KR100549447B1 - 정압 전동장치 및 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법 - Google Patents

정압 전동장치 및 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐쇄 유압회로를 가지고 있는 정압 전동장치에 대한 것이다. 이와 같은 정압 전동장치는 부품의 오차나 마모로 인해 정확한 작동이 어렵다는 것이 드러났다. 따라서 정압 전동장치에 조정 장치와 과부하 방지 장치를 설치하기를 제안한다.

Description

정압 전동장치 및 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법{Hydrostatic Transmission}
본 발명은 컨슈머를 포함하는 폐쇄 유압회로를 가지고 있는 정압 전동장치에 관한 것으로, 이 컨슈머(consumer)는 작업도관을 통해 가역의 유압 펌프에 연결되어 있고 외부의 압력매체원에 의해서 양 방향으로 가압된다. 유압 회로는 유압 펌프의 누출유동에 의존하는 제 1의 연속 세정(rinsing) 및 공급 회로 이외에도 이와는 별도로 외부의 압력매체원에 연결되어 있는 제 2 불연속 세정회로를 갖고 있다. 또한 정압 전동장치는 밸브를 통하여 유압펌프를 조정하는 조정장치를 포함하고 있다.
이런 종류의 유압 펌프는 DE 44 22 424 A1에 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 종류의 정압 전동장치의 유압 부품 및 전자 부품의 오차로 인해, 그리고 노즐과 틈새에 있어서의 상이한 마모 때문에 불규칙한 작동이 발생하고, 이것은 정압 전동장치가 정확하고 또한 재현가능한 작동을 수행하는 것을 불가능하게 만든다는 것이 드러났다. 또한, 예컨대 정압 전동장치의 스트로크 변위의 실제값을 파악하기 위한 변위센서의 오류 등의 오류 때문에 신호가 왜곡되거나 전혀 발생되지 않아서 정압 전동장치가 손상되거나 파괴될 위험이 있었다.
본 발명의 목적은 상기 종류의 정압 전동장치를 정확하게 재현가능한 작동이 가능하고 그때 시스템의 과부하는 배제되도록 구성하는데 있다.
이를 위해 정압 전동장치의 직접 주위의 외부에 설치되어 있는 조정장치는 정압 전동장치에 직접 부설된 제어장치와 상호작용하고, 이 제어장치는 서보밸브로서 형성된 밸브를 포함하고, 정압전동장치를 조정하기 위하여 서보밸브는 제어장치에 의하여 수동제어로 전환가능하고, 서보밸브와 유압펌프 사이에는 수동으로 작동하는 잠금밸브가 설치되고, 가압하는데 사용되는 쓰로틀밸브는 조절가능하고 또한 잠금가능하다. 작업도관은 실제압력센서를 구비하고 있다.
유압 펌프는 서보 밸브를 사용함으로써 좀 더 정확히 조정될 수 있게 된다. 정압 전동장치의 각 구성요소를 조정하기 위하여 서보 밸브를 수동으로 작동하여 유압 펌프가 유량 "0"에 맞춰지도록 한다. 이를 위해서는 청구범위 제 4 항에 기재된 바와 같이 쓰로틀 밸브를 잠가야 한다. 작업도관에 있어서의 압력 실제값 센서는 두 센서가 같은 수치에 도달할 때만 유량 "0"를 신호화한다. 쓰로틀 밸브도 서보 밸브도 다 조절 가능하다.
센서에 의하여 수집된 신호는 과부하 방지를 위해 설치한 제어장치로 전송되면, 제어장치는 센서에 나타나는 현재 수치를 이전에 설정한 목표치와 비교하고, 경우에 따라서는 손상이나 파괴를 막기 위해 정압 전동장치가 차단 또는 전환된다.
이에 상응하는 표시장치를 구비한 공통의 제어장치를 통하여 각 부품의 조절 과정 및 과부하를 위한 조치가 제어되고 또한 조작된다.
