KR100655974B1 - 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치에 관한 것으로, 특히 메인펌프(1)와, 상기 메인펌프(1)의 압유를 제어하여 암실린더(2)에 공급하는 암제어스풀(3)과, 상기 암제어스풀(3)의 배출통로(4)를 공급통로(5)쪽으로만 연통시키는 재생라인(6)과, 상기 암제어스풀(3)과 오일탱크(11)를 연결시키는 드레인라인(10)에 설치되고, 암크라우드 동작신호에 의해 상기 드레인라인(10)을 교축하는 재생선택밸브(13)를 포함하고, 상기 재생선택밸브(13)는 상기 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)의 압력이 소정의 설정값이상인 경우에 상기 드레인라인(10)을 개방하도록 절환된다. 따라서 암크라우드 작동시 피스톤로드측 체임버(2b)에서 배출되는 압유를 암제어스풀(3)의 재생회로를 따라 피스톤헤드측 체임버(2a)로 귀환시킴으로써 암실린더(2)의 캐비테이션을 방지하고, 굴삭작업을 하던 중 암실린더(2)의 출구측 압유의 압력이 소정압력이상으로 상승하는 중부하 이상의 굴삭작업시에는 드레인라인(10)을 교축시키지 않고 개도면적을 증가시켜 상대적으로 고압의 메인펌프 압유를 암실린더로 공급함으로써 굴삭력을 향상시킨다.

암실린더 제어, 재생

Description

굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치{A regeneration hydraulic circuit for the arm cylinder in an excavator}

도 1은 종래 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치의 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치의 유압회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 메인펌프 2: 암실린더

3: 암제어스풀 4: 공급통로

5: 배출통로 6: 재생라인

7: 체크밸브 8: 제1압유라인

9: 제2압유라인 10: 드레인라인

11: 탱크 12: 부하유지밸브

13: 재생선택밸브 13a: 오리피스

14: 파이롯라인 15: 보조펌프

본 발명은 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치에 관한 것으로, 특히 작업모드에 따라 암실린더를 제어할 수 있는 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치에 관한 것이다.

굴삭기에서 암실린더의 피스톤로드측 체임버에 펌프의 압유를 공급하여 피스톤로드를 신장하면 암은 안쪽으로 굽혀지는 동작(크라우드: crowd)을 하게 된다. 이때 암은 정지상태에서도 자체중량 및 버켓하중에 의한 관성부하를 받아서 낙하하거나 암크라우드 동작시 암실린더가 급속히 동작하게 되고, 이에 따라 펌프에서 공급하는 압유 속도보다 암실린더가 움직이는 속도가 빠르기 때문에 유압펌프에서 암실린더 피스톤헤드측 체임버에 보충되는 유량이 부족하게 되어 암실린더 피스톤헤드측 체임버에 캐비테이션이 발생하게 된다.

이에 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 암제어스풀에 재생회로를 설치하여 암실린더의 크라우드 동작시 암실린더 피스톤헤드측 체임버에 부족한 압유를 보충하여 캐비테이션을 방지하도록 되어 있다.

상기 종래의 암실린더의 재생회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 메인펌프(100)에서 토출되는 압유가 암제어스풀(110)을 거쳐 암실린더(120)로 공급되어지고, 상기 암제어스풀(110)과 오일탱크(130)를 연결시키는 드레인라인(101)에 드레인되는 압유의 량을 제어하는 재생선택밸브(140)가 설치되어 있다. 그리고 상기 재생선택밸브(140)는 한쪽 파이롯수압부에 파이롯펌프(150)로부터 파이롯신호라인(102)을 따라 파이롯신호를 받을 경우 상기 드레인라인(101)을 교축하거나 상기 파이롯신호를 받지 않을 경우에는 정상적으로 드레인시키도록 되어 있으며, 상기 파이롯신호라인(102)상에는 암 크라우드신호를 받을 경우에만 상기 재생선택밸브(140)에 파이롯신호압을 작용하도록 솔레노이드 차단밸브(160)가 설치된다. 그리고 상기 암제어스풀(110)의 암크라우드측 위치에는 배출통로(111)와 공급통로(112)를 서로 연통시키는 재생라인(113)이 구비되고, 상기 재생라인(113)에는 체크밸브(114)가 설치되어 배출압유가 배출통로(111)에서 공급통로(112)쪽으로만 흐르게 되어 있다.

따라서 상기와 같은 종래의 재생회로를 구비한 굴삭기에서 암실린더(120)가 신장하여 암이 크라우드동작을 할 때 그 암실린더(120)의 피스톤로드측 체임버(122)에서 배출되는 압유중 일부는 재생선택밸브(140)에 의해 교축된 후 드레인라인(101)을 따라 탱크(130)쪽으로 배출되고, 나머지 압유는 암제어스풀(110)의 재생라인(113)을 거쳐 암실린더(120)의 피스톤헤드측 체임버(121)에 유입되어 암실린더의 캐비테이션을 방지하고 암실린더의 속도를 빠르게한다.

