KR100621941B1 - 토목건설기계의 유압구동시스템 - Google Patents

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Abstract

개시 내용은 붐의 급작스러운 다운(DOWN) 구동에 의한 쇽의 방지 및 장비의 미세조작이 가능하도록 하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 토목건설기계의 유압구동시스템은, 메인펌프에서 발생되는 유압력이 유통되는 좌우의 주행모터스풀(4)(6), 암스풀(8), 옵션스풀(10), 스윙모터스풀(12), 버켓스풀(14), 붐스풀(16) 등이 조합되어 있으며, 상기 좌우측의 메인펌프로부터 유압력이 유통되는 라인(20)(22)에 설치되는 센터바이패스밸브(24)(26) 및 릴리프밸브(28)(30)와, 암스풀(8)과 좌측 주행모터스풀(4) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(4)(6)과 버켓스풀(14) 사이의 관로를 연결하게 된 상부합류라인(32)상에 설치된 상부합류밸브(34)와, 암스풀(8)과 옵션스풀(10) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(6)과 우측 센터바이패스밸브(26) 사이의 관로를 연결하게 된 하부합류라인(36)상에 설치된 체크밸브(38) 등을 조합한 구조로 이루어진 토목건설기계의 유압구동시스템에 있어서, 상기 하부합류라인(36)으로부터 연장되는 상태하에서 우측 센터파이패스밸브(26)와 우측 주행모터스풀(6) 사이의 관로 및 우측 센터바이패스밸브(26)와 릴리프밸브(30) 사이의 관로에 그 양단이 연결된 연장라인에 설치되는 암합류시그널스풀(40)이 더 포함되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

