KR101155779B1 - 건설중장비의 붐홀딩제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴삭기와 같은 건설중장비의 붐을 홀딩 또는 홀딩해제시키도록 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 메인유압펌프(P1)와, 보조펌프(P2)와, 상기 메인유압펌프(P1)에서 토출되는 압유의 흐름방향을 제어하여 붐실린더(13)에 공급하는 붐제어스풀(11)을 포함한 컨트롤밸브(10)와, 상기 보조펌프(P2)의 압유를 제어하여 상기 컨트롤밸브(10)의 붐제어스풀(11)에 파이롯신호를 제공하는 리모트컨트롤밸브(20)와, 상기 붐제어스풀(11)과 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)를 연결하는 유압라인(14)에 설치되어 붐상승 상태에서 정지하는 경우 붐을 상승한 상태로 홀딩시키고, 붐하강시 붐홀딩을 해제하는 붐홀딩밸브(15)와, 주행페달밸브(22)로부터 주행신호를 검출하는 주행 파이롯신호라인(21)과, 상기 리모트컨트롤밸브(20)에서 제공하는 붐하강 파이롯신호(Pdn)와 상기 주행 파이롯신호라인(21)에서 검출한 주행신호중 어느 하나로부터 붐홀딩 해제신호를 검출하는 셔틀밸브(18) 및 상기 셔틀밸브(18)에서 검출한 붐홀딩 해제신호에 의해 상기 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)를 탱크(T)에 연통시켜 붐을 홀딩해제시키는 붐홀딩해제밸브(19)를 포함한 것이다.
Figure R1020040117891
건설중장비, 붐홀딩, 붐상승, 붐요동, 주행신호, 붐홀딩해제

Description

건설중장비의 붐홀딩제어장치{ Apparatus for controlling a boom-holding on travelling of excavator}
도 1은 종래 굴삭기의 붐홀딩제어장치에 대한 개략적인 유압회로도,
도 2는 본 발명에 따른 붐홀딩제어장치의 유압회로도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
P1: 메인유압펌프 P2: 보조펌프
10: 컨트롤밸브 11: 붐제어스풀
12: 주행제어스풀 13: 붐실린더
13a: 헤드측 챔버 13b: 로드측챔버
14: 붐상승 유압라인 15: 붐홀딩밸브
15a: 전방 수압실 15b: 측편 수압실
15c: 후방 수압실 16: 스프링
17: 포펫 17a: 내부유로
T: 탱크 18: 셔틀밸브
19: 붐홀딩해제밸브 20: 리모트컨트롤밸브
Pup: 붐상승 파이롯신호 Pdn: 붐하강 파이롯신호
22: 주행페달밸브 24: 주행신호라인
25: 솔레노이드 개폐밸브 26: 주행/작업 선택스위치
28: 붐홀딩해제스위치 30: 컨트롤러
본 발명은 건설중장비의 붐제어장치에 관한 것으로, 특히 굴삭기와 같이 붐을 구비한 건설중장비에서 주행중에 붐이 관성에 의해 상승하는 것을 해소하고 작업중에는 붐이 자중에 의해 침하하는 현상을 방지하는 붐제어장치에 관한 것이다.
굴삭기에서 작업중 붐을 상승시킨 상태에서 정지하는 경우에 붐의 자체하중이나 버켓에 실은 하중 때문에 붐이 침하하게 되는데, 이와 같은 붐침하현상을 방지하기 위하여 굴삭기는 붐홀딩밸브를 구비하고 있다.
그런데 주행중에는 차체의 요동으로 인하여 붐이 상하로 진동하게 되고, 붐이 상하로 진동할 때 붐은 상기 붐홀딩밸브의 메이커업(make-up)작용으로 인하여 약간씩 상승하게 되는 데, 이와 같이 붐이 상승하게 되면 붐이 운전자의 시야를 가리거나 도로의 구조물을 통과하는데 장애가 되고, 이 경우 운전자는 주행을 멈추고 붐을 다시 원래의 위치로 내리는 동작을 하여야 하는 불편함이 있으로 이를 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 붐제어장치가 제안되어 있다.