본원의 청구항 1에 따르면, 외부 압력 매체원으로부터 양측으로 가압되고, 작업도관을 통하여 가역유압펌프에 연결된 컨슈머를 가진 폐쇄 유압회로를 구비한 정압전동장치로서, 유압회로는 유압펌프의 누출에 의존하는 제1연속세정 및 공급회로와 이와는 별개로, 외부압력매체원에 연결된 단속적인 제2세정회로를 가지고 있고, 밸브를 통하여 유압펌프를 조정하는 조절가능한 조정장치를 구비한 정압전동장치에 있어서, 정압전동장치의 직접 주위 외부에 설치된 조정장치는 정압전동장치에 직접 부설된 제어장치(25)와 상호작동하고, 이 제어장치는 서보밸브로서 형성된 밸브를 포함하고, 정압전동장치를 조정하기 위하여 서보밸브(17)는 제어장치(25)에 의하여 수동제어로 전환가능하고, 제어장치(25)에 의한 서보 밸브(17)와 유압펌프 조절장치 사이에는 수동으로 작동하는 잠금 밸브(16)가 설치되고, 가압하는데 사용되는 쓰로틀 밸브(6, 7)는 조정 및 잠금가능하고, 작업도관(4, 5)은 압력 실제값을 전송하는 실제압력센서(21, 23)를 구비하고 있는 정압 전동장치가 제공된다.
본원의 청구항 2에 따르면, 제 1 항에 기재된 정압 전동장치에 있어서, 서보 밸브(17), 쓰로틀 밸브(6, 7)의 수동 제어 및 잠금 밸브(16)의 잠금을 위한 조정장치는 실제압력센서(21, 23)의 표시장치(27)와 함께 공통의 제어 장치(25)에 통합되어 있는 정압 전동장치가 제공된다.
본원의 청구항 3에 따르면, 제 2 항에 기재된 정압 전동장치에 있어서, 제어 장치(25)가 컨슈머(2) 또는 서보 밸브(17)의 실제변위센서(14, 19)의 초기값, 유압펌프(3)의 실제각도센서(18)의 초기값, 압력매체의 온도를 측정하는 실제온도센서(22, 24)의 초기값 및 유압 펌프(3)의 구동모터의 전기 소비량을 측정하는 센서(전류측정기(20))의 출력값을 측정하고, 상기 센서들을 통해서 측정된 값을 표시 또는 평가하는 장치를 추가적으로 포함하는 정압 전동장치가 제공된다.
본원의 청구항 4에 따르면, 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 기재된 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법에 있어서, 작업도관(4, 5)에 부설된 압력 실제값 센서(21, 23)의 압력값이 같아질 때까지 쓰로틀 밸브(6, 7)를 수동으로 잠근 후에 서보 밸브(17)를 수동으로 조작함으로써, 유압 펌프(3)의 출력 "0"에 상당하는 설정각도가 확정되는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법이 제공된다.
본원의 청구항 5에 따르면, 제 4항에 기재된 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법에 있어서, 컨슈머의 가압을 동기시키기 위하여, 출력 "0"으로 조절가능하고, 이 출력"0"으로의 조정공정을 동안 구속된 유압펌프(3)에 대하여, 압력매체에 의하여 예압을 가하는 쓰로틀 밸브(6,7)의 공급량이 조절되고, 작업도관에 부설된 압력센서(21,23)의 동일 압력값을 확보되도록 쓰로틀 밸브(6,7)가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법이 제공된다.
본원의 청구항 6에 따르면, 제 4항에 기재된 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법에 있어서, 유압 펌프 (3)가 출력 "0"에 도달할 때까지, 또는 작업도관(4, 5)에 부설되어 있는 실제압력센서(21, 23)가 동일 압력값에 도달할 때까지, 또는 펌프조절실린더 (15)에 장착되어 있는 실제각도센서(18)가 출력"0"에 해당하는 각도에 도달할 때까지 수동으로 서보 밸브 (17)를 조절하고, 서보 밸브(17)의 이 위치가 저장되고 제어 장치(25)가 "0 위치"로 설정되는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법이 제공된다.
