KR101108581B1 - 소기 밸브를 가진 입력 요소를 포함하는 유압 분배기 - Google Patents

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Abstract

입력 요소(input element)는 펌프로의 연결을 위한 오리피스(P), 저장소로의 연결을 위한 오리피스(T) 및 펌프로 정보의 반환을 위한 오리피스(LS)가 구비된 본체(2)를 포함한다. 상기 본체는 각각 펌프 및 저장소에 연결된 오리피스(P,T)와 소통하도록 배치될 수 있는 구멍(3)을 가지며, 상기 구멍 내에는 이러한 소통을 형성하거나 막을 수 있는 피스톤(6)이 설치되고, 상기 피스톤의 일단은 펌프의 압력을 받고 타단은 정보의 반환을 위한 압력(LS) 및 스프링(7)의 압력을 받는다. 상기 스프링(7)에 의해 가해지는 압력은 펌프의 전달 압력과 거의 동일하며, 피스톤(6) 및/또는 본체(2)는 분배기가 휴지 위치에 있을 때 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들(4,5)을 소통시키는 오리피스(8)를 포함한다.

Description

소기 밸브를 가진 입력 요소를 포함하는 유압 분배기{HYDRAULIC DISTRIBUTOR COMPRISING AN INPUT WITH A SCANNING VALVE}
본 발명은 소기밸브(scavenging valve)를 가진 입력 요소(input element)를 포함하는 유압 분배기에 관한 것이다.
이러한 입력 요소는 펌프로의 연결을 위한 오리피스(P), 저장소로의 연결을 위한 오리피스(T) 및 펌프로 정보의 반환을 위한 오리피스(LS)를 구비한 본체를 포함하고, 상기 본체는 각각 펌프 및 저장소로 연결되는 오리피스(P,T)와 소통하도록 배치될 수 있는 구멍(pore)을 가지며, 상기 구멍 내에는 이러한 소통을 형성하거나 막을 수 있는 피스톤이 설치되고, 상기 피스톤의 일단은 펌프의 압력을 받고 타단은 정보의 반환을 위한 압력(LS) 및 스프링(7)의 압력을 받는다. 펌프로 정보의 반환을 위한 라인(LS)에 압력 제한기(pressure limiter) 및 흐름 조절기(flow regulator)가 배열된다. 압력 제한기는 유닛과 펌프를 보호하기 위한 것이다. 흐름 조절기는 펌프가 휴지 위치(rest position)를 취할 수 있도록 라인(LS)를 감압하는 것을 목표로 한다. 이러한 조절기는 교정의 함수로서 오일을 방출한다.
소기 밸브는 분배기가 휴지 위치에 있을 때 오일을 펌프에서 저장소로 순환시키기 위한 것이다. 스프링에 의해 가해지는 힘은 보통의 펌프 압력보다 훨씬 더 크다. 보통의 펌프 압력이 15 바(bar)이지만, 스프링에 의해 피스톤에 가해지는 압력은 약 25 바이다.
이는 15 바의 이론적인 압력 대신에 고려되는 25 바의 압력 때문에 유압 운동의 시작 중에 급격한 요동을 초래한다.
본 발명의 목적은 소기 밸브가 낮은 스프링 압력으로 작동하게 하여, 유압 운동을 제어할 때 급격한 요동을 방지하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따르면 스프링에 의해 가해지는 압력은 펌프의 전달 압력과 거의 동일하고, 피스톤 및/또는 본체는 분배기가 중립 위치에 있을 때 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버를 소통하도록 하는 오리피스를 가진다.
상기 오리피스에 의하여, 소기 밸브는 분배 유닛이 압력을 받지 않을 때 펌프의 전달 오일의 일부가 순환하게 한다.
바람직하게는, 오리피스의 단면은 약 15 바 압력하에서 최대 형성 흐름의 10 내지 15%의 흐름의 통과를 허용한다.
이러한 구성은 펌프의 전달 압력하에서 분배기가 중립 위치에 있을 때 최소 흐름을 보장할 뿐 아니라, 최적의 공급 기능을 보장하기 위해 배기 라인에서 최소 흐름을 유지할 수 있도록 한다.
이러한 순환은 또한 유체의 냉각을 야기하기 위해 유체 흐름을 유지하는 것을 가능하게 한다.
이러한 구성은 분배기의 중립 위치에서 펌프의 압력 전달값을 검사하고, 제어하며 조절하는 것을 가능하게 한다.
상기한 바와 같이, 슬라이드 밸브(slide valves)의 구멍 단면이 큰 압력 변화에 영향을 받지 않기 때문에, 향상된 제어로 인하여 기계의 동적 거동이 개선된다.
갑작스런 정지시 과압력 기능이 여전히 작동하고, 밸브는 작동 압력이 공칭 압력(nominal pressure)보다 낮아지자마자 점진적으로 닫힌다.
제1 실시 형태에 따르면, 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들의 소통을 위한 오리피스는 피스톤의 외부면 또는 피스톤을 위한 구멍을 한정하는 본체 표면으로 열려있는 컷아웃(cutouts) 또는 슬롯(slots)으로 구성된다.
다른 실시 형태에 따르면, 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들의 소통을 위한 오리피스는 피스톤 또는 본체에 형성된 적어도 하나의 덕트(duct)로 구성된다.
바람직하게는, 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들의 소통을 위한 오리피스의 단면은 분배 슬라이드 밸브의 특성의 함수로 변한다.
이하, 본 발명의 소기 밸브를 가진 이러한 입력 요소의 비한정인 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 입력 요소의 종단면도;
도 2는 분배기 공급기의 구멍 단면의 변화를 펌프에 의해 공급되는 압력의 함수로 나타낸 그래프; 및
도 3은 소기 밸브에서 유체 흐름의 변화를 펌프에 의해 공급되는 압력의 함수로 나타낸 그래프이다.
도 1은 입력 요소를 나타내며, 그 입력 요소의 본체는 참조 번호 2로 표시되어 있다. 상기 본체는 펌프로의 연결을 위한 오리피스(P), 저장소로의 연결을 위한 오리피스(T) 및 펌프로 정보의 반환을 위한 오리피스(LS)를 구비한다. 상기 본체는 각각 펌프 및 저장소에 연결된 오리피스(P,T)에 연결되는 챔버(4, 5)와 소통하도록 위치될 수 있는 구멍(3)을 포함한다. 이 구멍(3)에는 피스톤(6)이 슬라이딩 가능하게 장착되며, 상기 피스톤(6)의 일단은 펌프의 압력(P)을 받고 타단은 정보 반환을 위한 압력(LS) 및 스프링(7)의 압력을 받는다.
본 발명의 본질적인 특징에 따르면, 오리피스(8)는 피스톤(6)에 형성된 것으로, 피스톤(6)이 챔버(4,5) 사이의 폐쇄 위치에 있을 때 누출 흐름의 통과를 허용하기 위한 것이다. 도면에 도시된 실시예에서, 오리피스(8)는 피스톤의 본체에 형성된 컷아웃(cutouts) 및 피스톤 본체의 외부면으로 열려 있는 개구로 구성된다.
상기 스프링(7)은 펌프의 전달 압력과 거의 동일한 압력을 가할 수 있는 크 기로 형성된다.
도 2는 가로축에 분배기를 통해 사용자에게 유체를 공급하기 위한 공급기의 구멍 단면을 도시하고, 세로축에 펌프에 의해 공급되는 유체 압력을 도시한 그래프이다. 곡선 SD는 압력의 함수로서 공급기의 구멍 단면의 선형 변화를 나타내는 반면, 곡선 SD1 및 SD2는 공급기에서 유체 소통을 한정하는 구멍 또는 컷아웃(cutouts)의 형태의 함수로서 단면의 변화를 나타내는 포락선들이다. 상기 그래프는 또한 펌프에 의해 공급된 유체 압력의 함수로서 소기 밸브에 의해 소비되는 흐름의 변화를 나타내는 곡선 QB를 도시한다. 상기 그래프는 소기 밸브에 의해 소비되는 흐름(QB)이 공급기의 구멍 단면이 증가할 때 감소함을 보여준다. 소비되는 흐름(QB)은 펌프에 의해 공급되는 압력과 동시에 감소한다. 이러한 압력 강하는 분배기의 개방 동안 펌프/분배기 회선에서의 손실 때문이다.
도 3은 도 2를 보충하는 것으로, 펌프 압력의 함수로서 소기 밸브에서 소비되는 흐름(QB)의 변화를 도시한다. 유압 압력을 받는 챔버(4)와 저장소에 연결된 챔버(5) 사이에 형성된 누출 오리피스의 단면을 조절함으로써 소기 밸브에 의해 소비되는 흐름을 변화시킬 수 있다.
본 발명은 일 예로서 상기한 소기 밸브를 가진 이러한 입력 요소의 실시예에만 제한되는 것은 아니다; 오히려, 본 발명은 모든 변형예들을 포함한다. 따라서, 특히 피스톤에 형성된 오리피스(8)는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 피스톤을 변위시키는 구멍의 벽에 형성된 오리피스, 또는 피스톤에 형성된 덕트 및/또는 입력 요소의 본체에 형성된 덕트로 대체될 수 있다.