종래의 굴삭기의 붐제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 메인유압펌프(P1) 와 보조펌프(P2)를 포함하고, 상기 메인유압펌프(P1)의 압유는 컨트롤밸브(10)에 구비된 붐제어스풀(11)과 주행제어스풀(12)등 복수개의 제어스풀에 의해 각각 제어되어 붐실린더(13)와 주행모터(도시생략) 등의 유압액츄에이터로 공급된다. 그리고 상기 컨트롤밸브(10)의 붐제어스풀(11)은 리모트컨트롤밸브(20)에서 제공되는 붐상승 파이롯신호(Pup)가 일측 수압부에 작용하면 절환하여 메인유압펌프(P1)의 압유를 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)에 공급하여 붐을 상승시키고, 붐하강 파이롯신호(Pdn)가 타측 수압부가 작용하게 되면 반대쪽으로 절환하여 메인유압펌프(P1)의 압유를 붐실린더(13)의 로드측챔버(13b)에 공급하여 붐을 하강시킨다.
한편, 상기 붐제어스풀(11)과 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)를 연결하는 붐상승 유압라인(14)에는 붐홀딩밸브(15)가 연결된다. 상기 붐홀딩밸브(15)는, 내부공간안에 슬라이드이동가능하게 삽입되어 내부공간을 전방 수압실(15a), 측편 수압실(15b) 및 후방 수압실(15c)로 구획하되 후단에 스프링(16)이 탄력적으로 설치되어 전단의 가장자리가 전방 수압실(15a)을 측편 수압실(15b)에 대하여 밀폐하는 포펫(17)을 구비하고, 상기 전방 수압실(15a)은 붐제어스풀(11)과 붐상승 유압라인(14)을 통하여 연통되며, 측편 수압실(15b)은 포펫(17)의 내부유로(17a)에 의해 후방 수압실(15c)과 연통됨과 아울러 붐상승 유압라인(14)를 통하여 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)에 연통되어 있고, 상기 후방 수압실(15c)은 붐홀딩해제밸브(19)를 통하여 탱크(T)에 연통되어 있다.
또한, 상기 붐홀딩해제밸브(19)의 수압부(19a)는, 리모트컨트롤밸브(20)의 붐하강 파이롯신호(Pdn)가 작용하도록 붐하강 파이롯신호라인(21)이 연결되고 아울 러 주행신호도 작용하도록 주행페달밸브(22)의 주행파이롯신호라인(23)에서 분기된 주행신호라인(24)과도 연결되어 있다. 따라서 상기 붐홀딩해제밸브(19)는 수압부(19a)에 붐하강 파이롯신호(Pdn)나 주행신호중 적어도 어느 하나의 신호만 작용하더라도 붐홀딩밸브(15)의 후방 수압실(15c)을 탱크(T)에 연통시켜 붐을 홀딩해제시키고, 붐하강 파이롯신호나 주행신호중 어느 것도 작용하지 않으면 스프링(16)의 힘에 의해 복귀하여 붐홀딩밸브(15)의 후방 수압실(15c)을 탱크(T)와 차단시켜 붐을 홀딩시킨다.
그러나 상기 붐홀딩해제밸브(19)는 굴삭기의 주행중 붐이 상승하는 것을 방지하기는 하지만 주행중에 상기 붐홀딩밸브(15)가 항상 붐홀딩해제상태로 개방되어 차체 전방에 지지된 버켓은 붐의 자중에 의한 하중을 지탱하게 된다. 따라서 굴삭기가 요철을 통과하는 경우와 같이 차체가 진동하는 경우 버켓이 버켓지지대와 부딪히면서 반복적인 충격을 받게 되므로 장거리 주행시 리크에 의해 버켓실린더에 크립현상이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위하여 작업자는 주기적으로 붐을 다시 상승시켜 버켓이 붐으로부터 하중을 받지 않도록 하여야 하는 불편함이 있었다.