본원의 청구항 7에 따르면, 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 기재된 정압 전동장치에 있어서, 제어 장치(25)가 감시 장치를 가지고 있고, 이 감시장치는 센서(14, 18-24)의 출력값을 받아서, 출력값과 각 센서에 상응하여 설정된 목표값과 비교하고, 또한 적어도 하나의 목표값을 초과하는 때에는 정압전동장치의 차단이 행해지는 정압 전동장치가 제공된다.
본원의 청구항 8에 따르면, 제 7항에 기재된 정압 전동장치 있어서, 차단은 지연되어 행해지고, 이 지연간격은 미리 설정된 값을 초과하는 정도에 의존하는 정압 전동장치가 제공된다.
본 발명품을 더욱 자세히 설명하기 위해 도면 2개를 첨부한다. 각각의 도면은 다음과 같다.
도 1은 컨슈머(2)와 폐쇄 유압회로를 이루고 있는 정압 전동장치(1)를 보여준다. 정압 전동장치(1)는 유압 펌프(3)로 이루어지는데, 이 펌프는 작업도관(4, 5)을 통해 컨슈머(2)와 연결되어 있다. 조정 가능하고 잠금 가능한 쓰로틀 밸브(6, 7)를 통해 정압 전동장치(1)는 가압될 수 있다. 쓰로틀 밸브(6, 7)사이에는 공급관(8)이 연결되어 있고, 이 공급관은 쓰로틀 밸브(6, 7)와 외부의 압력매체원(9)을 연결시킨다. 압력매체원(9)은 도관(10)을 통해 (4/3)방향 전환밸브(3위치 4접속방향 전환밸브)(11)와 연결되어 있다. 유압 회로는 이 방향 전환밸브에 의해 불연속적으로 세척될 수 있는 반면, 유압회로의 연속적인 세척은 공급관(8)과 쓰로틀 밸브(6,7)에 의해 행해진다. 그리하여 시스템에서의 누출이 규칙적으로 보상될 수 있다. 컨슈머(2)에 평행하게 연결되어 있는 바이패스 밸브(bypass valve)(12)는 특히 컨슈머(2)를 보호하기 위하여 전기적으로 작동될 수 있다. 유압 펌프(3)는 구동모터(13)를 통해 작동된다. 컨슈머(2)에는 실제변위센서(14)가 부착되어 있다.
유압 펌프(3)는 펌프조절실린더(15)를 수단으로 하여 조절된다. 펌프조절실린더(15)는 잠금 밸브(16)를 통해 서보 밸브(17)에 연결되어 있으며, 실제각도값 t센서(18)를 가지고 있다. 한편 서보 밸브(17)에는 실제변위 센서(19)가 부착되어 있다. 모터(13)를 흐르는 전류는 전류측정기(20)에 의해 측정된다. 작업도관(4)에는 실제압력센서(21)와 실제온도센서(22)가 장착되어 있다. 그리고 작업도관(5)에는 실제압력센서(23)와 실제온도센서(24)가 장착되어 있다.
이미 언급한 센서(14, 18, 19, 21 내지 24)의 실제값 신호와 전류 측정기(20)의 실제값 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 제어 장치(25)로 전달된다. 목표값은 입력유닛을 통하여 제어장치(25)에 입력되지만, 측정된 실제값이 초기 목표값으로서 기능할 수도 있다. 제어 장치(25)의 출력은 (4/3)방향 전환 밸브(11), 바이패스 밸브(12), 모터(13), 잠금 밸브(16), 서보 밸브(17)에 가해진다.
측정된 실제값은 제어 장치(25)에 설정한 목표값과 비교된다. 변위, 압력, 각도, 온도 면에서 실제값이 목표값을 초과했을 경우, 출력을 통하여 과부하를 방지하기 위해 밸브(11, 12, 16, 17) 또는 모터(13) 중 적어도 하나가 차단되거나 또는 전환되거나 또는 과부하 상태로 되지 않게 하는 위치로 배치된다.