토목건설기계의 유압구동시스템
본 발명은 토목건설기계의 유압구동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세히는 붐과 암을 동시 작동시키게 되었을 경우, 암작동 영향에 의해 붐의 구동속도가 급작스럽게 변화되거나, 쇽의 발생 및 붐다운 현상 등이 방지될 수 있도록 하는 토목건설기계의 유압구동시스템에 관한 것이다.
토목건설기계는 주행장치에 의한 차량의 주행이 가능하도록 된 하체로부터 스윙장치에 의해 상체가 반전될 수 있도록 구성되어 있으며, 특히 굴삭기와 같은 장비에 있어서는 상체측에 작업장치가 구성되어 있다.
상기 작업장치는 붐실린더와 이에 의해 상체로부터 회동하도록 설치된 붐, 암실린더와 이에 의해 상기 붐으로부터 회동하도록 연결된 암, 그리고 버켓실린더와 이에 의해 상기 암으로부터 회동하도록 장착되는 버켓으로 구성되어 있으며, 이와 같은 작업장치의 각 실린더에 공급되는 유압을 상기 유압구동시스템에 의해 제어함으로써, 암과 붐 및 버켓에 의한 굴삭작업을 수행할 수 있도록 하고 있다.
한편, 상기 유압구동시스템은 파일럿압에 의해 메인펌프로부터 공급되는 유압력의 유통방향 절환 및 유통량을 조절하는 메인콘트롤밸브에서 이루어지게 되어 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 메인콘트롤밸브(52)에는 양측 메인펌프에서 발생되는 유압력이 유통되는 좌우의 주행모터스풀(54)(56)이 좌우의 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시킬 수 있게 구성되어 있다.
또 암스풀(58)과 옵션스풀(60) 및 스윙모터스풀(62)이 좌측 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시키게 되어 있으며, 버켓스풀(64)과 붐스풀(66)이 우측 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시킬 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 파일럿압은 파일럿펌프에서 발생되어 조작레버로 제어되는 원격 조정밸브에 의해 절환되며, 상기 원격조정밸브는 조작레버로부터 출력되는 시그널에 의해 여닫혀 파일럿압을 절환시키게 된다.
이러한 파일럿압에 의해 상기 메인콘트롤밸브(52)의 각 스풀(54)∼(66)들이 움직여 메인펌프로부터 발생된 유압력의 절환이 이루어지도록 되어 있다.
또, 상기 좌우측의 메인펌프로부터 유압력이 유통되는 라인(70)(72)에는 센터바이패스밸브(74)(76) 및 릴리프밸브(78)(80)가 각각 설치되어 있고, 암스풀(58)과 좌측 주행모터스풀(54) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(54)(56)과 버켓스풀(64) 사이의 관로를 연결하게 된 상부합류라인(82)상에는 상부합류밸브(84)가 설치되어 있으며, 암스풀(58)과 옵션스풀(60) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(56)과 우측 센터바이패스밸브(76) 사이의 관로를 연결하게 된 하부합류라인(86)상에는 체크밸브(88)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 따라서 암레버와 붐레버를 동시 조작하게 되었을 때 붐파일럿 압력라인(br1)을 통해 붐스풀(66)을 절환함과 동시에 좌측 센터바이패스밸브(74)에 동시에 작용되어 센터바이패스밸브(74)가 절환된다. 한편 암파일럿압력라인(br3)을 통해 암스풀(58)을 절환함과 동시에 우측 센터바이패스밸브(76)에 동시에 절환 작동되어 메인펌프로부터의 유압력이 상부합류라인(82)과 하부합류라인(86)을 통하여 서로 상대측의 유압라인에 작용된다.
이때, 좌우측의 센터바이패스밸브(74)(76)의 절환에 의한 유압차단 작용에 따라 좌우측의 릴리프밸브(78)(80)에는 유압력이 유통되지 않게 된다.
이러한 상태하에서 우측의 메인펌프가 최대유량 펌핑상태로 구동되므로 암의 아웃구동에 따르는 부하에 비해 붐의 다운구동에 대한 부하가 상대적으로 작아지게 되고, 따라서 다량의 유압유가 붐을 다운 구동시키기 위한 라인측으로 급속히 흐르게 된다.
이로 인하여 붐이 급작스럽게 다운 구동되며, 이러한 현상에 의한 쇽이 발생될 뿐 아니라, 아울러 장비의 미세조작이 불가능하게 된다는 문제점이 있게 되었다.
본 발명은 상기 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 붐의 급작스러운 다운 구동에 따라 발생되는 쇽을 방지할 수 있게 되며, 장비의 미세조작이 가능하게 된 토목건설기계의 유압구동시스템을 제공하려는데 있다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은 메인펌프에서 발생되는 유압력이 유통되는 좌우의 주행모터스풀, 암스풀, 옵션스풀, 스윙모터스풀, 버켓스풀, 붐스풀 등이 조합되어 있으며, 상기 좌우측의 메인펌프로부터 유압력이 유통되는 라인에 설치되는 센터바이패스밸브 및 릴리프밸브와, 암스풀과 좌측 주행모터스풀 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀과 버켓스풀 사이의 관로를 연결하게 된 상부합류라인상에 설치된 상부합류밸브와, 암스풀과 옵션스풀 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀과 우측 센터바이패스밸브 사이의 관로를 연결하게 된 하부합류라인상에 설치된 체크밸브 등을 조합한 구조로 이루어진 토목건설기계의 유압구동시스템에 있어서, 상기 하부 합류라인(36)으로부터 연장되는 상태하에서 우측 센터파이패스밸브(26)와 우측 주행모터스풀(6) 사이의 관로 및 우측 센터바이패스밸브(26)와 릴리프밸브(30) 사이의 관로에 그 양단이 연결된 연장라인에 설치되는 암합류시그널스풀(40)이 더 포함되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 토목건설기계의 유압구동시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이 파일럿압에 의해 메인펌프로부터 공급되는 유압력의 유통방향 절환 및 유통량을 조절하는 메인콘트롤밸브(2)로 된 유압구동시스템에 관련된다.
즉, 상기 메인콘트롤밸브(2)에는 양측 메인펌프에서 발생되는 유압력이 유통되는 좌우의 주행모터스풀(4)(6)이 좌우의 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시킬 수 있게 되어 있으며, 암스풀(8)과 옵션스풀(10) 및 스윙모터스풀(12)이 좌측 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시키게 된 종래와 동일한 구조로 되어 있다.
또, 버켓스풀(14)과 붐스풀(16)이 우측 메인펌프로부터 공급되는 유압력을 절환시킬 수 있도록 되어 있으며, 상기 좌우측의 메인펌프로부터 유압력이 유통되는 라인(20)(22)에는 센터바이패스밸브(24)(26) 및 릴리프밸브(28)(30)가 각각 설치되어 있다.
또한, 암스풀(8)과 좌측 주행모터스풀(4) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(4)(6)과 버켓스풀(14) 사이의 관로를 연결하게 된 상부합류라인(32)상에는 상부합류밸브(34)가 설치되어 있다.
그리고, 암스풀(8)과 옵션스풀(10) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(6)과 우측 센터바이패스밸브(26) 사이의 관로를 연결하게 된 하부합류라인(36)상에는 체크밸브(38)가 설치되어 있다.
한편, 상기 하부합류라인(36)으로부터 연장되는 상태하에서 우측의 센터파이패스밸브(26)와 우측 주행모터스풀(6) 사이의 관로 및 우측 센터바이패스밸브(26)와 릴리프밸브(30) 사이의 관로에 그 양단이 연결된 연장라인에 암합류시그널스풀(40)이 설치되어 있다.
이러한 구성에 따라서 암레버와 붐레버를 동시 조작하게 되었을 때 파이롯압력라인을 통해 좌우측 센터바이패스밸브(24)(26)에 작용되는 파일럿압력(ar1, b13)에 의해 좌우측 센터바이패스밸브(24)(26)가 동시에 절환 작동된다.
동시에 붐스풀(16)에 작용되는 다운파일럿압(ar1)에 의해 붐스풀(16)이 절환됨과 아울러, 암합류시그널스풀(40)이 절환되며, 이때 붐스풀(16)을 완전히 절환시키게 되어도 붐스풀(16)의 노치(17)를 통하여 우측 메인펌프로부터의 유량은 버켓스풀(14) 및 주행모터스풀(6) 및 센터바이패스밸브(26) 상류에 연결된 절환된 암합류시그널스풀(40)을 경유하여 릴리프밸브(30)에 전달된다.
이에 따라 릴리프밸브(30)에서 발생되는 시그널압력N(R)은 메인펌프의 유량조절 레귤레이터에 전달되고, 펌프의 사판각을 줄여 토출유량을 제한함으로써 메인펌프로 하여금 유량 최대토출 상태로 구동되도록 하지 않고 암합류시그널스풀(40)의 노치 단면적(41)에 상응하는 유량을 토출시키는 상태로 구동되도록 한다.
즉, 암의 작동에 의한 센터바이패스밸브(26)의 절환시라 하더라도 센터바이패스밸브(26) 상부의 합류라인(32)에 있는 체크밸브(38)을 통해 하부합류라인(36)으로 유통됨과 아울러, 암합류시그널스풀(40)을 경유하여 동시에 탱크로 리턴된다.
따라서 센터바이패스라인이 완전 차단되어 릴리프밸브(30)에 유량이 공급되지 않으면 시스널압력(N(R))이 떨어지므로, 이는 펌프의 사판각을 키워 토출유량을 증대시켜 붐다운이 급속히 증대되나, 본 발명은 붐 다운시에 작동하는 암합류시스널스풀(40)의 절환에 의해 펌프유량이 붐스풀(16)의 다운구동에만 공급되는 것이 아니라 펌프유량을 줄여줌으로써 붐의 다운구동을 위한 작용이 암구동의 영향외에서 자체적으로 이루어질 수 있게 된다.
상기 바와 같은 본 발명은 붐이 급작스럽게 다운 구동됨에 따라 발생되는 쇽을 방지할 수 있게 됨과 아울러, 장비의 미세조작이 가능하게 된다는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 토목건설기계의 종래 유압구동시스템을 나타내기 위한 유압회로도,
도 2는 본 발명에 의한 토목건설기계의 유압구동시스템을 나타내기 위한 유압회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
4, 6 : 주행모터스풀 8 : 암스풀
10 : 옵션스풀 12 : 스윙모터스풀
14 : 버켓스풀 16 : 붐스풀
24, 26 : 센터바이패스밸브 28, 30 : 릴리프밸브
32 : 상부합류라인 34 : 상부합류밸브
36 : 하부합류라인 38 : 체크밸브
40 : 암합류시그널스풀

