KR100894087B1

KR100894087B1 - 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브

Info

Publication number: KR100894087B1
Application number: KR1020020028181A
Authority: KR
Inventors: 무시아니마시모; 불가렐리클라우디오
Original assignee: 하이드로콘트롤 에스.피.에이.
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2009-04-21
Also published as: DE60201552D1; ITBO20010317A0; DK1260744T3; EP1260744B1; KR20020089190A; DE60201552T2; EP1260744A1; ITBO20010317A1; JP2003083305A

Abstract

본 발명은 유체-작동 액추에이터를 제어하는 밸브에 있어서,

한 단부(2a)에 고압 유체용 입구(13)와 상기 유체 배출용 적어도 한 출구(14)를 가진 길이방향 공동(12)과, 내부에 축방향 공동(26)을 형성하며 상기 입구(13)를 개방하는 위치와 상기 입구(13)를 폐쇄하는 위치 사이에서 상기 길이방향 공동(12) 내에서 이동할 수 있는 흐름 제어 요소(22)를 형성하는 제1 몸체(2), 및

상기 축방향 공동(26) 내에 밀봉가능하게 삽입된 연장부(33)와, 비활성 위치와 행정 제한 위치 사이에서 상기 연장부(33)의 원통형 시트(37) 내에서 이동할 수 있는 슬라이더(44)의 작동을 위한 가압된 작동 유체를 수용하기에 적합한 포트(38)를 가지며, 상기 제1 몸체(2)의 다른 단부에 밀봉가능하게 연결된 제2 몸체(3)

를 포함하며,

상기 흐름 제어 요소(22)는, 상기 연장부(33)에 대하여, 상기 입구(13)로부터 상기 출구(14)로 향해 도착하는 유체를 전달하기에 적합한 가변-체적 압력 챔버(48)와 환형 유체 전달 챔버(50, 51, 52)를 형성하고,

상기 압력 챔버(48)와 전달 챔버(50, 51, 52)는 상기 슬라이더(44)에 의해 착탈가능하게 연결되어, 상기 흐름 제어 요소(22)를 상기 슬라이더(44)가 행정 제한 위치에 있고 상기 압력 챔버(48)가 최대 체적을 가질 때 상기 폐쇄 위치로 또는 상기 슬라이더(44)가 행정 개시 위치에 있고 상기 압력 챔버(48)가 최소 체적을 가 질 때 상기 개방 위치로 선택적으로 이동시키는 밸브를 제공한다.

유체-작동 액추에이터, 밸브, 입구, 출구, 공동, 흐름 제어 요소, 몸체, 밀봉, 연장부, 비활성 위치, 행정 제한 위치, 시트, 슬라이더, 포트, 가변-체적 압력 챔버, 환형 유체 전달 챔버

Description

유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브{VALVE FOR ENABLING THE CONTROLS OF A FLUID-OPERATED ACTUATOR}

도 1은 조립 위치에 있는 본 발명에 따른 밸브의 길이방향 단면도.

도 2는 밸브의 입구가 출구에 연결되고 작동 제어가 불능 상태로 된 길이방향 단면도.

도 3은 중간 작동 위치의 단면도.

도 4는 입구가 폐쇄되고 액추에이터의 작동 제어가 가능한 위치의 단면도.

도 5는 유압 다이어그램.

도 6은 밸브가 삽입되는 유체-작동 분배 장치의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 제1 몸체 3 ; 제2 몸체

4, 38 ; 포트 5 ; 기능부

6 ; 유체-작동 분배 장치 7 ; 유체-작동 액추에이터

12 ; 길이방향 공동 13 ; 입구

14 ; 출구 22 ; 흐름 제어 요소

33 ; 연장부 44 ; 슬라이더

48 ; 압력 챔버 50, 51, 52 ; 전달 챔버

본 발명은 특히 굴착기(excavator)의 이동을 위해 사용되는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브에 관한 것이다.

