KR100706497B1 - 압력전환 밸브를 이용한 유압장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력전환밸브를 이용한 유압장치에 관한 것이며, 그 목적은 굴삭기의 유량펌프의 유량제어시에 압력전환밸브를 이용하여 종래의 네거티브컨트롤시스템과 포지티브컨트롤시스템의 장점을 동시에 취할 수 있고 구성이 간단하면서도 정밀한 센싱 및 응답성 향상이 가능하고 부하에 관계없이 일정하게 제어가 가능한 압력전환밸브를 이용한 유압장치를 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)와, 상기 가변용량형 제1,2유압펌프(1)(2)의 토출유량을 각각 제어하는 포지티브컨트롤 방식의 유압식 펌프 레귤레이터(4)(5)와, 상기 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 압유를 각각 공급받는 작업장치 및 가변용량형 제1,2유압펌프(1)(2)의 압유를 공동으로 공급받아 작동되는 작업장치로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)과, 파일럿 압력을 토출하는 파일럿 펌프(3)와, 상기 파일럿 펌프(3)로부터 공급된 압유를 감압하여 파일럿 신호를 발생시키는 리모트컨트롤밸브(12)를 구비한 굴삭기 유압펌프 제어장치에 있어서, 상기 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)을 통과한 네거티브 압유와, 상기 파일럿 펌프(3)에서 압유를 공급받아 출구측으로 토출되는 압유를 상호 센싱하여 밸런싱 되도록 함으로써 포지티브압력을 발생시킬 수 있도록 하는 압력전환밸브(20)에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

MCU, 네거티브컨트롤 시스템, 포지티브컨트롤 시스템, 압력전환밸브, 트랜스듀서

Description

압력전환 밸브를 이용한 유압장치{Hydraulic System with pressure conversion valve}

도 1 은 네거티브컨트롤 시스템의 개략적인 회로도 및 펌프토출유량을 나타 낸 예시도,

도 2 는 포지티브컨트롤 시스템의 개략적인 회로도 및 펌프토출유량을 나타 낸 예시도.

도 3 은 종래의 네거티브 제어 방식의 굴삭기 유압 시스템,

도 4 는 본 발명의 유압식 펌프 레귤레이터가 부착된 굴삭기 유압 회로를 나타낸 실시예도,

도 5 는 본 발명의 전기식 펌프 레귤레이터가 부착된 굴삭기 유압 회로를 나 타낸 실시예도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 가변용량형 제1유압펌프 (2) : 가변용량형 제2유압펌프

(3) : 파일럿 펌프 (4)(5) : 유압식 펌프 레귤레이터

(6)(7) : 전기식 펌프 레귤레이터 (8) : MCU(Main Control Unit)

(9) : 컨트롤 밸브 (10)(11) : 제어스풀

(12) : 리모트 컨트롤 밸브 (20) : 압력전환밸브

(30) : 셔틀밸브 (40) : 트랜스듀서

본 발명은 압력전환밸브를 이용한 유압장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설기계 중 굴삭기 펌프의 유압량을 제어하여 정밀한 센싱이 가능하고 응답성이 향상돠며 부하의 경중에 관계없이 항상 일정한 조작성으로 제어가 가능한 압력전환밸브를 이용한 유압장치에 관한 것이다.

통상적으로 굴삭기는 통상 가변용량 유압펌프를 메인 펌프로 사용하고 메인컨트롤밸브의 센터바이패스라인을 통과하는 유량변화에 따른 네거티브 압력의 증감에 따라 가변용량 유압펌프의 토출유량을 제어하는 네거티브 컨트롤 시스템을 채택하고 있다.

