KR100805058B1 - 굴삭기의 도랑파기작업용 유압제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 복합작업용 유압제어장치에 관한 것으로, 특히 도랑파기작업시 붐작업성을 향상시키기 위하여, 메인펌프(20)의 압유는 메인라인(21)을 통하여 콘트롤밸브(30)에 유입되어 상기 콘트롤밸브(30)의 블록내에 구비된 선회제어스풀(31), 붐제어스풀(32), 암제어스풀(33)을 차례로 거치면서 흐름제어되어 각각 선회모터나 붐실린더 및 암실린더와 같은 외부작업장치에 공급되어 이들 작업장치를 작동시키고, 상기 선회제어스풀(31)에 공급되는 메인펌프(20)의 압유를 분류하여 붐제어스풀(32)와 상기 암제어스풀(33)에 각각 공급하는 병렬라인(22,23)을 구비하며, 상기 선회우선밸브(31)는 상기 암제어스풀측 병렬라인(23)상에 설치되어 도랑파기작업 신호라인(37)을 따라 작용하는 도랑파기작업신호에 의해 상기 암제어스풀(33)측 병렬라인(23)의 유로를 감소시킴으로써 도랑파기작업시 붐실린더측으로 공급되는 압유의 량을 상대적으로 증대시켜 붐작업성능을 향상시킨다.

굴삭기, 도랑파기, 유압제어

Description

굴삭기의 도랑파기작업용 유압제어장치{ Hydraulic control system for trenching work mode of an excavator}

도 1은 종래 굴삭기 유압제어장치에 대한 개략적인 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기 도랑파기작업용 유압제어장치의 개략적인 유압회로도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

20; 메인펌프 21: 메인라인

22: 붐측 병렬라인 23: 암측 병렬라인

22a,23a: 체크밸브 30: 콘트롤밸브

31: 선회제어스풀 32: 붐제어스풀

33: 암제어스풀 34: 선회우선밸브

34a: 제1위치 34b: 제2위치

34c: 수압부 36: 도랑파기작업 선택밸브

37: 도랑파기작업 신호압력라인 38: 스프링

X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2: 파이롯신호

본 발명은 굴삭기의 유압제어장치에 관한 것으로, 특히 도랑파기작업과 같이 붐작동에 상대적으로 많은 압유의 량을 필요로 하는 복합작업시 붐의 동작성을 향상시켜 도랑파기작업 성능을 개선한 유압제어장치에 관한 것이다.

중대형 굴삭기에서는 선회작동부하가 프론트작업장치의 작동부하보다 상대적으로 크기 때문에 선회복합작업을 할 때 선회모터로 공급되는 유량이 프론트작업장치로 공급되는 유량보다 적어져 선회동작이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 보완하여 종래 굴삭기의 유압제어장치는 보통 펌프유량을 선회모터측으로 우선공급하는 선회우선밸브를 설치하여 상대적으로 많은 유량이 선회측으로 공급되게 제어하고, 나머지 유량을 붐이나 암측으로 분배하게 되어 있다..

그러나 이러한 종래의 굴삭기 유압제어회로에서는 붐측과 암측으로 분류되는 펌프의 유량중 붐실린더로 공급되는 유량보다는 암실린더로 공급되는 유량이 더 많게 되는 데, 이는 붐작동부하가 암작동부하에 비하여 상대적으로 크기 때문이다. 이로써 작동부하가 커서 많은 펌프유량이 필요한 붐상승작동시 붐작동이 원활하지 않는 단점이 있었다. 이를 도 1의 유압회로도를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종래 굴삭기의 유압제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 메인펌프(1)의 압 유는 메인라인(2)을 통하여 콘트롤밸브(10)를 통과하면서 그 콘트롤밸브(10)에 구비된 선회제어스풀(11), 붐제어스풀(12), 암제어스풀(13)에 의해 각각 제어되어 선회모터, 붐실린더, 암실린더로 공급되어 이들 작업장치를 작동시키게 되어 있다.