예로서 굴착기에 의해 제어된 유압 작동 시스템을 제어하려면 다수의 기능부에 의해 구성된 분배 장치를 사용하여야 하고, 다수의 기능부들 중의 2개는 좌우측의 트랙들의 작동에 전적으로 사용되며, 나머지 것들은 굴착기의 작동 암의 위치 설정에 각각 전적으로 사용된다는 것이 알려졌다. 토목 기계(earth-moving machine)의 작동을 위한 제어를 가능으로 또는 불능으로 하기 위한 유압 스위치로서 작용하기에 적합한 기능부들의 대응하는 수효는 트랙 작동에 전적으로 사용되는 기능부와 관련된다는 것 또한 알려졌다. 추가적 기능부가 존재하는 것은 분배 장치의 구조의 복잡성을 증가시키는 것 외에도 분배 장치의 과다한 횡방향 크기로 인해서 크기의 문제를 불가피하게 야기시킨다.

본 발명의 목표는 토목 기계를 작동시키는 데에 적합한 유압 회로를 가능/불능으로 하기 위한 스위치를 포기하지 않고 분배 장치의 크기를 감소시킴으로써 상기 단점들을 제거하는 것이다.

이러한 목표 내에서, 본 발명의 목적은 단순하고, 실제로 제공하기 비교적 쉽고, 사용하기에 안전하고, 동작이 효과적이며, 비용이 비교적 낮은 구조를 가진 장치를 제공하는 것이다.

다른 목적은 밸브로 하여금 토목 기계를 작동시키는 요소들과 오일 입구 판 모두에 설치가능하게 하는 것이다.

이하에서 더욱 명백하게 될 이 목표와 이러한 목적 및 다른 목적들은, 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브에 있어서, 상기 밸브는, 한 단부에 고압 유체를 위한 입구와 상기 유체를 배출하기 위한 하나 이상의 출구를 가진 길이방향 공동과, 내부에 축방향 공동을 형성하며 상기 입구를 개방하는 위치와 상기 입구를 폐쇄하는 위치 사이를 상기 길이방향 공동 내에서 이동할 수 있는 흐름 제어 요소를 형성하는 제1 몸체, 및 상기 축방향 공동 내에 밀봉가능하게 삽입된 연장부와, 비활성 위치와 행정 제한 위치 사이를 상기 연장부의 원통형 시트 내에서 이동할 수 있는 슬라이더의 작동을 위한 가압된 작동 유체를 수용하기에 적합한 포트를 가지며, 상기 제1 몸체의 다른 단부에 밀봉가능하게 연결된 제2 몸체로 구성되며, 상기 흐름 제어 요소는, 상기 연장부에 대하여, 상기 입구로부터 상기 출구로 향해 도착하는 유체를 전달하기에 적합한 가변-체적 압력 챔버와 환형 유체 전달 챔버를 형성하고, 상기 압력 챔버와 전달 챔버는 상기 슬라이더에 의해 착탈가능하게 연결되어, 상기 흐름 제어 요소를 상기 슬라이더가 행정 제한 위치에 있고 상기 압력 챔버가 최대 체적를 가질 때 상기 폐쇄 위치로 또는 상기 슬라이더가 행정 개시 위치에 있고 상기 압력 챔버가 최소 체적를 가질 때 상기 개방 위치로 선택적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 본 발명의 밸브에 의해 달성된다.

추가적 특징 및 이점은 첨부된 도면에서 비-제한적인 실시예에 의해 설명된 본 발명에 따른 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 도면부호 1은 일반적으로 본 발명에 따른 밸브를 지정한다.

밸브(1)는 제1 몸체(2)와 제2 몸체(3)에 의해 구성되는데, 제1 몸체(2)와 제2 몸체(3)는 밀봉식으로 상호 연결되고, 제1 몸체(2)는 분배 장치(6) 내에 제공된 포트(4) 내에 삽입된다. 분배 장치(6)는 가변 수효의 기능부(5)에 의해 구성되며, 각각의 기능부(5)는 대응 액추에이터(7)의 작동을 위해 할당된다. 도 5 및 도 6에 도시된 경우에, 밸브(1)는 굴착기의 트랙을 이동시키기 위한 액추에이터(7)의 작동에 전용으로 사용되는 외부 기능부(5a, 5b)에 삽입된다. 도 6에 개략적으로 도시된 기능부(5a, 5b)는 포트(4)와 공급 채널(9) 사이에 배치된 제1 덕트(8)와, 포트(4)와 출구 채널(11) 사이에 배치된 제2 덕트(10)를 포함한다.

