KR101182513B1

KR101182513B1 - 휠로더의 붐완충장치

Info

Publication number: KR101182513B1
Application number: KR1020050128231A
Authority: KR
Inventors: 이성균; 이백영
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2012-09-12
Also published as: KR20070066757A

Abstract

본 발명은 휠로더의 붐완충장치에 관한 것으로, 특히 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25)를 연결하는 보충라인(24)과, 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T)를 연결하는 배출라인(26)상에 붐완충 제어밸브(27)가 설치되고, 붐완충 제어밸브(27)는 큰 수압면의 제1수압부(27A)와 작은 수압면의 제2수압부(27B)에 보충라인(24)의 압력이 동시에 작용하는 경우에 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)은 상기 어큐물레이터(25)에 연통되고 소경실(23B)은 탱크(T)에 연통되어 붐완충작동을 하고, 보충라인(24)이 설정압력 이상을 초과하지 않도록 하는 릴리프밸브(37)와, 보충라인(24)의 잔류압력 제거할 수 있는 개폐밸브(34)가 설치되고, 붐실린더(23)의 대경실(23A)에 작용하는 유량을 조절할 수 있도록 오리피스(33)가 구비된다.

휠로더, 붐완충, 어큐물레이터, 잔류압력, 릴리프밸브

Description

휠로더의 붐완충장치{ LOAD ISOLATION APPARATUS FOR WHEEL TYPED LOADERS}

도 1은 종래 휠로더의 붐완충장치의 개략적인 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 휠로더의 붐완충장치의 개략적인 유압회로도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

21: 유압펌프 22: 컨트롤밸브

23: 붐실린더 23A: 대경실

23B: 소경실 24: 보충라인

25: 어큐물레이터 26: 배출라인

27: 붐완충 제어밸브 27A: 제1수압부

27B: 제2수압부 28: 제1위치

29: 중립위치 30: 제2위치

31: 제3위치 31A,31B: 파이롯라인

33: 오리피스 34: 개폐밸브

34A: 솔레노이드부 35: 선택스위치

36: 드레인라인 37: 릴리프밸브

38: 비상배출라인 39: 잔류압력 제거밸브

T: 탱크

본 발명은 휠로더의 붐완충장치에 관한 것으로, 특히 휠로더가 주행할 때 버켓 자체하중이나 버켓에 적재된 하중에 의해 붐이 상하로 요동하는 것을 방지하는 붐완충장치에 관한 것이다.

휠 로더가 고르지않은 노면을 주행할 때 붐이 자중에 의해 상하로 진동하면서 휠로더 전체를 상하로 진동시키는 현상이 발생하는 데, 이러한 현상을 방지하기 위하여 휠로더에는 붐의 반동을 흡수완충하는 장치가 구비되어 있다.

상기 종래 휠로더는, 도 1의 유압회로도에 도시된 바와 같이, 유압펌프(1)에서 토출된 압유가 컨트롤밸브(2)에서 제어되어 붐실린더(3)의 대경실(3A) 또는 소경실(3B)에 선택적으로 유입되고, 상기 붐실린더(3)의 대경실(3A)은 보충라인(4)을 통하여 어큐물레이터(5)에 연통되며, 상기 보충라인(4)상에는 선택스위치(6)의 작동신호 유무에 따라 상기 보충라인(4)을 개폐하는 차단밸브(7)가 설치되어 있다.

따라서 상기한 바와 같이 구성된 휠로더가 작업을 중지하고 주행을 하는 경우에는 붐실린더(3)로 공급되는 압유를 차단하여 붐을 고정시키고, 동시에 붐이 관성에 의해 상하로 요동하는 것을 방지하기 위하여 선택스위치(6)를 켠다.

선택스위치(6)를 켜면, 상기 차단밸브(7)가 선택스위치(6)로부터 전류를 인 가받아서 유로를 개방하는 위치로 절환하여 붐실린더(3)의 대경실(3A)을 어큐물레이터(5)와 연통시키게 되고, 이에 따라 주행중 붐이 관성에 의해 상하로 진동하면서 붐실린더(3)의 대경실(3A)의 압력변화를 주게 되면 그 붐실린더(3)의 변동압력을 어큐물레이터(5)가 흡수 또는 방출하여 붐실린더(3)의 상하방향 요동을 완충시켜 준다.

그런데 상기 종래의 휠로더 붐완충장치는 붐실린더(3)의 대경실(3A)에 상대적으로 높은 압력의 어큐물레이터(5) 1개만 연결되어 붐실린더(3)의 대경실(3A)이 높은 압력을 받을 경우, 즉 버켓에 하중을 적재한 경우에만 상대적으로 높은 압력의 어큐물레이트와 압력을 주고 받으면서 붐실린더의 진동을 완충하게 되어 있고, 버켓이 비어 있는 상태, 즉 붐실린더(3)의 대경실(3A)의 압력이 상대적으로 낮은 경우에는 작동하지 않게 되어 있다.