Claims (5)

  1. 펌프로의 연결을 위한 오리피스(P), 저장소로의 연결을 위한 오리피스(T) 및 펌프로 정보의 반환을 위한 오리피스(LS)를 구비한 본체(2)를 포함하고, 상기 본체는 각각 펌프 및 저장소로 연결되는 오리피스(P,T)와 소통하도록 배치될 수 있는 구멍(3)(pore)을 가지며, 상기 구멍 내에는 이러한 소통을 형성하거나 막을 수 있는 피스톤(6)이 설치되고, 상기 피스톤의 일단은 펌프의 압력을 받고 타단은 정보의 반환을 위한 압력(LS) 및 스프링(7)의 압력을 받는, 소기 밸브를 가진 입력 요소를 포함하는 유압 분배기에 있어서,
    상기 스프링(7)에 의해 가해지는 압력은 펌프의 전달 압력과 동일하며, 피스톤(6) 또는 본체(2), 또는 피스톤(6) 및 본체(2)는 분배기가 휴지 위치(rest position)에 있을 때 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들(4,5)을 소통시키는 오리피스(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 분배기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오리피스(8)의 단면은 15 바 압력하에서 최대 형성 흐름의 10 내지 15%의 흐름의 통과를 허용하는 것을 특징으로 하는 유압 분배기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들을 소통시키는 오리피스(8)는 피스톤의 외부면 또는 피스톤을 위한 구멍을 한정하는 본체 표면으로 열려있는 컷아웃(cutouts) 또는 슬롯(slots)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 분배기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들을 소통시키는 오리피스는 피스톤 또는 본체에 형성된 적어도 하나의 덕트(duct)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 분배기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프(P) 측 및 저장소(T) 측에 위치한 챔버들을 소통시키는 오리피스(8)의 단면은 분배 슬라이드 밸브의 특성의 함수로 변하는 것을 특징으로 하는 유압 분배기.
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