그리고 상기 붐제어스풀(12)과 암제어스풀(13)은 각각 선회제어스풀(11)의 상류측 메인라인(2)에서 분기된 각 병렬라인(15,16)을 통하여 메인펌프(1)에 병렬연결된다. 상기 병렬라인(14)에는, 제1오리피스(17a)를 구비한 제1위치(A)와, 상기 제1오리피스(17a)의 개구면적보다 상대적으로 작은 개구면적의 제2오리피스(17b)를 구비한 제2위치(B)를 가지는 선회우선밸브(17)가 구비되고, 상기 선회우선밸브(17)는, 통상의 선회복합작업시에는 스프링의 힘에 의해 제1위치(A)에 놓여 있다가 도랑파기작업신호를 받으면 상대적으로 오리피스의 개구면적이 작은 제2위치(B)로 절환하도록 일측 수압부(17c)에 보조펌프(3)의 도랑파기작업 신호압력을 전달하는 도랑파기작업 신호라인(18)이 연결되어 있다.

그리고 보조펌프(3)는 외부압유라인(4)을 통하여 상기 도랑파기작업 신호라인(18)과 연결되어 있고, 상기 도랑파기작업 신호라인(18)에는 선회입력신호(S1,S2)의 유무에 따라 도랑파기작업 신호라인(18)을 개폐하는 개폐밸브(19)가 구비된다. 상기 보조펌프(3)와 도랑파기작업 신호라인(18)을 연결하는 외부압유라인(4)에는 도랑파기작업 선택스위치(5)가 설치된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성의 종래 굴삭기 유압제어장치는 도랑파기작업 선택스위치(5)를 끈 상태에서 통상적인 선회복합작업을 하는 경우, 도랑파기작업 신호라인(18)이 차단되어 선회우선밸브(17)는 신호압력을 받지 않으므로 제1위치(A)에 위치하게 되고, 이 상태에서는 펌프유량이 작동부하가 큰 선회측보다는 작동부하가 상대적으로 작은 붐이나 암측으로 많은 량의 펌프압유가 공급되므로 붐과 암의 작동속도가 빠르게 된다.

반면에 도랑파기작업 선택스위치(5)를 켜고 도랑파기작업을 하면 도랑파기작업 신호라인(18)은 개방되면서 그 도랑파기작업 신호압력을 선회우선밸브(17)의 수압부(17c)에 작용시켜 선회우선밸브(17)를 제1위치(A)에서 제2위치(B)로 절환시킨다. 이 상태에서 메인펌프(1)는 메인라인(2)을 통하여 선회측으로 압유를 공급하는 한편, 병렬라인(14)을 통하여도 붐과 암측에 압유를 공급하게 된다. 그런데 이 때 선회우선밸브(14)는 제2위치(B)에 놓여 개구면적이 작아지므로 붐과 암측에 공급되는 펌프유량이 적어지게 되며, 이 선회우선밸브(14)를 통과한 유량은 작동부하가 큰 붐측보다는 작동부하가 작은 암측으로 많은 량의 압유가 공급되게 된다.

이와 같이 종래의 굴삭기 유압제어장치에서는 선회작업은 원활하게 이루어지지만, 도랑파기작업과 같이 붐작동에 부하가 많이 걸리는 복합작업시에는 붐실린더로 압유가 충분히 공급되지 않아 붐작동이 원활하지 못하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래 굴삭기의 복합작업용 유압제어장치가 가진 단점을 해소하기 위하여 고안된 것으로, 도랑파기작업과 같이 붐작동에 상대적으로 큰 부하가 걸리는 선회복합작업시 상대적으로 작업부하가 큰 선회동작에 필요한 압유의 량을 증대시켜 선회동작을 원활하게 하고, 아울러 붐동작에 필요한 압유의 량도 암실린더로 공급되는 량보다 상대적으로 증대시켜 붐동작도 원활하게 하여 도랑파기 작업과 같은 복합작업을 원활하게 수행할 수 있는 굴삭기의 복합작업용 유압제어장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 메인펌프와, 상기 메인펌프에서 메인라인을 통하여 선회모터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 선회제어스풀과, 상기 메인라인을 통하여 메인펌프에서 붐실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 붐제어스풀과, 상기 메인라인을 통하여 메인펌프에서 암실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 암제어스풀과, 상기 선회제어스풀에 공급되는 메인펌프의 압유를 분류하여 붐제어스풀과 상기 암제어스풀에 각각 공급하는 병렬라인과, 선회감지수단에 의해 감지된 선회작동신호에 의해 상기 병렬라인의 유로를 감소시키는 선회우선밸브를 포함한 굴삭기의 복합작업용 유압제어장치에 있어서,

상기 선회제어스풀과 붐제어스풀은 상기 암제어스풀보다 상기 메인펌프로부터 상류측에 위치하고, 상기 암제어스풀의 상류측 메인라인에 병렬연결되는 암측 병렬라인상에는 일측 수압부가 도랑파기작업 신호압력라인이 연결되어 이 신호압력라인에 압력이 작용할 때 상기 암제어스풀측으로 연결된 병렬라인의 개구면적을 감소시키는 위치로 절환되는 선회우선밸브를 구비한다.