따라서 버켓에 하중을 적재하지 않은 상태로 주행을 할 때 버켓자체 하중만으로 붐이 상하로 진동하는 것은 억제하지 못하는 단점이 있었다.

뿐만아니라, 붐실린더(3)의 대경실(3A)에 상대적으로 높은 압력의 어큐물레이터(5)가 연결되어 있으므로 붐실린더(3)에 어큐물레이터(5)의 높은 압력이 갑자기 전달되는 경우에, 밸브나 오리피스에 높은 압력이 가해져 파손되는 문제점이 있고, 이러한 손상이 가해진 유압부품, 예컨대 어큐물레이터(5)나 밸브를 교체하고자 할 때에는 시스템에 잔류하는 유압을 제거하기 어려운 문제점이 있었다.

또한 종래 붐완충장치는 어큐물레이터에 설정된 압력이상에서만 완충기능을 할 수 있고, 그보다 낮은 압력에서 완충기능을 할 수 있도록 조절할 수 있는 구조 가 없어 불편하였다.

이에 본 발명은 상기 종래 휠로더 붐완충장치가 가진 단점을 해결하기 위하여, 붐완충 압력을 조절하여 붐완충 응답성을 조정할 수 있고, 붐완충장치의 부품을 교체할 수 있도록 잔류압력을 제거할 수 있는 붐완충장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 붐실린더의 대경실과 어큐물레이터를연결하는 보충라인과, 붐실린더의 소경실과 탱크를 연결하는 배출라인과, 상기 보충라인과 배출라인을 개폐하는 붐완충 제어밸브를 구비한 휠로더의 붐완충장치에 있어서,

상기 붐완충 제어밸브는 상대적으로 큰 수압면을 가지고 제1수압부와, 상기 제1수압부보다 상대적으로 작은 수압면을 가지고 상기 제1수압부와 대향하게 배치된 제2수압부를 구비하고,

상기 제1수압부 및 제2수압부에 상기 보충라인의 압력이 동일하게 작용하는 경우에 상기 어큐물레이터와 상기 붐실린더의 대경실을 서로 연통시키고 동시에 붐실린더의 소경실과 탱크를 서로 연통시키고, 양쪽 수압부의 어느 쪽에도 보충라인의 압력이 작용하지 않는 경우에 상기 붐실린더의 대경실의 압유를 어큐물레이터쪽으로는 유동하게 하되 역방향으로는 압유의 흐름을 차단하고 상기 붐실린더의 소경실과 탱크 사이의 압유의 흐름은 차단하며, 상기 제2수압부에만 상기 보충라인의 압유가 작용하는 경우에 상기 붐실린더의 대경실과 어큐물레이터 사이의 압유의 흐름과 상기 붐실린더의 소경실과 탱크 사이의 압유의 흐름을 차단하도록 구성된다.

이러한 구성의 본 발명은 보충라인의 압력에 따라 붐완충장치가 작동하여 주행중 붐의 상하 요동을 완충할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제1수압부에 작용하는 보충라인의 유량을 조절할 수 있도록 상기 제1수압부와 보충라인을 연결하는 파이롯라인상에 유량조절용 오리피스가 설치된다. 상기 오리피스의 개구면적을 조절하여 작은 붐요동에 대해서도 완충할 수 있으므로 붐완충 응답성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1수압부와 보충라인을 연결하는 파이롯라인상에 설치되어 상기 제1수압부를 상기 보충라인 또는 배출라인에 선택적으로 연결하는 개폐밸브와, 상기 개폐밸브에 개폐신호를 제공하는 선택스위치를 구비할 수 있다. 주행중과 같이 붐완충기능이 필요한 경우에만 붐완충장치를 작동시키고, 작업중에는 붐완충장치가 자작동하지 않도록 선택할 수 있어 편리하다.

상기 보충라인과 배출라인을 서로 연결하는 드레인라인과, 상기 연결라인에 설치되어 상기 보충라인의 압력이 소정 압력 이상으로 초과할 경우에 보충라인의 압유를 배출라인으로 배출시키는 릴리프밸브를 구비할 수 있다. 이 경우 붐이 크게 요동하면서 보충라인에 큰 압력이 형성되는 경우 붐실린더 또는 붐완충장치의 유압부품에 큰 압력이 작용하지 않도록 하여 부품손상을 방지할 수 있다.