제1 몸체(2)는 종방향 공동(12)을 포함하는데, 종방향 공동(12)은 한 단부(2a)에서 제1 덕트(8)에 연결된 축방향 입구(13)와 종방향 공동(12)에 대해 반경방향으로 배열되고 제2 덕트(10)에 연결된 반경방향 출구(14)를 형성하며, 다른 단부에서, 제1 몸체(2)는 내부에 나사부(16)가 제공된 원통형 구멍(15)을 포함한다. 제1 몸체(2)는 외부 중심 영역(17)에서 나사(18a)와 환형 받침 영역(19)을 형성하는데, 환형 받침 영역(19)은 기능부(5a, 5b)의 포트(4)의 편평한 주변부에 맞닿기에 적합하다. 받침 영역(19)과 나사(18a) 사이에는 환형 홈(20)이 제공되는데, 환형 홈(20)은 환형 밀봉 개스킷(21)을 수용한다. 길이방향 공동(12)은 흐름 제어 요소(22)를 수용하는데, 흐름 제어 요소(22)는 절두체형(frustum-shaped) 헤드(23)를 가지며, 절두체형 헤드(23)는 그 편평한 면(24)에 축방향 구멍(25)을 갖고, 축방향 구멍(25)은 축방향 공동(26)에 연결되며, 축방향 공동(26)은 구멍(25)에 대해 반대측에 원통형 구멍(27)을 갖는다.

제2 몸체(3)는 원통형부(3a)를 형성하는데, 원통형부(3a)에는 외부에 나사(28)가 제공되며, 나사(28)에 의해 원통형부(3a)는 나사부(16)와 결합된다. 나사(28)는 밀봉 링(30)을 수용하는 환형 홈(29)에서 종료된다. 원통형 확장부(31)는 환형 홈(29)의 연장부로서 제공되며, 제2 몸체(3)가 제1 몸체(2) 내로 나사체결될 때 원통형 구멍(15)의 에지(32)에 맞닿는다. 원통형부(3a)는 축방향 공동(26) 내로 상보적으로 또한 밀봉식으로 삽입된 연장부(33)를 갖는다. 연장부(33)는 직경 방향 구멍(34-36)과 원통형 시트(37)를 포함하는데, 원통형 시트(37)는 축방향 공동(26)과 동축이고 행정 제한 그러브(grub) 나사(39)가 내부에 나사체결되는 포트(38)에 도달하여, 원통형 시트의 단부와 함께 챔버(40)를 형성한다. 챔버(40)는 중앙 영역에 환형 홈(45)을 가진 슬라이더(44)의 바닥(42)과 헤드(43) 사이에 동축적으로 삽입된 스프링(41)을 수용한다. 연장부(33)의 단부(46)는 흐름 제어 요소(22)의 바닥(47)과 함께 가변 체적 압력 챔버(48)를 형성하며, 축방향 공동에 의해 형성된 길이방향 축에 수직인 평면(π) 상에 놓이는 확장 평면(48a)을 형성하는 더 넓은 단면을 갖는다. 압력 챔버는 스프링(49)을 수용하는데, 스프링(49)은 적절히 조정되며, 흐름 제어 요소(22)를 입구(13)를 폐쇄하는 위치로 밀어서, 입구(13)를 출구(14)로부터 차단한다. 단부(46)와 반경방향 구멍(36) 사이의 영역은 환형 홈(45)에 의해 형성된 제2 전달 챔버(51)에 구멍(36)에 의해 연결된 제1 전달 챔버(50)를 흐름 제어 요소(22)의 내부 부분과 함께 형성한다. 슬라이더(44)의 행정 시작 위치에서, 제2 전달 챔버(51)는 제3 전달 챔버(52) 및 통로(53)와 연결되며, 통로(53)는 출구(14)로 연결된다.