그리고, 상기 도랑파기작업 신호압력라인에는 도랑파기작업 신호 유무에 따라 그 유로를 개폐하는 개폐밸브가 설치된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 발명의 유압제어장치에 따르면 작업부하가 큰 선회모터나 붐실린더측에 많은 량의 압유가 필요한 도랑파기작업의 경우 암실린더 측으로 공급되는 압유의 량을 감소시키고 그 감소된 량만큼 붐측으로 공급함으로써 붐작동이 원활해져 도랑파기작업의 성능을 향상시킬 수 있고, 종래 콘트롤밸브내부에 구비된 선회제어선택밸브와 같은 부품이 필요없어지게 되므로 콘트롤밸브의 구조가 간단해지며, 부품수 절감을 통한 원감절감을 꾀할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 유압제어장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 복잡작업용 유압제어장치의 주요부분을 유압회로로 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 메인펌프(20)의 압유는 메인라인(21)을 통하여 콘트롤밸브(30)에 유입되어 상기 콘트롤밸브(30)의 블록내에 구비된 선회제어스풀(31), 붐제어스풀(32), 암제어스풀(33)을 차례로 거치면서 흐름제어되어 각각 선회모터나 붐실린더 및 암실린더와 같은 외부작업장치에 공급되어 이들 작업장치를 작동시킨다.

즉 상기 선회제어스풀(31), 붐제어스풀(32) 및 암제어스풀(33)은 각각 보조펌프(도시생략)의 압유를 제어하여 발생시키는 파이롯 제어밸브(도시생략)의 파이롯신호(X1,X2)(Y1,Y2)(Z1,Z2)를 양쪽 수압부중 어느 한쪽 수압에 선택적으로 받도록 양쪽 수압부에 각 파이롯신호라인이 연결되어 있고, 상기 각 제어스풀(31,32,33)들은 상기 각각의 파이롯신호라인을 통하여 어느 한쪽 수압부에 파이롯신호를 받으면 좌측 또는 우측으로 절환하여 메인라인(21)을 통하여 공급되 는 메인펌프(20)의 압유를 각각 선회모터나 붐실린더 또는 암실린더로 공급하게 된다.

여기서 본 발명에 따른 굴삭기의 도랑파기 작업용 유압제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선회제어스풀(31)과 붐제어스풀(32)은 상기 암제어스풀(33)보다 상기 메인펌프(20)로부터 상류측에 위치하도록 배치되어야 한다.

한편 상기 선회제어스풀(31)의 입구측 메인라인(21)은 붐제어스풀(32)의 입구측 메인라인(21)과, 암제어스풀(33)의 입구측 메인라인(21)에 각각 병렬라인(22,23)을 통하여 병렬로 연결된다. 그리고 상기 각 병렬라인(22,23)에는 메인라인(21)의 압유가 병렬라인(22,23)쪽으로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(22a,23a)가 설치된다.

또한 상기 암제어스풀(33)측 병렬라인(23)에는, 도랑파기작업신호시 그 유로단면적을 교축시켜 병렬라인(23)을 따라 상기 암제어스풀(33)측에 공급되는 압유의 량을 붐제어스풀(32)측에 공급되는 압유의 량에 비하여 감소시키는 선회우선밸브(34)가 구비된다.

상기 선회우선밸브(34)는 암제어스풀(33)측 병렬라인(23)의 유로보다 상대적은 작은 개구면적의 제1오리피스를 구비한 제1위치(34a)와, 상기 제1오리피스의 개구단면적보다 상대적으로 더 작은 개구면적을 가진 제2오리피스를 구비한 제2위치(34b)를 구비하고, 일측 수압부(34c)는 도랑파기작업 신호압력이 작용할 때 상기 선회우선밸브(34)를 제1위치(34a)에서 제2위치(34b)로 절환시키도록 도랑파기 작업 신호라인(37)이 연결되어 있다.

