KR101217755B1

KR101217755B1 - 유압 제어 장치

Info

Publication number: KR101217755B1
Application number: KR1020077000875A
Authority: KR
Inventors: 에르하르트 카알; 에드윈 하르니스페게르
Original assignee: 보쉬 렉스로트 아게
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2013-01-02
Also published as: EP1778923A1; KR20070030899A; EP1778923B1; WO2006005497A1; ATE445048T1; DE502005008287D1; US7637103B2; CN101001996B; CN101001996A; US20080104866A1; DE102004033890A1

Abstract

본 발명은, 작동시에, 리프팅 장비의 유압 실린더가 감쇠 밸브 장치를 통해 유압 어큐뮬레이터에 연결될 수 있는, 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치를 개시한다. 감쇠 밸브 장치는 2개의 다른 노즐 단면을 가진 노즐 밸브 장치를 포함하며, 큰 셔틀 노즐은 유압 어큐뮬레이터를 충전할 때 작용하고, 작은 셔틀 노즐은 유압 어큐뮬레이터를 유압 실린더의 로드 압력에 적응시키는 동안에 작용한다.

리프팅 장비, 유압 실린더, 감쇠 밸브 장치, 제1 압력 챔버, 유압 어큐뮬레이터, 탱크, 어큐뮬레이터 라인, 셔틀 노즐, 노즐 밸브 장치.

Description

유압 제어 장치 {HYDRAULIC CONTROL ARRANGEMENT}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 이동식 작업 기계의 전후진동(wagging vibration)을 감쇠시키는 유압 제어 장치에 관한 것이다.

지게차, 텔레호이스트 로드 러거(telehoist load lugger), 및 휠 로더(wheel loader)와 같은 이동식 작업 기계는 차대와 섀시 사이에 일반적으로 승용차 및 트럭의 경우와 달리 스프링 댐퍼 시스템을 포함하지 않는다. 이동식 작업 기계의 경우, 차대의 감쇠는 실질적으로 타이어에 의해 이루어지며 따라서 비교적 제한적이다. 이동식 작업 기계의 경우에서 스프링 댐퍼 시스템을 이용하는 것은, 특정한 작업 상황에서 바람직하지 못한 부정적인 특성, 예를 들면 스프링 인 또는 아웃에 의해 로드를 수집 및 저장하는 동안에 불량한 포지셔닝 정확도, 또는 작업물 덩어리 속에서 작업하는 동안에 휠 로더 버켓 상의 감소된 티어-아웃 힘이 수반될 수 있는데, 이것은 스프링 댐퍼 시스템의 에너지 소모에 의한 것이다.

감쇠되지 않는 작업 기계의 단점은 명백하게 운전 특성이 나쁘다는 것이다. 특히, 휠 베이스 외부에 운반 로드를 가진 작업 기계는, 고속 운전 동안에, 도로 상태 및 로드에 따라, 부분적으로 실질적인 전후 진동을 하는 경향이 있다. 그러면, 작업 기계는 실질적으로 저하된 조향 및 제동 동작을 보인다. 또한, 차량 및 운전자는 진동에 의해 심각한 부담을 느끼게 되고, 운반 로드의 위치 안정성이 저하되며, 그 경우에 바람직하지 않은 상태에서는 운반 화물이 손실될 수 있다. 운전자에게 작용하는 가속도는 건강에 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 진동에 의해 차량에 미치는 응력이 증가하면, 마모가 증가되고, 유지보수에 노력을 더 기울여야 한다.

운전 속도가 감소되면 이러한 단점은 감소될 수 있지만, 이것은 작업 기계의 취급 성능이 그에 따라 감소 된다는 단점을 가진다.

전후 진동을 감소시키고 상술한 단점을 제거하기 위해, 스프링 감쇠 요소로서 유공압 어큐뮬레이터(hydropneumatic accumulator)를 가진 안정화 시스템은 제어 블록과 리프팅 실린더 저부 사이에서 작업 기계의 유압 리프팅 시스템에 포함된다. 그러한 해결방안은, 예를 들면, DE 197 43 005 A1으로부터 공지되어 있다. 이러한 안정화 시스템에서, 작업 기계의 리프팅 장비의 유압 실린더의 저부 쪽은 소정의 운전 속도의 관점에서, 파일럿-제어된 방향성 제어 밸브를 통해 유압 어큐뮬레이터에 연결된다. 유압 실린더의 동작 사이클 동안에, 유압 어큐뮬레이터는 또 다른 파일럿 밸브를 통해 충전된다. 상기 또 다른 파일럿 밸브는 또한, 상기 어큐뮬레이터 압력을 유압 실린더에 작용하는 로드 압력에 적응시킬 수 있다.