Claims (1)

  1. 메인펌프에서 발생되는 유압력이 유통되는 좌우의 주행모터스풀(4)(6), 암스풀(8), 옵션스풀(10), 스윙모터스풀(12), 버켓스풀(14), 붐스풀(16) 등이 조합되어 있으며, 상기 좌우측의 메인펌프로부터 유압력이 유통되는 라인(20)(22)에 설치되는 센터바이패스밸브(24)(26) 및 릴리프밸브(28)(30)와, 암스풀(8)과 좌측 주행모터스풀(4) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(4)(6)과 버켓스풀(14) 사이의 관로를 연결하게 된 상부합류라인(32)상에 설치된 상부합류밸브(34)와, 암스풀(8)과 옵션스풀(10) 사이의 관로 및 우측 주행모터스풀(6)과 우측 센터바이패스밸브(26) 사이의 관로를 연결하게 된 하부합류라인(36)상에 설치된 체크밸브(38) 등을 조합한 구조로 이루어진 토목건설기계의 유압구동시스템에 있어서,
    상기 하부합류라인(36)으로부터 연장되는 상태하에서 우측 센터파이패스밸브(26)와 우측 주행모터스풀(6) 사이의 관로 및 우측 센터바이패스밸브(26)와 릴리프밸브(30) 사이의 관로에 그 양단이 연결된 연장라인에 설치되는 암합류시그널스풀(40)이 더 포함되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 토목건설기계의 유압구동시스템.
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