이에 본 발명은 상기 종래 붐홀딩해제장치가 가진 단점을 해소하기 위하여 고안된 것으로, 주행중에 붐이 요동에 의해 조금씩 상승하는 경우에 운전자가 주행을 멈추지 않고 주행도중에 간단한 조작만으로 붐을 하강시킬 수 있고, 버켓에도 붐의 자중에 의한 과도한 하중을 주지 않도록 하는 붐제어장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 붐제어스풀과 붐실린더의 헤드측 챔버를 연결하는 유압라인에 설치되어 붐의 자중에 의한 헤드측 챔버의 누유를 차단하는 붐홀딩밸브를 구비하고, 상기 붐홀딩밸브의 수압부에 붐실린더용 리모트컨트롤밸브로부터 제공되는 붐하강 파이롯신호와 주행장치로부터 제공되는 주행신호압력을 연결하고, 상기 파이롯신호와 주행신호압력 중 어느 하나의 신호압력에 의해 홀딩상태를 해제하는 굴삭기의 붐홀딩 유압회로에 있어서,
상기 주행장치로부터 상기 붐홀딩밸브의 수압부로 연결되는 주행신호라인 상에 상기 주행신호라인을 개폐하는 솔레노이드 개폐밸브를 설치하되, 상기 솔레노이드 개폐밸브는 주행/작업 선택스위치와 붐홀딩해제스위치로부터 신호를 인가받아 상기 솔레노이드 개폐밸브를 구동하는 컨트롤러와 연결된다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 붐홀딩제어장치는 주행중 붐이 상승하는 경우 주행중에 붐홀딩해제스위치를 켜기만 하면 자동으로 붐홀딩상태가 해제어되어 붐상승에 따른 장애발생을 해소할 수 있고, 주행을 멈출 필요도 없으며, 붐홀딩상태가 컨트롤러에서 지령하는 일정한 시간동안만 해제되고 그 후 다시 붐홀딩상태로 자동으로 복귀하므로 버켓지지대에 지지된 버켓에 가해지는 하중이 감소하여 무리한 힘을 받지 않게 된다.
이하, 본 발명에 따른 건설중장비의 붐홀딩 제어장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 휠타입 굴삭기에 적용된 붐홀딩 제어장치의 개략적인 유압회로도이다.
메인유압펌프(P1)와 보조펌프(P2)를 포함하고, 상기 메인유압펌프(P1)의 압유는 컨트롤밸브(10)에 구비된 붐제어스풀(11)과 주행제어스풀(12)등 복수개의 제어스풀에 의해 각각 제어되어 붐실린더(13)와 주행모터(도시생략) 등의 유압액츄에이터로 공급된다. 그리고 상기 컨트롤밸브(10)의 붐제어스풀(11)등의 제어스풀들은 리모트컨트롤밸브(20)에서 제공되는 각 파이롯신호에 의해 제어된다.
예컨대, 붐제어스풀(11)은 리모트컨트롤밸브(20)에서 제공되는 붐상승 파이롯신호(Pup)가 일측 수압부에 작용하면 도 2의 우측으로 절환함으로써 메인유압펌프(P1)의 압유를 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)에 공급하여 붐을 상승시키고, 붐하강 파이롯신호(Pdn)가 타측 수압부가 작용하게 되면 도 2의 좌측으로 절환하여 메인유압펌프(P1)의 압유를 붐실린더(13)의 로드측챔버(13b)에 공급하여 붐을 하강시킨다.
한편, 상기 붐제어스풀(11)과 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)를 연결하는 붐상승 유압라인(14)에는 붐홀딩밸브(15)가 연결된다. 상기 붐홀딩밸브(15)는, 내부공간안에 슬라이드이동가능하게 삽입되어 내부공간을 전방 수압실(15a), 측편 수압실(15b) 및 후방 수압실(15c)로 구획하되 후단에 스프링(16)이 탄력적으로 설치되어 전단의 가장자리가 전방 수압실(15a)을 측편 수압실(15b)에 대하여 밀폐하는 포펫(17)을 구비하고, 상기 전방 수압실(15a)은 붐제어스풀(11)과 붐상승 유압라인 (14)을 통하여 연통되며, 측편 수압실(15b)은 포펫(17)의 내부유로(17a)에 의해 후방 수압실(15c)과 연통됨과 아울러 붐상승 유압라인(14)를 통하여 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)에 연통되어 있고, 상기 후방 수압실(15c)은 붐홀딩해제밸브(19)를 통하여 탱크(T)에 연통되어 있다.
상기 붐홀딩해제밸브(19)는 수압부(19a)에 붐홀딩해제신호 검출수단이 연결되어 붐홀딩해제신호가 작용할 경우에만 붐홀딩압력 해제라인을 개방하게 된다.
상기 붐홀딩해제신호 검출수단은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 리모트컨트롤밸브(20)로부터 제공되는 붐하강 파이롯신호(Pdn)와 보조펌프(P2)에서 주행장치로 제공되는 주행작동압력으로부터 검출한 주행신호압력중 어느 하나의 신호압력을 붐홀딩해제 신호압력으로 출력하는 셔틀밸브(18)로 구성된다.