각 부품의 조정은 다음과 같이 한다. 제어 장치(25)를 통하여, 정압 전동장치를 정상적으로 작동할 때는 도시되지 않은 조정장치가 차단된다. 쓰로틀 밸브(6, 7)는 폐쇄된다. 잠금 밸브(16)와 서보 밸브(17)는 제어 장치(25)에 의해 수동으로 전환하는데, 여기에서 잠금 밸브(16)는 개방상태로 된다. 서보 밸브(17)를 이동시킴으로써 펌프 조정실린더(15)와, 이에 따른 유압펌프(3)의 조정은 실제압력센서(21,23)가 동일압력을 나타낼 때까지 변화한다. 그 결과, 작업도관(4, 5)에는 동일한 압력이 있게 되고, 유압 펌프(3)는 양 방향으로 동일한 양의 압력매체를 압송하게 된다. 이러한 위치는 펌프 위치 "0"에 해당한다. 각도센서(18)로 측정한 상응하는 각도는 제어장치(25)에 펌프 위치 "0", 혹은 각도 0로서 입력되어 저장된다. 이로써 유압 펌프(3)의 조정은 끝난다.
쓰로틀 밸브(6, 7)를 조절하기 위해서는, 유압 펌프(3)는 결정된 펌프 위치 "0"에 잠금 밸브(16)에 의하여 유지된다. 이를 위해 잠금 밸브(16)는 잠겨진다. 이제 유압 회로는 압력매체원(9)으로부터 공급관(8)을 통해 쓰로틀 밸브(6, 7)로 압력매체의 공급을 받는다. 여기에서 쓰로틀 밸브(6, 7)는 다시 실제압력센서(21, 23)가 동일한 압력을 나타내도록 조절된다. 동일한 압력값을 보장하는 이 위치에서 쓰로틀 밸브는 조절되고 유지된다.
최종적으로 서보 밸브(17)가 조절된다. 이를 위해서 잠금 밸브(16)는 개방되고, 펌프조절실린더(15)의 실제각도센서(18)가 이전에 저장된 각도 0의 위치를 신호할 때까지 서보 밸브(17)가 수동으로 변위된다. 이렇게 해서 얻은 서보 밸브의 "0"위치도 역시 제어 장치(25)에 기준값으로 저장되고, 미도시의 조정장치에도 저장될 수 있다.
제어 장치(25)에는 표시장치(27)가 있다. 이 표시장치에는 압력 실제값, 압력 목표값, 압력 실제값과 압력 목표값의 차이, 두 센서(21, 23)간 압력 실제값 측정치의 차이가 표시된다. 또한 나머지 실제값 센서가 전송하는 변위, 압력, 각도, 전류 실제값과 각각에 대한 목표값이 표시 장치에 표시된다. 정압 전동장치는 수동으로 제어될 수 있고 또한 입력 장치(26) 또는 작동 장치(28)를 사용해 적당하게 조절될 수 있다.
정압 전동장치의 조절이 끝나면, 제어 장치(25)를 사용해 조정장치를 다시 작동시킨다. 이때 제어 장치(25)는 과부하가 걸리지 않도록 하는 역할을 한다.
이를 위해, 제어 장치(25)에 보내지는 목표값과 실제값은 서로 비교되어 미리 설정된 목표값 중 최소한 하나라도 초과되었을 경우는 정압 전동장치(1)가 제어 장치(25)에 의해 차단되거나 전환된다.
도 1은 컨슈머를 구비한 정압 전동장치를 도시한 도면,
도 2는 정압 전동장치용 제어 장치의 개략도.