조립된 구성에서, 밸브(1)는 도 1에 도시된 모양을 갖는데, 입구(13)는 스프링(49)에 의해 폐쇄 위치로 밀려지는 흐름 제어 요소(22)의 헤드(23)에 의해 폐쇄된다. 이 위치에서, 압력 챔버(48)는 최대 체적를 가지며, 전달 챔버(50, 51, 52), 직경방향 구멍들(34-36) 및 통로(53)에 의해 출구(14)에 연결된다. 동일한 조립된 구성에서, 슬라이더(44)는 스프링(41)에 의해서 슬라이더(44)의 행정을 조정하는 행정 제한 그러브 나사(39)에 대해서 헤드(43)와 맞닿음으로써 비활성 위치로 이동된다.

실제적 동작 시에, 밸브(1)를 기능부(5a, 5b)의 포트(4) 내에 삽입한 후에, 입구(13)는 압력(P₁)으로 유체를 수용한다.

압력(P₁)에서의 유체는 흐름 제어 요소(22)가 도 2에 도시된 바와 같이 개방 위치에 도달할 때까지 편평한 면(24)에 압력을 적용한다. 이 상황에서, 입구 영역(13)에 형성된 압력(P_t)은 출구(14)의 압력에 근접하고, 따라서 유체의 상당한 양은 출구(14)에 직접 도달하며, 동시에, 유체의 나머지 양은 구멍(25)을 통해서 압력 챔버(48)로 유입되며, 압력 챔버(48)는 서서히 그 체적를 감소시켜 전달 챔버(50, 51, 52)와 통로(53)를 통해서 출구(14)로 향해 오일을 유출시킨다. 이 점에서, 입구(13)를 폐쇄시키거나 액추에이터를 작동시키기 위한 제어를 하고자 하면, 예로서 40 바의 압력(P_P)을 가진 유체가 포트(38)에 공급되고, 이러한 방법으로, 유체는 슬라이더(44)를 비활성 위치로부터 행정 제한 위치로 추진하여, 도 3에 도시된 바와 같이 입구(13)로 향해 흐름 제어 요소(22)의 약간의 이동을 발생시킨다. 이 점에서, 제1 전달 챔버(50)는 제2 전달 챔버(51)로부터 차단되었기 때문에 압력 챔버(48) 내의 압력은 P_t≒ P_I이고, 압력 챔버(50)의 밀대 표면(pusher surface)은 편평한 면(24)보다 크므로, 내부 추력은 외부 추력을 초과하며, 따라서 흐름 제어 요소는 입구(13)를 폐쇄시킨다.

위와 같이 해서, 본 발명은 의도한 목표 및 목적을 달성한다는 것을 보였다.

위와 같이 구상된 본 발명은 여러 가지 수정 및 변경될 수 있으며, 그러한 수정 및 변경은 모두 첨부된 청구범위의 범위 내에 있다.

모든 상세사항은 다른 기술적으로 동등한 것으로 더욱 대치될 수 있다.

실제로, 사용된 재료와 형상 및 크기는 첨부된 청구범위의 보호 범위를 포기함이 없이 요구사항에 따라 어떠한 것도 될 수 있다.

본 발명에서는 추가적 기능부의 수효를 종래에 비해 현저히 감소시켜, 분배 장치의 구조의 복잡성을 감소시켜 분배 장치의 횡방향 크기를 작게 한다. 본 발명은 토목 기계를 작동시키는 데에 적합한 유압 회로를 가능/불능으로 하기 위한 스 위치를 포기하지 않고 분배 장치의 크기를 감소시킨다. 또한, 본 발명은 단순하고, 실제로 제공하기 비교적 쉽고, 사용하기에 안전하고, 동작이 효과적이며, 비용이 비교적 낮은 구조를 가진 장치를 제공하며, 밸브로 하여금 토목 기계를 작동시키는 요소들과 오일 입구 판 모두에 설치가능하게 한다.