이러한 해결방안의 단점은, 파일럿-제어된 방향성 제어 밸브 및 파일럿 밸브를 가진 스위칭 기구가 매우 복잡하다는 것이다.

DE 39 09 205 C1은 전후 진동 감쇠용 시스템을 기술하고 있는데, 상기 시스템에서, 작업 기계의 작동 동안에, 리프팅 장비의 유압 실린더의 저부 쪽은, 전기 구동 방향성 제어 밸브를 통해, 유압 어큐뮬레이터에 연결되고, 링 쪽은 탱크에 연결된다. 동작 사이클 동안에 유압 어큐뮬레이터의 충전은 하류 체크 밸브를 가진 충전 밸브를 통해 수행된다. 이러한 공지된 해결방안에는, 어큐뮬레이터 압력을 유압 실린더의 로드 압력에 적응시키는 기능은 제공되지 않았다.

본 출원인의 DE 197 54 828 A1은 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치를 기술하고 있는데, 상기 유압 제어 장치에서, 작업 동안에, 유압 실린더의 저부 쪽은, 로직 밸브 장치를 통해, 유압 어큐뮬레이터에 연결되고, 링 쪽은 탱크에 연결된다. 이러한 로직 밸브 장치는 또한 동작 사이클 동안에 유압 어큐뮬레이터를 충전시킬 수 있게 한다. 이러한 공지된 해결방안에서, 어큐뮬레이터 압력을 로드 압력에 적응시키는 기능은 하류 체크 밸브를 가진 스로틀을 통해 수행된다. 이러한 해결방안은 역시 매우 복잡하고 따라서 값이 비싸다.

상술한 바와는 대조적으로, 본 발명의 목적은 최소의 노력으로 이동식 작업 기계의 전후 진동이 감소될 수 있게 하는 유압 제어 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1항의 특징을 가진 유압 제어 장치에 의해 해결된다.

본 발명의 유압 제어 장치는, 감쇠 밸브 장치를 포함하며, 상기 감쇠 밸브 장치를 통해, 지지 방향으로 작용하는 상기 유압 실린더의 제1 압력 챔버가 전후 진동의 감쇠를 위해 유압 어큐뮬레이터에 연결될 수 있고, 하강 방향으로 작용하는 유압 실린더의 압력 챔버가 탱크 또는 낮은 압력에 연결될 수 있다. 상기 감쇠 밸브 장치를 통해, 상기 유압 어큐뮬레이터가, 유압 어큐뮬레이터의 작동 사이클 동안에, 충전을 위해 펌프 라인에 연결되고, 어큐뮬레이터 압력을 로드 압력에 적응시키기 위해 탱크 또는 낮은 압력에 연결된다. 본 발명에 따라, 유압 제어 장치는, 2개의 다른 노즐 단면을 가진 노즐 밸브 장치를 포함하며, 큰 셔틀 노즐은 충전 동안에 작용하고, 작은 셔틀 노즐은 어큐뮬레이터 압력을 로드 압력에 적응시키는 동안에 작용한다. 유압 어큐뮬레이터를 충전시키는 동아에 작용하는 비교적 큰 노즐로 인해서, 유압 어큐뮬레이터의 신속한 충전이 보장되어, 감쇠의 스위칭 온 시에, 어큐뮬레이터 압력은 리프팅 장비가 지지되고 하강되지 않도록 충분히 높다. 어큐뮬레이터 압력을 현재의 로드 압력에 적응시키는 동안에, 작은 노즐이 작용하여, 밸런싱 프로세스는 비교적 느리게 진행되고, 유압 어큐뮬레이터는 그에 따라 손상이 방지된다.

상기 감쇠 밸브 장치는 바람직하게는 파일럿 제어 방향성 제어 밸브로 구성되며, 상기 파일럿 제어 방향성 제어 밸브는, 기본 위치에서, 상기 제1 압력 챔버와 상기 유압 어큐뮬레이터 사이, 및 상기 제2 압력 챔버와 상기 탱크/낮은 압력 사이의 연결부를 록킹하고, 스위칭 위치에서 상기 연결부들을 개방한다.

