 폐쇄하는 방향으로 작동되고, 제 2제어 압력 챔버(50)내의 압력 및 조절 스프링(51)에 의해서 상기 연결부를 개방하는 방향으로 작동된다. 방향 조절 밸브(16)의 작동시에, 제 2제어 압력 챔버(50)는 제어 라인(61)을 통해서 흐름 방향에서 볼 때 제 1계량 다이어프램(17) 하류의 한 장소에 연결된다. 그에 따라, 제 2제어 압력 챔버내의 압력은 일차 유압 소비자(14)의 부하 압력이 된다. 조절 스프링(51)은, 예를 들어, 제 1제어 압력 챔버(49)내의 압력이 제 2제어 압력 챔버(50)내의 압력보다 13 바아만큼 더 높은 경우에, 우선순위 밸브(45)의 밸브 부재(48)에서 힘의 균형이 이루어지도록, 설계된다. 상기 압력차는 제 1압력 조절기(20)의 조절 스프링(21)의 힘에 등가인 압력차보다 더 낮다.
상기 일차 유압 소비자(14)의 부하 압력과 조정 펌프(10)에 있는 조절 부재(11)의 조절-압력차(Δp)의 총합이 동시에 함께 작동되는 모든 이차 유압 소비자(15)의 최고 부하 압력보다 더 작은 경우에는 언제나, 우선순위 밸브(45)가 작동될 필요 없이, 압력 매체가 우선적으로 공급되어야 하는 일차 유압 소비자(14)에 압력 매체가 충분히 제공된다. 그 이유는 압력 매체가 항상 부하 압력이 가장 작은 유압 소비자로 흘러가기 때문이다.
일차 유압 소비자(14)의 부하 압력이 동시에 작동되는 모든 이차 유압 소비자(15)의 최고 부하 압력보다 더 높은 경우를 가정해 보자. 일차 유압 소비자(14)의 부하 압력은 예를 들어 80 바아인 한편, LUDV-소비자의 최고 부하 압력은 60바아이다. 방향 조절 밸브(16)가 작동되는 경우에, 우선순위 밸브(45)의 제어 압력 챔버(50)내에서 80 바아의 압력이 형성된다. 조절 스프링(51)의 13 바아와 함께, 우선순위 밸브인 비례 밸브(45)의 개방 방향으로 93 바아가 작용한다. 제 1제어 압력 챔버(49)내에서 93 바아의 압력이 형성되면, 상기 밸브의 조절 피스톤에서 힘의 균형이 이루어진다. 이 93 바아의 압력은 부하 지시 라인(38)내에서의 압력보다 펌프 조절 밸브(39)의 조절-압력차(Δp)만큼 더 높기 때문에, 20 바아 수준인 조정 펌프(10)의 조절-압력차(Δp)에 상응하게 부하 지시 라인(38)내에서는 73 바아의 압력이 주도하게 된다. 이 압력은 제 2압력 조절기(30)의 제어 압력 챔버(34)내에서도 형성된다. 압력 조절기의 제 2계량 다이어프램(31)은 아직 폐쇄되어 있다. 유입 라인(13)의 시스템내의 압력이 1차 유압 소비자(14)의 부하 압력 보다 단지 13 바아만큼만 높기 때문에, 제 1압력 조절기(20)는 완전히 개방되고 제 1계량 다이어프램(17)에 걸쳐 다만 13 바아만 압력강하된다. 이 때 이차 유압 소비자(15)가 작동되어야 한다면, 상응하는 제 2계량 다이어프램(31)이 개방되고 상응하는 방향 조절 밸브(32)는 중간 위치로부터 변위된다. 스프링(35)의 영향을 무시하면, 제 2계량 다이어프램(31)과 그 뒤에 접속된 제 2압력 조절기(30) 사이에는 제어 압력 챔버(34)내에서와 동일한 압력, 즉 73 바아 수준의 압력이 설정된다. 그 이유는 그런 경우에만 제 2압력 조절기(30)의 조절 피스톤(33)에서 힘의 균형이 이루어지기 때문이다. 유입 라인(13)의 시스템내의 압력이 93 바아이기 때문에, 제 2계량 다이어프램(31)에 걸친 압력차는, 원하는 바와 같이, 조정 펌프(10)의 조절-압력차(Δp)에 상응하게 20 바아가 된다.