Claims (8)

  1. 외부 압력 매체원으로부터 그 양측이 연결되어 가압되고 작업도관을 통하여 가역유압펌프에 연결된 컨슈머를 가진 폐쇄 유압회로를 구비한 정압전동장치로서, 유압회로는 유압펌프의 누출유동에 의존하는 연속적인 제1세정 및 공급회로 및 이와는 독립된, 외부압력매체원에 연결된 단속적인 제2세정회로를 가지고 있고, 밸브를 통하여 유압펌프를 조정하는 조절가능한 조정장치를 구비한 정압전동장치에 있어서,
    상기 정압전동장치의 직접 주위 외부에 설치된 상기 조정장치는 정압전동장치에 직접 부설된 제어장치(25)와 상호작용하고, 이 제어장치는 서보밸브(17)로서 형성된 밸브를 포함하고, 정압전동장치를 조정하기 위하여 이 서보밸브(17)는 이 제어장치(25)에 의하여 수동제어로 전환가능하고, 제어장치(25)에 의하여 전환가능한 서보밸브(17)와 유압펌프 조절장치 사이에는 수동으로 작동하는 잠금 밸브(16)가 설치되고, 가압하는데 사용되는 쓰로틀 밸브(6, 7)는 조정 및 잠금가능하고, 작업도관(4, 5)은 압력 실제값을 전송하는 실제압력센서(21, 23)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 서보 밸브(17), 쓰로틀 밸브(6, 7)의 수동 제어 및 잠금 밸브(16)의 잠금을 위한 조정장치들은 압력 실제값 센서(21, 23)의 표시장치(27)와 함께 공통의 제어 장치(25)에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치(25)는 컨슈머(2) 또는 서보 밸브(17)의 실제변위센서(14, 19)로부터의 초기값, 유압펌프(3)의 실제각도센서(18)로부터의 초기값, 압력매체의 온도를 측정하는 실제온도센서(22, 24)의 초기값 및 유압펌프(3)의 구동모터의 전기 소비량을 측정하는 센서(전류측정기(20))의 초기값 및 상기 센서들에 의해 측정된 값을 표시 또는 평가하는 장치를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항의 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법에 있어서, 작업도관(4, 5)에 부설된 실제압력센서(21, 23)의 압력값이 같아질 때까지 쓰로틀 밸브(6, 7)를 수동으로 잠근 후에 서보 밸브(17)를 수동으로 조작함으로써 유압 펌프(3)의 출력 "0"에 상당하는 설정각도가 확정되는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법.
  5. 제 4항에 있어서, 컨슈머에 대한 가압을 동기시키기 위하여, 출력 "0"으로 조절되고, 이 출력"0"으로의 조정공정 동안 구속된 유압펌프(3)에 대하여, 압력매체에 의하여 예압을 가하는 쓰로틀 밸브(6,7)의 공급량이 조절되고, 작업도관에 부설된 압력센서(21,23)의 동일 압력값이 확보되도록 쓰로틀 밸브(6,7)가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법.
  6. 제 4항에 있어서, 유압 펌프 (3)가 출력 "0"에 도달할 때까지, 또는 작업도관(4, 5)에 부설되어 있는 실제압력센서(21, 23)가 동일 압력값에 도달할 때까지, 또는 펌프조절실린더(15)에 장착되어 있는 실제각도센서(18)가 출력 "0"에 해당하는 각도에 도달할 때까지 수동으로 서보 밸브 (17)를 조절하고, 서보 밸브(17)의 이 위치가 저장되어 제어 장치(25)에 "0 위치"로서 설정되는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치의 유압펌프 영점조정방법.
  7. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(25)는 감시 장치를 가지고 있고, 이 감시장치는 센서(14, 18 - 24)의 출력값을 받아서, 출력값과 각 센서에 상응하여 설정된 목표값과 비교하여, 적어도 하나의 목표값을 초과하는 때에는 정압전동장치의 차단(shut-down)이 행해지는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 차단은 지연되어 행해지며, 이 지연간격은 미리 설정된 값을 초과하는 정도에 의존하는 것을 특징으로 하는 정압 전동장치.
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