또 상기 보충라인과 배출라인을 연결하는 비상배출라인과, 상기 비상배출라인을 선택적으로 개폐하는 잔류압력 제거밸브를 구비하여 붐완충장치의 부품이 손 상된 경우 보충라인의 잔류압력을 제거함으로써 손상된 부품을 교체할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 휠로더의 붐완충장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 휠로더의 붐완충장치의 실시예를 도시한 개략적인 유압회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유압펌프(21)에서 토출되는 압유는 컨트롤밸브(22)에서 제어되어 붐실린더(23)의 대경실(23A) 또는 소경실(23B)에 유입되어 붐실린더(23)를 신축시키게 된다.

상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)은 보충라인(24)을 통하여 어큐물레이터(25)에 연결되고, 붐실린더(23)의 소경실(23A)은 배출라인(26)을 통하여 탱크(T)에 연결된다.

상기 보충라인(24)과 배출라인(26)의 압유의 흐름을 제어하여 붐의 요동을 흡수완충하는 붐완충 제어밸브(27)가 설치된다.

상기 붐완충 제어밸브(27)는, 상대적으로 큰 수압면을 가지는 제1수압부(27A)와, 상기 제1수압부(27A)보다 상대적으로 작은 수압면을 가지는 상기 제1수압부(27A)와 대향하게 배치된 제2수압부(27B)를 구비한다.

상기 제1수압부(27A) 및 제2수압부(27B)는 각각의 파이롯라인(31A,31B)을 통하여 상기 보충라인(24)에 접속되어 상기 보충라인(24)의 압력이 작용하게 되어 있다.

그리고 상기 붐완충 제어밸브(27)는 상기 어큐물레이터(25)와 상기 붐실린더 (23)의 대경실(23A)을 서로 연통시키고 동시에 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T)를 서로 연통시키는 제1위치(28)와, 체크밸브(29A)를 구비하여 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)의 압유를 어큐물레이터(25)쪽으로는 유동하게 하되 역방향으로는 압유의 흐름을 차단하고 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름은 차단하는 중립위치(29)와, 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25) 사이의 압유의 흐름과, 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 차단하는 제2위치(30)와, 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25) 사이의 압유의 흐름과 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 차단하고 상기 어큐물레이터(25)와 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 연통시키는 제3위치(31)를 구비한다.

따라서, 상기 각 수압부(27A,27B)에 보충라인(24)의 압력이 동시에 작용하는 경우에 제1수압부(27A)의 수압면의 면적이 제2수압부(27B)보다 크므로 제1수압부(27A)에 작용하는 힘이 커서 상기 붐완충 제어밸브(27)는 제1위치(28)로 절환하고, 이에 따라 어큐물레이터(25)와 붐실린더(23)의 대경실(23A)를 서로 연통시키고 동시에 붐실린더(23)의 소경실(23B)을 탱크(T)에 연통시킴으로써 붐완충기능을 수행한다.

반면에, 상기 붐완충 제어밸브(27)는 양쪽 수압부(27A,27B)의 어느 쪽에도 보충라인(24)의 압력이 작용하지 않는 경우에는, 양쪽 수압부(27A,27B)에 설치된 스프링(SP1,SP2)에 의해 중립위치(29)를 유지하게 된다.

또 붐완충 제어밸브(27)는 상기 제2수압부(27B)에만 상기 보충라인(24)의 압 유가 작용하는 경우에, 제2위치(30)로 절환하여 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25) 사이의 압유의 흐름과 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 차단하여 붐완충 기능을 억제한다.

한편, 상기 붐완충 제어밸브(27)의 제1수압부(27A)와 보충라인(24)을 연결하는 파이롯라인(31A)상에는 상기 제1수압부(27A)에 작용하는 보충라인(24)의 유량을 조절할 수 있도록 오리피스(33)가 설치된다. 따라서 오리피스(33)의 개구면적을 조절함으로써 붐완충 제어밸브(27)이 제1위치(28)로 절환되는 압력을 조절하여 붐완충 응답성을 조절할 수 있게 된다.

또 상기 붐완충 제어밸브(27)의 제1수압부(27A)와 보충라인(24)을 연결하는 파이롯라인(31A)상에는 상기 제1수압부(27A)를 상기 보충라인(24) 또는 배출라인(26)에 선택적으로 연결하는 개폐밸브(34)가 설치되고, 상기 개폐밸브(34)는 솔레노이드 밸브로 구성되어 솔레노이드부(34A)에 개폐신호를 제공하는 선택스위치(35)가 연결된다. 따라서 붐완충 기능을 적용하고자 하는 경우에 선택스위치(35)를 켠다.