이 때 제 1계량 다이어프램(17)의 개구 횡단면 확대 또는 다수의 제 2계량 다이어프램(31)의 횡단면 확대의 결과로서 펌프로부터 점점 더 많은 양의 압력 매체가 요구되면, 펌프는 결국 자체의 최대 조절 위치, 즉 압력 매체량이 더 이상 증대될 수 없는 최대 조절 위치에 도달하게 된다. 이것은 유입 라인(13) 시스템내에서의 압력을 감소시키며, 그에 따라 우선순위 밸브(45)의 제 1제어 압력 챔버(49)내의 압력이 감소된다. 우선순위 밸브의 밸브 부재인 조절 피스톤(48)이 제 1연결부(46)와 제 2연결부(47) 사이의 연결을 개방하는 방향으로 이동됨으로써, 부하 지시 라인(38)내의 압력 및 제 2압력 조절기(30)의 제어 압력 챔버(34)내의 압력이 상승된다. 제 2계량 다이어프램(31)과 제 2압력 조절기(30) 사이의 압력이 또한 제어 압력 챔버(34)내의 압력 값으로 증가되면, 압력 조절기의 조절 피스톤(33)은 재차 균형 상태에 도달된다. 이 때 제 2계량 다이어프램(31)에 걸친 압력차는 조정 펌프(10)의 조절-압력차(Δp)보다 20 바아의 레벨만큼 더 작다. 그에 상응하게 제 2계량 다이어프램(31)을 통과하여 흐르는 압력 매체의 양도 감소된다. 특히 압력 매체의 양은 유입 라인(13) 시스템내에서 93 바아의 압력이 유지될 정도로 감소된다. 그 이유는 그런 경우에만 우선순위 밸브의 밸브 부재인 조절 피스톤(48)에서 힘의 균형이 이루어지기 때문이다. 그에 따라 제 2계량 다이어프램(31)에 걸친 압력차는 감소되는 한편, 제 1계량 다이어프램(17)에 걸쳐서는 13 바아 레벨의 압력차가 계속적으로 유지된다. 극한적인 경우, 부하 지시 라인(38)내의 압력 및 제 2압력 조절기(30)의 제어 압력 챔버(34)내의 압력이 93 바아까지 상승하고, 그 결과 압력 매체가 더이상 제 2계량 다이어프램(31)을 통해 흐르지 않게 된다.
서술된 미포화 상태에서는 1차 유압 소비자(14)에 할당된 제 1압력 조절기(20)가 완전히 개방된다. 따라서 압력 조절기의 출구에서는 입구 및 유입 라인(13) 시스템내에서와 동일한 압력이 지배하게 된다. 따라서 우선순위 밸브(45)의 제 1연결부(46) 및 제어 압력 챔버(49)는 또한 압력 조절기의 하류에서 방향 조절 밸브(16)까지 이르는 공급부에 연결될 수 있다. 상기 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 그 이외에는 도 2에 따른 실시예가 도 1의 실시예와 완전히 일치하기 때문에, 구성 및 기능면에서 제 1실시예의 상세한 설명이 참조될 수 있다.
다만 도 1 및 도 2에 따른 2가지 실시예에 대해 추가로 언급될 것은, 부하 지시 라인(38)이 유동 조절기(55)를 통해 탱크(12)에 연결되어 있다는 것이다. 유압 소비자들이 작동되지 않는 경우, 부하 지시 라인(38)은 각각의 경우 상기 유동 조절기를 통해서 압력이 방출된다.
도 3에서는 다만 우선순위 밸브(45) 및 제 1압력 조절기(20) 그리고 상기 2개의 밸브까지 가이드되는 다양한 압력 매체 경로만이 나타나며, 상기 압력 매체 경로들은 밸브들과 함께 하우징(60)내에 위치한다. 도 3에 따른 실시예는 대체적으로 도 1에 따른 실시예와 동일하기 때문에, 도 1에 추가로 도시된 소자에 의해 보충될 수 있을 것이다. 도 1에 따른 실시예와 상이한 점은, 방향 조절 밸브(16)의 제어 연결부(18)를 우선순위 밸브(45)의 제어 압력 챔버(50) 및 제 1압력 조절기(20)에 있는 제어 압력 챔버와 연결시키는 제어 라인(61)이 바이패스-라인(62)내에 있는 체크 밸브(63)를 통해서 또한 부하 지시 라인(38)과도 연결되어 있다는 점이다. 이 경우 체크 밸브(63)는 부하 지시 라인(38)으로부터 채널(61) 쪽으로, 즉 방향 조절 밸브(16)의 제어 연결부(18) 쪽으로 차단한다.