그러나 비교적 중부하 이상의 암크라우드 작업을 할 경우에는 상기 암실린더(120)의 피스톤로드측 체임버(122)에서 배출되는 압유는 재생선택밸브(140)에 의해 제한되므로 인해 메인펌프(100)에서 상기 암실린더의 피스톤헤드측 체임버(121)로 공급되는 고압의 압유는 오히려 줄어들어 암크라우드 동작에 따른 굴삭력은 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 암 크라우드동작시 암실린더의 캐비테이션 현상을 방지하고 아울러 상대적으로 큰 부하가 걸리는 굴삭작업시 그 굴삭력이 저하되지 않도록 한 암실린더 재생유로를 제어하는 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인펌프와, 상기 메인펌프의 압유를 방향 및 유량 제어하여 암실린더에 공급하는 암제어스풀과, 암크라우드 조작시 상기 암제어스풀의 배출통로를 공급통로 쪽으로 연통시키는 재생라인을 포함하고, 상기 암제어스풀과 오일탱크를 연결시키는 드레인라인에는 암 실린더의 피스톤 헤드측체임버의 압력과 보조펌프의 압력의 압력과의 차압에 의해 가변교축되는 재생선택밸브를 구비하되, 상기 재생선택밸브는 상기 암실린더의 피스톤헤드측 체임버의 압력이 보조펌프의 압력보다 작을수록 상기 드레인라인의 개도를 작게 교축시키도록 구성으로 된 것이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 장치는 암크라우드 작동시 암실린더의 피스톤로드측 체임버에서 드레인라인을 따라 탱크로 배출되는 압유를 줄이고 나머지 배출압유를 암제어스풀의 재생회로를 따라 암실린더 피스톤헤드측 체임버로 귀환시킴으로써 암실린더의 캐비테이션을 방지하고, 나아가 암실린더의 속도를 증진시킨다. 또한, 굴삭작업을 하던 중 암실린더의 출구측 압유의 압력이 소정압력이상으로 상승하는 중부하 이상의 굴삭작업시에는 상기 드레인라인을 교축시키지 않고 개도면적을 증가시켜 상대적으로 많은 량의 압유를 탱크로 드레인시킴으로써 암실린더의 피스톤헤드측으로 고압의 메인펌프 압유를 공급하여 굴삭력을 향상시킨다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치의 개략적인 유압회로도이다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 메인펌프(1)와, 상기 메인펌프(1)의 압유의 방향 및 유량을 제어하여 암실린더(2)에 공급하는 암제어스풀(3)를 포함한다. 상기 암제어스풀(3)은 리모트콘트롤밸브(도시안됨)로부터 암크라우드 신호압(Pa) 또는 암덤프 신호압(Pb)을 양쪽 각 파이롯수압부에 선택적으로 받아서 좌측 또는 우측으로 절환하면서 상기 메인펌프(1)에서 토출된 압유를 제1압유라인(8)을 통하여 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)로 공급하거나, 제2압유라인(9)을 통하여 암실린더(2)의 피스톤로드측 체임버(2b)에 공급하고, 암실린더(2)에서 배출되는 압유는 각각 제1압유라인(8) 또는 제2압유라인(9)을 따라 암제어스풀(3)의 배출통로(4)를 거친 다음, 드레인라인(10)을 따라 탱크(11)로 드레인되게 된다.

그리고 상기 암실린더(2)의 피스톤로드측 체임버(2b)와 암제어스풀(3)의 포트를 연결하는 제2압유라인(9)에는 부하유지밸브(12)가 설치되어 있고, 이 부하유지밸브(12)는 암제어스풀(3)이 중립시 암실린더(2)의 피스톤로드측 체임버(2b)에서 암제어스풀(3)쪽으로 배출되는 압유를 차단하여 암이 자중에 의해 낙하하는 것을 방지한다.

상기 암제어스풀(3)의 암크라우드 위치에는 배출통로(4)에서 공급통로(5)로 연통시키는 재생라인(6)이 체크밸브(7)를 개재하여 형성되어 있다.

즉, 암제어스풀(3)은 암이 크라우드 동작을 할 때 피스톤로드측 체임버(2b)에서 배출통로(4)를 따라 배출되는 압유중 일부를 피스톤헤드측 체임버(2a)로 귀환시켜 피스톤헤드측 체임버(2a)의 공급압유를 보충함으로써 암실린더(2)의 급작스러운 신장작동에 따른 피스톤헤드측 체임버(2a)의 캐비테이션현상을 방지하거나, 암실린더의 속도를 증진시키도록 되어 있다.

그리고 상기 암제어스풀(3)의 드레인포트는 드레인라인(10)을 통하여 탱크(11)와 연결되고, 이 드레인라인(10)에는 유로를 가변교축하는 재생선택밸브(13)가 연결설치된다.