그리고 상기 도랑파기작업 신호라인(37)에는 도랑파기모드신호의 유무에 따라 온오프되면서 도랑파기작업 신호라인(37)을 개폐하는 솔레노이드 도랑파기작업 선택밸브(36)가 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 유압제어장치는 통상적인 선회복합작업을 할 때, 즉 솔레노이드 도랑파기작업 선택밸브(36)가 오프된 상태에서는 도랑파기작업 신호라인(37)을 차단하여 도랑파기작업 신호압력이 발생하지 않으므로 선회우선밸브(34)는 스프링(38)의 힘을 받아서 제1위치(34a)에 놓이게 된다.

이 경우 암측 병렬라인(23)을 따라 암측으로 공급되는 유량은 개구단면적이 작은 제1오리피스를 통과하면서 감소하므로 선회측과, 붐 및 암측이 동일한 조건에서 메인펌프(20)의 압유를 나누어 사용하게 된다. 이 때 선회의 작동부하가 붐과 암의 작동부하보다 상대적으로 크기 때문에 병렬라인을 따라 붐과 암측으로 공급되는 메인펌프의 유량이 메인라인을 통하여 선회측으로 공급되는 유량보다 많아져 붐과 암의 작동속도가 빨라지게 된다.

반면 도랑파기작업을 하기위하여 솔레노이드 도랑파기작업 선택밸브(36)를 온시켜 도랑파기모드 신호라인(37)을 개방하면 도랑파기작업 신호라인(37)을 통하여 선회우선밸브(34)의 수압부(34c)에 도랑파기작업신호압력이 작용하여 선회우선밸브(34)를 제2위치(34b)로 절환시킨다. 이 경우 상기 선회우선밸브(34)는 암제어스풀(33)로 압유를 공급하는 병렬라인(23)의 유로단면적을 더욱 줄여서 암실린더에 공급되는 압유량을 더욱 감소시킨다. 그럼으로써 붐제어스풀(32)이나 선회제어스풀(31)측으로 공급되는 펌프의 압유량이 암제어스풀(33)측으로 공급되는 량보다 더욱 증가하여 선회와 붐동작이 더욱 빨라지게 되므로 도랑파기작업을 원활하게 할 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 유압제어장치는 작업부하가 큰 선회모터나 붐실린더측에 많은 량의 압유가 필요한 도랑파기작업의 경우 암실린더측으로 공급되는 압유의 량을 감소시키고 그 감소된 량만큼 붐측으로 공급함으로써 붐작동이 원활해져 도랑파기작업의 성능을 향상시킬 수 있고, 종래 콘트롤밸브내부에 구비된 선회제어선택밸브(19)와 같은 부품이 필요없어지게 되므로 부품수 절감을 통한 원감절감을 꾀할 수 있다.

Claims (2)

1. 메인펌프(20)와, 상기 메인펌프(20)에서 메인라인(21)을 통하여 선회모터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 선회제어스풀(31), 상기 메인라인(21)을 통하여 메인펌프(20)에서 붐실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 붐제어스풀(32)과, 상기 메인라인(21)을 통하여 메인펌프(20)에서 암실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 암제어스풀(33)과, 상기 선회제어스풀(31)에 공급되는 메인펌프(20)의 압유를 분류하여 붐제어스풀(32)과 상기 암제어스풀(33)에 각각 공급하는 병렬라인(22,23)과, 선회감지수단에 의해 감지된 선회작동신호에 의해 상기 병렬라인(22,23)의 유로를 감소시키는 선회우선밸브(34)를 포함한 굴삭기의 유압제어장치에 있어서,

   상기 선회제어스풀(31) 및 붐제어스풀(32)은, 상기 암제어스풀(33)보다 상기 메인펌프(20)로부터 상류측에 위치하고,

   상기 선회우선밸브(34)는, 상기 암제어스풀(33)의 상류측 메인라인(21)에 병렬 연결되는 암측 병렬라인(23)상에 설치되고, 일측 수압부(34c)에 도랑파기작업 신호압력라인(37)이 연결되어 상기 신호압력라인(37)에 압력이 작용할 때 상기 암측 병렬라인(23)의 개구면적을 감소시키는 위치(34b)로 절환되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 도랑파기작업용 유압제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도랑파기작업 신호압력라인(37)에는 도랑파기작업 신 호 유무에 따라 그 유로를 개폐하는 도랑파기작업 선택밸브(36)가 설치된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 도랑파기작업용 유압제어장치.

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