Claims

유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브에 있어서,

상기 밸브는,

한 단부(2a)에 고압 유체를 위한 입구(13)와 상기 유체를 배출하기 위한 하나 이상의 출구(14)를 가진 길이방향 공동(12)과, 내부에 축방향 공동(26)을 형성하며 상기 입구(13)를 개방하는 위치와 상기 입구(13)를 폐쇄하는 위치 사이를 상기 길이방향 공동(12) 내에서 이동할 수 있는 흐름 제어 요소(22)를 형성하는 제1 몸체(2), 및

상기 축방향 공동(26) 내에 밀봉가능하게 삽입된 연장부(33)와, 비활성 위치와 행정 제한 위치 사이를 상기 연장부(33)의 원통형 시트(37) 내에서 이동할 수 있는 슬라이더(44)의 작동을 위한 가압된 작동 유체를 수용하도록 된 포트(38)를 가지며, 상기 제1 몸체(2)의 다른 단부에 밀봉가능하게 연결된 제2 몸체(3)

로 구성되며,

상기 흐름 제어 요소(22)는, 상기 연장부(33)에 대하여, 상기 입구(13)로부터 상기 출구(14)로 향해 도착하는 유체를 전달하도록 된 가변-체적 압력 챔버(48)와 환형 유체 전달 챔버(50, 51, 52)를 형성하고,

상기 압력 챔버(48)와 전달 챔버(50, 51, 52)는 상기 슬라이더(44)에 의해 착탈가능하게 연결되어, 상기 흐름 제어 요소(22)를 상기 슬라이더(44)가 행정 제한 위치에 있고 상기 압력 챔버(48)가 최대 체적을 가질 때 상기 폐쇄 위치로, 또는 상기 슬라이더(44)가 행정 개시 위치에 있고 상기 압력 챔버(48)가 최소 체적을 가질 때 상기 개방 위치로 선택적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항에 있어서,

상기 압력 챔버(48)는 상기 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 전이에서 확장 표면(48a)을 형성하는 더 넓은 단면부를 가지며, 상기 확장 표면(48a)은 상기 축방향 공동(26)에 의해 형성된 길이방향 축에 대해 수직인 평면(π) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브는 유체-작동 분배 장치(6)의 기능부(5) 내에 형성된 포트(4) 내에 밀봉가능하게 삽입되고, 상기 기능부(5)는 유체-작동 액추에이터(7)를 작동시키도록 된 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제3항에 있어서,

상기 기능부(5)는 상기 포트(4)와 상기 액추에이터(7)를 작동시키기 위한 공급 회로 사이에 삽입된 제1 덕트(8)와 상기 포트와 배출 회로 사이에 삽입된 제2 덕트(10)를 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항에 있어서,

상기 입구(13)는 축방향에 있는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항에 있어서,

상기 배출 출구(14)는 반경방향에 있는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흐름 제어 요소(22)는 상기 연장부(33)에 면한 단부 상에 원통형 개구(27)를 갖고 그 반대 단부 상에 절두체형 헤드(23)를 가진 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제7항에 있어서,

상기 헤드의 편평한 면(24)은 상기 입구(13)를 압력 챔버(48)에 연결하도록 된 축방향 구멍(25)을 가진 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제8항에 있어서,

상기 편평한 면(24)은 상기 압력 챔버(48)의 반대 표면보다 작은 표면을 가진 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 압력 챔버(48) 내에 스프링(49)이 수용되는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연장부(33)는 축방향으로 상기 포트(38)에 까지 연장되는 원통형 시트(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제11항에 있어서,

상기 연장부(33)는 원통형 시트(37)의 중앙 영역과 교차하는 직경방향의 구멍(34, 35, 36)을 포함하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제12항에 있어서,

상기 연장부(33)는 상기 흐름 제어 요소(22)에 대하여 제1 전달 챔버(50)를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제13항에 있어서,

상기 슬라이더(44)는, 그 중앙 영역에, 상기 중앙 직경방향 구멍(36)에 의해 제3 전달 챔버(52)에 연결되도록 된 제2 전달 챔버(51)를 상기 흐름 제어 요소(22)와 함께 형성하는 환형 홈(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제14항에 있어서,

상기 제3 전달 챔버(52)는 통로(53)에 의해 상기 출구(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.
제15항에 있어서,

상기 작동 유체는 40 바(bar)의 압력에 있는 것을 특징으로 하는 유체-작동 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 밸브.