또한 우선순위 밸브(45)의 제 2연결부(47)와 부하 지시 라인(38) 사이에도 체크 밸브(64)가 배치된다. 상기 체크 밸브는 제 2연결부(47)쪽으로 차단한다.
도 1에 따른 실시예에서, 만일 우선적으로 작동될 유압 소비자(14)의 부하 압력에서 조절 밸브(39)의 조절 스프링(41)의 힘에 등가인 압력과 우선순위 밸브(45)의 조절 스프링(51)의 힘에 등가인 압력 사이의 차이를 뺀 값이 작동되는 모든 이차 유압 소비자인 LUDV-소비자(15)의 최고 부하 압력 보다 더 크다면, 우선순위 밸브(45)의 조절 스프링(51)은 압력 매체가 충분한 양으로 이송되는 경우에도 제 1계량 다이어프램(17)에서의 압력 강하를 결정한다. 왜냐하면 그런 경우에는, 우선적으로 공급될 일차 유압 소비자(14)의 부하 압력 보다 조절 스프링(41)의 등가 압력과 조절 스프링(51)의 등가 압력 사이의 차이만큼 낮은 압력이 우선순위 밸브(45)를 통해 부하 지시 라인(38)내에서 설정되기 때문이다. 다시 말해서, 예를 들어 부하 압력이 80 바아이고, 조절 스프링(41)의 등가 압력이 20 바아이며, 조절 스프링(51)의 등가 압력이 13 바아인 경우에, 상기 압력은 73 바아에 달하게 된다. 미포화 상태에서는, 부하 지시 라인(38)내의 압력이 상기 값 위로 상승된다.
도 3에 따른 실시예에서, 만약 압력 매체가 충분한 양으로 이송되고 1차 유압 소비자(14)가 부하를 받는(load-carrying) 경우, 상기 유압 소비자의 부하 압력은 체크 밸브(63)를 통해 부하 지시 라인(38) 내로 안내된다. 따라서 유입 라인(13) 시스템내의 압력은 조절 스프링(41)의 등가 압력 만큼, 즉 조정 펌프(10)의 조절-압력차(ΔP) 만큼 유압 소비자(14)의 부하 압력 보다 높게 되며, 다시 말해 부하 압력이 예를 들어 80 바아이고 조절-압력차(ΔP)가 예를 들어 20 바아인 경우에는 상기 압력이 100 바아이다. 그러면 제 1계량 다이어프램(17)에 걸친 압력 강하는, 부하를 받는 제 2소비자(14)의 경우에서와 같이, 제 1압력 조절기(20)의 조절 스프링(21)의 힘에 의해서 결정된다. 미포화 상태에서 유입 라인(13) 시스템내의 압력이 유압 소비자(14)의 부하 압력과 우선순위 밸브(45)의 조절 스프링(51)의 힘에 등가인 압력의 총합까지 떨어지는 경우에만, 즉 예를 들어 80 바아 + 13 바아 = 93 바아까지 강하되는 경우에만, 방향 조절 밸브(16)의 제 1계량 다이어프램(17)에 걸친 압력 강하는 13 바아가 되고, 즉 상기 압력 강하는 조절 스프링(51)의 힘에 의해서 결정된다. 제 1계량 다이어프램(17)에 걸친 압력 강하의 추가 감소는 나타나지 않는데, 그 이유는 미포화 상태가 계속 증가하는 경우에 부하 지시 라인(38)내의 압력이 우선순위 밸브(45)를 통해 증가되고, 그에 따라 LUDV-소비자의 제 2압력 조절기(30)가 폐쇄 방향으로 조정되기 때문이다.
예를 들어 작동 초기에 유입 라인내의 압력이 아직 부하 압력 보다 크지 않는 한, 체크 밸브(64)는 압력 매체가 유압 소비자(14)로부터 체크 밸브(63)를 통해 유입 라인(13)의 시스템내로 흐르는 것을 방지한다.이상과 같은 본원 발명에 따른 유압 제어 회로는, 과다한 파워 손실을 방지하면서도, 하나 또는 다수의 LUDV-소비자에 대해 우선적으로 하나의 LS-소비자에게 압력 매체를 공급할 수 있다.