도 1 은 네거티브컨트롤 시스템의 개략적인 회로도 및 펌프토출유량을 나타낸 예시도이고, 도 2 는 포지티브컨트롤 시스템의 개략적인 회로도 및 펌프토출유량을 나타낸 예시도이며 도 3 은 종래의 네거티브 제어 방식의 굴삭기 유압시스템 으로써, 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)와, 상기 제1,2 가변용량형 유압펌프의 토출량을 각각 제어하는 포지티브 콘트롤 방식의 유압식 펌프 레귤레이터(4)(5)와, 상기 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프의 압유가 붐이나 암등의 작동기들로 공급되는 것을 제어해주고 제어스풀(10)(11)을 구비한 컨트롤 밸브(9)와, 보조유압펌프의 압유를 감압시켜 상기 제어스풀(10)(11)들을 절환하기 위해 파일럿 신호를 발생시키는 리모트콘트롤밸브(12)를 구비한 것으로 구성돼 있으며, 여기서 작동기들을 작동시키기 위하여 리모트컨트롤밸브(12)를 조작하면 컨트롤밸브(9)의 작동기들의 해당 제어스풀(10)(11)은 리모트컨트롤밸브(12)의 해당 파일럿 압력을 받아서 중립위치에서 작동위치로 절환 하므로 센터바이패스라인으로 압유가 흐르지 않아 네거티브 컨트롤 압력은 낮아지고 이렇게 낮아진 네거티브 컨트롤 압력은 유압식 펌프 레귤레이터(4)(5)에 작용하여 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)의 토출유량을 증가시켜 준다.

이와 같은 종래의 네거티브 제어 시스템은 별도의 제어장치를 사용하지 않고 단지 컨트롤 밸브의 바이패스 유량만으로써 펌프의 유량을 제어하도록 되어 있으므로 구조가 간단하고 제어가 간편한 장점이 있어 널리 적용되고 있다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 네거티브 컨트롤 시스템은 부하에 따라 작업속도가 떨어지며, 메타링 특성에 따라 조작의 정밀도가 떨어지고 작업기의 조작특성이 부하에 따라 변하는 문제점이 있으며, 이러한 네거티브 컨트롤 시스템의 단 점을 보완하기 위하여 기존에 압력전환밸브를 적용한 예도 있지만 이는 릴리프 밸브방식으로 압력센싱이 불안정하여 정밀한 제어가 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 굴삭기의 유량펌프의 유량제어시에 압력전환밸브를 이용하여 종래의 네거티브컨트롤시스템과 포지티브컨트롤시스템의 장점을 동시에 취할 수 있고 구성이 간단하면서도 정밀한 센싱 및 응답성 향상이 가능하고 부하에 관계없이 일정하게 제어가 가능한 압력전환밸브를 이용한 유압장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가변용량형 제1유압펌프 및 가변용량형 제2유압펌프와, 상기 가변용량형 제1,2유압펌프의 토출유량을 각각 제어하는 포지티브컨트롤 방식의 유압식 펌프 레귤레이터와, 상기 가변용량형 제1유압펌프와, 가변용량형 제2유압펌프의 압유를 각각 공급받는 작업장치 및 가변용량형 제1,2유압펌프의 압유를 공동으로 공급받아 작동되는 작업장치로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브의 제어스풀과, 파일럿 압력을 토출하는 파일럿 펌프와, 상기 파일럿 펌프로부터 공급된 압유를 감압하여 파일럿 신호를 발생시키는 리모트컨트롤밸브를 구비한 굴삭기 유압펌프 제어장치에 있어서, 상기 컨트롤 밸브의 제어스풀을 통과한 네거티브 압유와, 상기 파일럿 펌프에서 압유를 공급받아 출구측으로 토출되는 압유를 상호 센싱하여 밸런싱 되도록 함으로써 포지티브압력을 발생시킬 수 있도록 하는 압력전환밸브를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 구성 및 작용을 첨부도면과 연계하여 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명의 유압식 펌프 레귤레이터가 부착된 굴삭기 유압 회로를 나타낸 실시예도이고, 도 4 는 본 발명의 전기식 펌프 레귤레이터가 부착된 굴삭기 유압 회로를 나타낸 실시예도로서, 작동유를 공급하는 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)와, 상기 가변용량형 제1유압펌프(1)의 토출유량을 제어하는 포지티브컨트롤 방식의 유압식 펌프 레귤레이터(4)와, 상기 가변용량형 제2유압펌프(2)의 토출유량을 제어하는 포지티브컨트롤 방식의 유압식 펌프 레귤레이터(5)와, 상기 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 압유를 각각 공급받는 작업장치 및 가변용량형 제1,2유압펌프(1)(2)의 압유를 공동으로 공급받아 작동 작업장치로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)과, 파일럿 압력을 토출하는 파일럿 펌프(3)와, 상기 파일럿 펌프(3)로부터 공급된 압유를 감압하여 파일럿 신호를 발생시키는 리모트컨트롤밸브(12)가 구비된 유압장치에서, 상기 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)을 통과한 네거티브 압유와, 상기 파일럿 펌프(3)에서 압유를 공급받아 출구측으로 토출되는 압유를 상호 센싱하여 밸런싱 되도록 함으로써 포지티브압력을 발생시킬 수 있도록 하는 압력전환밸브(20)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 압력전환밸브(20)가 밸런싱 함으로써 발생되는 포지티브신호압과, 리모트컨트롤밸브(12)를 통과한 신호압 중에서 큰 압력이 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)의 유량을 제어할 수 있도록 각각에 연결된 유압식 펌프 레귤레이터(4)(5)로 인가된다.