파일럿 제어는, 개방 방향으로 작용하는 상기 방향성 제어 밸브의 제어면에, 스위칭위치에서, 탱크 압력으로 충격을 주고, 제2 스위칭 위치에서 어큐뮬레이터 압력으로 충격을 주는 전기 구동 파일럿 밸브에 의해 수행될 수 있다.

특히 간단한 구조의 실시예에서, 상기 노즐 밸브 장치는 상기 방향성 제어 밸브를 바이패스 시킬 수 있는 바이패스 라인에 연결되어 있다.

일 실시예에서, 상기 노즐 밸브 장치는 셔틀 밸브로서 디자인되고, 압력 매체가 충전 동안에 유압 어큐뮬레이터로 흐르게 하거나, 압력 매체가 적응 동안에는 반대 방향으로 흐르게 하는 체크 밸브가 각각의 상기 셔틀 노즐에 할당된다.

바람직하게는, 상기 셔틀 밸브는, 2개의 밸브 시트들 사이의 밸브 보어 내에서 이동되도록 안내는 셔틀 볼트를 포함한다. 셔틀 볼트는 전방 쪽에 각각 밸브 코운을 포함하며, 상기 밸브 코운의 외주에, 적어도 하나의 노즐 챔퍼가 형성된다. 작용하는 상기 노즐 챔퍼 단면은 일 밸브 코운에서 다른 밸브 코운보다 크다.

간단한 구조의 셔틀 볼트에서,

상기 노즐 챔퍼는 상기 셔틀 볼트의 외주에 있는 평탄부에서 개방된다.

컴팩트 실시예에 따라, 전후 진동의 감쇠의 부품은 자체 밸브 하우징 내에 구성되고, 감쇠 밸브 장치의 상기 방향성 제어 밸브의 축은 셔틀 밸브의 축에 대해 직각으로 연장된다.

상기 셔틀 밸브의 2개의 밸브 시트 각각은 밸브 부싱에 형성된다.

셔틀 밸브의 구조는, 셔틀 볼트가 비교적 적은 노력으로 교체될 수 있어, 유압 어큐뮬레이터의 충전 및 배출 속도가 셔틀 볼트를 교체함으로써 작업 기계의 여러 가지 요구사항에 적응될 수 있도록 선택된다.

상술한 2개의 다른 셔틀 노즐을 가진 셔틀 밸브와 각각 할당되는 체크 밸브 대신에, 충전 및 적응을 가능하게 하는 다른 해결방안이 이용될 수 있다. 여기에서, 충전 동안에 작용하는 상기 큰 셔틀 노즐은 방향성 제어 밸브를 바이패스시키는 바이패스 라인에 배치되고, 체크 밸브가 그 상류에 설치되며, 상기 체크 밸브는 충전 및 반대 방향에서의 록킹을 위해 압력 매체가 흐를 수 있게 한다. 체크 밸브와 큰 셔틀 노즐 사이의 영역에서, 브랜치 라인이 분기하며, 상기 브랜치 라인에 작은 셔틀 노즐이 배치되고, 브랜치 라인은 적응 제어 밸브(138)의 입구 연결부에 연결되며,상기 적응 제어 밸브의 출구는 탱크에 연결된다. 이러한 적응 제어 밸브는 적응을 위해 개방 위치에 배치될 수 있어, 압력 매체는 2개의 셔틀 노즐을 통해 유압 어큐뮬레이터로부터 탱크로 흐를 수 있다.

이 변경예는, 적응 제어 밸브의 스위칭이 그 입구에서의 압력에 의해 수행되면, 그 구조가 특히 간단하게 된다.

록킹 위치에서의 방향성 제어 밸브의 바람직하지 않은 스위칭은, 유압 어큐뮬레이터를 파일럿 밸브의 입구에 연결하는 충전 제어 라인에 체크 밸브가 배치되면 피할 수 있고, 상기 체크 밸브는 파일럿 밸브의 방향으로 개방되고 반대 방향으로는 록킹되어, 스위칭되지 않은 파일럿 밸브의 경우에, 유압 어큐뮬레이터의 압력 강하가, 개방 방향에서 작용하는 방향성 제어 밸브의 제어 챔버 내의 제어 압력의 강하를 발생시키지 않는다.