Claims (7)

  1. 우선적인 제 1 유압 소비자(14) 및 보조적인 제 2 유압 소비자(15)용 유압 제어 회로로서, 제 1계량 다이어프램(17), 제 2계량 다이어프램(31), 압력 매체 공급원(10), 부하 지시 라인(38), 및 우선순위 밸브(45)를 포함하고,
    - 상기 제 1계량 다이어프램(17)을 통해 압력 매체가 상기 일차 유압 소비자(14)에 공급가능하고, 상기 제 1계량 다이어프램(17)에 선행하는 제 1압력 조절기(20)에 의해 상기 제 1계량 다이어프램(17)을 통한 압력차를 설정할 수 있으며,
    - 상기 제 2계량 다이어프램(31)을 통해 압력 매체를 상기 이차 유압 소비자(15)에 공급가능하고, 흐름 방향으로 볼 때 상기 제 2계량 다이어프램(31)의 하류에는 제 2압력 조절기(30)가 연결되며, 상기 제 2압력 조절기(30)는 후방 제어 압력 챔버(34)내에서 형성되는 제어 압력에 의해서 폐쇄 방향으로 작동될 수 있고, 그리고 상기 제 2계량 다이어프램(31) 하류의 압력에 의해서 개방 방향으로 작동될 수 있으며,
    - 상기 압력 매체 공급원(10)은 상기 압력 매체의 이송량을 변동가능하게 공급할 수 있으며, 상기 압력 매체 공급원에 연결된 유입 라인(13) 내의 압력이 상기 유압 소비자(14, 15)들의 최고 부하 압력보다 정해진 압력차만큼 높도록, 상기 작동되는 유압 소비자(14, 15)들의 최고 부하 압력에 따라 제어가능하고,
    - 상기 부하 지시 라인(38)은 상기 이차 유압 소비자(15)의 부하 압력에 의해서 또는 상기 부하 압력으로부터 유도된 압력에 의해서 작동될 수 있고, 상기 제 2압력 조절기(30)의 상기 후방 제어 압력 챔버(34) 및 상기 압력 매체 공급원(10)의 조절 부재(11)와 연결되며, 그리고
    - 상기 우선순위 밸브(45)는 흐름 방향으로 상기 제 1계량 다이어프램(17) 상류의 라인 섹션과 연결된 제 1연결부(46) 및 상기 부하 지시 라인(38)과 연결된 제 2연결부(47)를 구비하고, 상기 우선순위 밸브(45)의 밸브 부재(48)는 상기 1차 유압 소비자(14)의 부하 압력 및 추가적인 힘에 의해서 상기 제 1연결부(46) 및 상기 제 2연결부(47) 사이의 연결을 개방하는 방향으로 작동될 수 있는, 유압 제어 회로에 있어서,
    상기 우선순위 밸브(45)의 상기 밸브 부재(48)는, 흐름 방향으로 상기 제 1계량 다이어프램(17) 상류의 라인 섹션내에서의 유효(prevailing) 압력에 의해, 상기 제 1연결부(46) 및 상기 제 2연결부(47) 사이의 연결을 폐쇄하는 방향으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 우선순위 밸브(45)의 상기 밸브 부재(48)는 스프링(51)에 의해 만들어지는 추가적인 힘에 의해서 개방 방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 우선순위 밸브(45)가 비례 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 우선순위 밸브(45)의 상기 밸브 부재(48)는 흐름 방향으로 상기 제 1압력 조절기(20) 상류의 유입 라인(13)내의 유효 압력에 의해 폐쇄 방향으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 우선순위 밸브(45)의 상기 밸브 부재(48)에 있는 제어 압력 챔버(49) 및 상기 우선순위 밸브(45)의 상기 제 1연결부(46)는 상기 제 1압력 조절기(20)의 상류에서 상기 제 1계량 다이어프램(17)으로의 유입부에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    흐름 방향으로 제 1계량 다이어프램(17) 하류에서 유동점이 바이패스 라인(62)을 통해 상기 부하 지시 라인(38)과 연결되며,
    상기 바이패스 라인(62)내에 상기 부하 지시 라인(38) 쪽으로 개방되는 체크 밸브(63)가 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 바이패스 라인(62)내에 있는 체크 밸브(63)와 상기 우선순위 밸브(45)의 상기 제 2연결부(47) 사이에는 상기 제 2 연결부(47) 쪽으로의 유동을 차단하는 체크 밸브(64)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 제어 회로.
KR10-1999-7007028A 1997-02-04 1997-12-16 1차 유압 소비자 및 2차 유압 소비자용 유압 제어 회로 KR100528031B1 (ko)

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