그리고 상기 선택밸브(34)가 붐완충 제어밸브(27)의 제1수압부(27A)를 배출라인(26)과 연통시키도록 선택밸브(34)에 전원을 인가하지 않으면, 어큐물레이터(25)의 압력이 보충라인(24)을 따라 붐완충 제어밸브(27)의 제2수압부(27B)에 작용하여 붐완충 제어밸브(27)를 제3위치(31)로 절환시킨다. 이 상태에서 어큐물레이터(25)의 압유는 붐실린더(23)로 공급되지 않고 배출라인(26)을 통하여 곧바로 배출되어 붐실린더(23)는 통상의 작업을 하는 상태가 된다.

상기 보충라인(24)은 배출라인(26)에 드레인라인(36)이 연결되고, 이 드레인라인(36)에는 상기 보충라인(24)의 압력이 소정 압력 이상으로 초과할 경우에 보충라인(24)의 압유를 배출라인(26)으로 배출시키는 릴리프밸브(37)가 설치되어 보충라인(24)을 통하여 과도한 압력이 붐완충장치의 부품에 갑자기 작용하는 것을 방지하여 부품의 손상을 방지한다.

또 상기 보충라인(24)은 배출라인(26)에 비상배출라인(38)을 통하여 연결되고, 상기 비상배출라인(38)에는 유로를 개폐하는 잔류압력 제거밸브(39)가 구비된다. 이 잔류압력 제거밸브(39)를 작동시켜 비상배출라인(38)을 개방하면 보충라인(24)에 잔류하는 압력이 탱크(T)로 배출되어 고장난 밸브나 부품을 수리할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 휠로더의 붐완충장치에 따르면, 붐실린더에 보충되는 어큐물레이터의 압력에 의해 붐완충기능을 유지할 수 있고, 오리피스의 개구면적을 조절하여 붐완충 응답성을 조절할 수 있으며, 회로에 과도한 압력이 갑자기 작용하는 것을 릴리프밸브로써 방지하여 회로를 보호하며, 부품이 손상되어 붐완충압력을 제거할 필요가 있는 경우에 회로내부에 잔류하는 압력을 간단히 제거할 수 있어 수리작업이 간편하다.

Claims

붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25)를 연결하는 보충라인(24)과, 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T)를 연결하는 배출라인(26)을 개폐함으로써 붐실린더(23)의 상하 요동을 완충하는 붐완충 제어밸브(27)를 구비한 휠로더의 붐완충장치에 있어서,

상기 붐완충 제어밸브(27)는 적어도,

일측에는 상대적으로 큰 수압면을 가지는 제1수압부(27A)와,

반대측에는 상기 제1수압부(27A)보다 상대적으로 작은 수압면을 가지는 제2수압부(27B)와,

상기 어큐물레이터(25)와 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)을 서로 연통시키고 동시에 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T)를 서로 연통시키는 제1위치(28)와,

체크밸브(29A)를 구비하여 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)의 압유를 어큐물레이터(25) 쪽으로는 유동하게 하되 역방향으로는 압유의 흐름을 차단하고 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름은 차단하는 중립위치(29)와,

상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25) 사이의 압유의 흐름과 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 차단하는 제2위치(30)를 구비하되,

상기 제1수압부(27A)는 파이롯라인(31A) 상에 개폐밸브(34)을 게재하여 상기 보충라인(24) 또는 배출라인(26)과 선택적으로 접속되고,

상기 제2수압부(27B)는 파이롯라인(31B)을 통해 상기 보충라인(24)과 접속되는 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.
제1항에 있어서, 상기 제1수압부(27A)에 작용하는 보충라인(24)의 유량을 조절할 수 있도록 상기 제1수압부(27A)와 보충라인(24)을 연결하는 파이롯라인(31A)상에 오리피스(33)가 설치된 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개폐밸브(34)에 개폐신호를 제공하는 선택스위치(35)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.
제1항에 있어서, 상기 보충라인(24)과 배출라인(26)을 서로 연결하는 드레인라인(36)과, 상기 드레인라인(36)에 설치되어 상기 보충라인(24)의 압력이 소정 압력 이상으로 초과할 경우에 보충라인(24)의 압유를 배출라인(26)으로 배출시키는 릴리프밸브(37)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.
제1항에 있어서, 상기 보충라인(24)과 배출라인(26)을 연결하는 비상배출라인(38)과, 상기 비상배출라인(38)을 선택적으로 개폐하는 잔류압력 제거밸브(39)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.
제1항에 있어서, 상기 붐완충 제어밸브(27)는 상기 붐실린더(23)의 대경실(23A)과 어큐물레이터(25) 사이의 압유의 흐름과 상기 붐실린더(23)의 소경실(23B)과 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 차단하고 상기 어큐물레이터(25)와 탱크(T) 사이의 압유의 흐름을 연통시키는 제3위치(31)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 휠로더의 붐완충장치.