따라서 상기 붐홀딩해제밸브(19)는 수압부(19a)에 붐하강 파이롯신호(Pdn)나 주행신호중 적어도 어느 하나의 신호만 작용하더라도 붐홀딩밸브(15)의 후방 수압실(15c)을 탱크(T)에 연통시켜 붐을 홀딩해제시키고, 붐하강 파이롯신호나 주행신호중 어느 것도 작용하지 않으면 스프링(16)의 힘에 의해 복귀하여 붐홀딩밸브(15)의 후방 수압실(15c)을 탱크(T)와 차단시켜 붐을 홀딩시킨다.
그리고 상기 주행신호압력은 주행페달밸브(22)의 출구와 상기 셔틀밸브(18)를 연결하는 주행신호라인(24)에는 주행신호압력을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 개폐밸브(25)가 설치된다.
컨트롤러(30)는 주행/작업 선택스위치(26)로부터 제공되는 주행신호와 붐홀 딩해제스위치(28)로부터 제공되는 붐홀딩해제신호가 입력되는 경우에 상기 솔레노이드 개폐밸브(25)에 전류를 인가하여 주행신호라인(24)을 개방시키게 된다.
상기 컨트롤러(30)는 미리 설정된 시간동안 상기 개폐밸브(25)에 전류를 제공하거나 작동시간 설정수단을 통하여 상기 개폐밸브 개방작동신호 시간을 입력할 수도 있다. 이 경우 상기 작동시간 설정수단은 다이얼 스위치 등과 같은 여러가지 형태로 될 수 있고, 운전실에 구비되어 운전자가 굴삭기 운전중에 조작할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 주행중 홀딩상태를 자동 또는 수동으로 해제함으로써,붐을 홀딩해제시키거나 주행중 붐을 홀딩해제함으로써 붐홀딩기능으로 인하여 주행중 붐이 상승하여 시야를 가리거나 차고가 높아지는 문제를 해결함으로써 주행 안정성을 높일 수 있고, 작업중에는 적시에 붐을 홀딩시켜 붐침하를 방지할 수 있다. 또한 붐홀딩상태가 컨트롤러에서 지령하는 일정한 시간동안만 해제되고 그 후 다시 붐홀딩상태로 자동으로 복귀하므로 버켓지지대에 지지된 버켓에 가해지는 하중이 감소하여 무리한 힘을 받지 않게 된다.

Claims (3)

  1. 붐제어스풀(11)과 붐실린더(13)의 헤드측 챔버(13a)를 연결하는 유압라인(14)에 설치되어 붐의 자중에 의한 헤드측 챔버(13a)의 누유를 차단하는 붐홀딩밸브(15)를 구비하고, 상기 붐홀딩밸브(15)의 수압부에 붐실린더용 리모트컨트롤밸브(20)로부터 제공되는 붐하강 파이롯신호(Pdn)와 주행장치로부터 제공되는 주행신호압력을 연결하고, 상기 파이롯신호(Pdn)와 주행신호압력 중 어느 하나의 신호압력에 의해 홀딩상태를 해제하는 굴삭기의 붐홀딩제어장치에 있어서,
    상기 주행장치로부터 상기 붐홀딩밸브(15)의 수압부로 연결되는 주행신호라인(24) 상에 상기 주행신호라인(24)을 개폐하는 솔레노이드 개폐밸브(25)를 설치하되, 상기 솔레노이드 개폐밸브(25)는 주행/작업 선택스위치(26)와 붐홀딩해제스위치(28)로부터 신호를 인가받아 상기 솔레노이드 개폐밸브(25)를 구동하는 컨트롤러(30)와 연결된 것을 특징으로하는 굴삭기의 붐홀딩제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러(30)는 주행/작업 선택스위치(26)로부터 주행이 선택되고, 붐홀딩해제스위치(28)가 오프되어 있을 경우 미리 설정된 시간동안 상기 개폐밸브(25)에 주기적으로 개폐작동신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐홀딩제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러(30)에 상기 개폐밸브(25)에 개방작동신호 시 간을 입력할 수 있는 작동시간 설정수단이 연결된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐홀딩제어장치.
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