상기 도 4 는 특히 빠른 응답성 및 정밀한 센싱이 요구되는 붐업 동작 및 암 인 동작시를 예로 들었으나 발명의 범위가 상기 동작으로 한정되는 것은 아니다.

또한 도 5 에서와 같이 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 토출유량을 제어할 수 있도록 전기식 펌프 레귤레이터(6)(7)를 구비하고, 압력전환밸브(20)를 통과한 신호압과 리모트컨트롤밸브(12)를 통과한 신호압 중에서 큰 압력을 전기적인 신호로 변환해주는 트랜스듀서(40)를 구비하며, 상기 트랜스듀서(40)를 통해 변환된 전기적 신호를 수신 받아 그 신호중 큰 값을 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 전기식 펌프 레귤레이터(6)(7)로 전송하어 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 유량을 제어한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는, 센싱밸브 타입을 기존의 릴리프 방식에서 서보 배런스 방식으로 변환함으로써 정밀한 센싱이 가능해지고, 응답성이 향상되며, 부하의 경중에 관계없이 항상 일정한 조작성으로 제어가 가능한 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 작동유를 공급하는 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)와, 상기 가변용량형 제1,2유압펌프(1)(2)의 토출유량을 각각 제어하는 포지티브컨트롤 방식의 펌프 레귤레이터(4)(5)와, 상기 가변용량형 제1유압펌프(1)와, 가변용량형 제2유압펌프(2)의 압유를 각각 공급받는 작업장치 및 가변용량형 제1,2유압펌프(1)(2)의 압유를 공동으로 공급받아 작동되는 작업장치의 압유 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)과, 파일럿 압력을 토출하는 파일럿 펌프(3)와, 상기 파일럿 펌프(3)로부터 공급된 압유를 감압하여 파일럿 신호를 발생시키는 리모트컨트롤밸브(12)를 구비한 굴삭기 유압펌프 제어장치에 있어서,

   상기 컨트롤 밸브(9)의 제어스풀(10)(11)을 통과하여 공급되는 네거티브 압유와, 상기 파일럿 펌프(3)에서 공급되는 압유가 출구측으로 토출될 경우 상기 압유를 상호 센싱하여 밸런싱 되도록 함으로써 포지티브압력을 발생시킬 수 있도록 하는 압력전환밸브(20)를 구비한 것을 특징으로 하는 압력전환 밸브를 이용한 유압장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압력전환밸브(20)의 출구측의 압력과, 제어스풀(10)(11)을 동작시키기 위한 리모트컨트롤밸브(12)의 파일럿 압력신호 중 높은 신호압을 검출하는 셔틀밸브(30)와, 상기 검출된 압력에 의해 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)의 토출유량을 조절하는 유압식 펌프 레귤레이터(4)(5)를 구비한 것을 특징으로 하는 압력전환 밸브를 이용한 유압장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 셔틀밸브(30)에서 검출된 포지티브 압력을 전기적인 신호로 변환시켜 주는 트랜스듀서(40)와, 상기 트랜스듀서(40)로부터 전기적인 신호를 입력받아 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)의 사판각을 제어하는 신호를 보내는 MCU(8)와 상기 MCU(8)에서 검출되는 신호를 수신받아 가변용량형 제1유압펌프(1) 및 가변용량형 제2유압펌프(2)의 토출유량을 제어하는 전기식 펌프 레귤레이터(6)(7)를 구비된 것을 특징으로 하는 압력전환 밸브를 이용한 유압장치.

Images