상기 재생선택밸브(13)의 한쪽 파이롯수압부는 파이롯라인(14)를 통해 보조펌프(15)에 연결되고, 다른 쪽 파이롯수압부는 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)와 신호라인(16)을 통해 연결되어 있다. 한편, 상기 파이롯라인(14)에는 작업모드 선택신호에 따라 상기 파이롯라인(14)을 개방 또는 폐쇄하는 솔레노이드 개폐밸브(17)가 부가적으로 설치되어 있다.

따라서 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작동을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

경부하 암크라우드 작동시

리모트콘트롤밸브를 암크라우드 방향으로 작동시키면 이 리모트콘트롤밸브는 출구측으로 암크라우드 파이롯압력신호(Pa)를 발생시킨다. 이 암크라우드 파이롯압력신호(Pa)는 암제어스풀(3)의 우측 수압부에 작용하여 암제어스풀(3)을 크라우드 위치로 절환시키는 한편, 상기 파이롯라인(14)의 개폐밸브(17)가 파이롯라인(14)을 개방시키고 있는 경우 보조펌프(15)의 압유는 상기 파이롯라인(14)을 통하여 재생선택밸브(13)의 한쪽 수압부에 작용함에 따라, 이 재생선택밸브(13)는 절환하여 상기 드레인라인(10)을 교축시키는 쪽으로 작용하게 된다.

한편, 메인펌프(1)의 압유는 암제어스풀(3)의 공급통로(5)을 통과한 후, 제1압유라인(8)을 거쳐 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)로 유입되어 피스톤을 밀어내리고, 이로써 피스톤로드측 체임버(2b)에 들어 있던 압유는 제2압유라인(9)을 따라 배출된 후, 암제어스풀(3)의 배출통로(4)를 거치면서 일부는 드레인라인(10)을 따라 탱크(11)로 드레인되지만, 나머지 압유는 재생라인(6)을 따라 다시 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)로 재생 공급된다. 이로써 암크라우드 동작도중에 암의 자중이나 버켓의 하중에 의해 피스톤로드측 체임버(2b)가 급속히 팽창하더라도 상기 귀환압유에 의해 충전되므로 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)의 캐비테이션 현상은 발생하지 않게 될 뿐만아니라, 암실린더의 크라우드 동작을 보다 빠르게 수행한다.

이 때 상기 재생선택밸브(13)는 신호라인(16)을 통해 일측 수압부로 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a) 압력을 공급받지만, 파이롯라인(14)를 통해 타측 수압부로 공급되는 보조펌프(15)의 압력을 이기지 못해 재생선택밸브(13)는 드레인라인(10)을 더욱 좁게 교축시켜 재생유량을 더욱 증대시킨다.

중부하 이상의 암크라우드 동작시

상기 경부하 암크라우드 동작시와 동일하지만, 다만, 신호라인(16)을 통해 일측 수압부로 공급되는 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a) 압력이 파이롯라 인(14)를 통해 타측 수압부로 공급되는 보조펌프(15)의 압력보다 크게 되어 상기 재생선택밸브(13)의 드레인라인(10) 교축정도를 최대한 억제하여 재생유량을 극소화 시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치는 경부하 암크라우드 작동시 암실린더의 피스톤로드측 체임버(2b)에서 드레인라인(10)을 따라 탱크(11)로 배출되는 압유 중 일부를 암제어스풀(3)의 재생회로를 따라 암실린더 피스톤헤드측 체임버(2a)로 귀환시킴으로써 암실린더(2)의 캐비테이션을 방지 및 암실린더의 속도를 증진시키는 한편, 중부하 암크라우드 동작시는 드레인라인(10)을 교축시키지 않고 개도면적을 증가시켜 상대적으로 고압의 메인펌프 압유를 암실린더로 공급함으로써 굴삭력을 향상시킨다.

Claims (2)

1. 메인펌프(1)와, 상기 메인펌프(1)의 압유를 방향 및 유량 제어하여 암실린더(2)에 공급하는 암제어스풀(3)과, 상기 암제어스풀(3)의 내부에 형성된 배출통로(4)로 부터 공급통로(5)로 연통되는 재생라인(6)과, 상기 암제어스풀(3)로 부터 오일탱크(11)로 연결되는 드레인라인(10)에 설치되어 상기 암제어스풀(3)이 암크라우드 동작으로 절환될 때 상기 드레인라인(10)을 교축하는 재생선택밸브(13)를 포함한 굴삭기의 재생유압회로 장치에 있어서,

   상기 재생선택밸브(13)는 일측 수압부로는 상기 암실린더(2)의 피스톤헤드측 체임버(2a)와 신호라인(16)을 통해 연결되고, 타측 수압부로는 보조유압펌프(15)의 파이롯라인(14)과 연결되며, 상기 신호라인(16) 및 파이롯라인(14)의 압력차이에 의해 상기 드레인라인(10)을 교축정도를 가변시키도록 구성되며,

   상기 파이롯라인(14) 상에는 작업모드 선택신호에 따라 개폐되는 개폐밸브(17)를 추가로 연결한 것을 특징으로 하는 굴삭기의 암실린더 재생유압회로 제어장치.
2. 삭제

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