방향성 제어 밸브의 파일럿 제어 내의 제어 압력을 감쇠시키기 위해, 방향-가변 감쇠 노즐이 제어 라인에 설치될 수 있고, 유압 제어 장치는 유압 어큐뮬레이터를 너무 높은 압력으로부터 보호하도록 압력 제한 밸브를 가지도록 디자인될 수 있다.

유압 어큐뮬레이터의 드레이닝은 바람직한 수동 구동 드레인 밸브를 통해 가능하다.

도 1은 전후 진동을 감쇠시키기 위한 본 발명의 유압 제어 장치의 제1 실시예의 계통도이다.

도 2는 도 1의 제어 장치의 감쇠 밸브 장치의 밸브 블록을 통한 단면도이다.

도 3은 도 2의 밸브 블록의 셔틀 밸브의 상세도이다.

도 4는 전후 진동을 감쇠시키기 위한 제어 장치의 제2 실시예의 계통도이다.

아래에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 소형 이동식 작업 기계, 예를 들면, 휠 로더 또는 포크 리프트의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치의 계통도를 도시한다. 상기 유압 제어 장치는, 병렬로 배치되는 2개의 유압 실린더(2, 4)를 통해 작동되는 로드를 리프팅하기 위한 리프팅 장비를 포함한다. 압력 매체의 공급은, 2개의 유압 실린더(2, 4)가 가변용량형 펌프 또는 탱크(도시되지 않음)에 연결될 수 있게 하는 이동식 제어 블록(6)에 의해 수행된다. 이동식 제어 블록(6)의 2개의 작업 연결부(A, B)는, 각각, 공급 라인(8) 및 드레인 라인(10)을 통해 2개의 유압 실린더(2, 4)의 저부 쪽 실린더 챔버(12) 또는 링 챔버(14)에 연결된다. 실린더를 연장하기 위해, 압력 매체는 2개의 실린더 챔버(12)에 공급되고, 2개의 링 챔버(14)로부터 이동식 제어 블록(6)을 통해 탱크(T)로 배출된다. 도시된 실시예에서, 유압 실린더(2, 4)의 2개의 링 챔버(14)와 실린더 챔버(12)는 서로 직접 연결된다.

작업 기계의 작동시에, 전후 진동의 감쇠는 2개의 실린더 챔버(12)를 유압 어큐뮬레이터(16)에 연결함으로써 수행된다. 유압 어큐뮬레이터(16)는, 유압 실린더(2, 4)와 이동식 제어 블록(6) 사이에 실제로 포함되는 유공압 스프링 감쇠 요소로서 작용한다. 2개의 링 챔버(14)는 전후 진동의 감쇠 동안에 탱크(T)에 연결된다. 탱크(T) 및 유압 어큐뮬레이터(16)에의 연결은, 2개의 입구 연결부(A, B)가 각각 어큐뮬레이터 라인(20) 및 언로딩 라인(22)을 통해 공급 라인(8) 또는 드레인 라인(10)과 연결되는 감쇠 밸브 장치(18)를 통해 수행된다. 감쇠 밸브 장치(18)의 감쇠 밸브의 어큐뮬레이터 연결부(X2)는 유압 어큐뮬레이터(16)에 연결되고, 탱크 연결부(T)는 탱크에 연결된다.

도 1에 따라, 감쇠 밸브 장치(18)는, 2개의 작업 연결부(A, B)가 연결부(X2, T)에 대해 록킹되는 도시된 록킹 위치에서 스프링에 의해 사전에 응력을 받는 파일럿-제어 4/2 방향성 제어 밸브(24)를 포함한다.

파일럿-제어 방향성 제어 밸브(24)의 제어는 전기 구동 파일럿 밸브(26)를 통해 수행되며, 전기 구동 파일럿 밸브(26)는, 스프링-사전 응력 기본 위치에서, 개방 방향에서 작용하는 방향성 제어 밸브(24)의 제어 챔버에 연결되는 제어 라인(28)을, 탱크 제어 라인(25)을 통해, 탱크 연결부(T)와 연결되는 탱크 채널(30)에 연결한다. 전류가 파일럿 밸브(26)의 전자석에 공급되면, 파일럿 밸브(26)는 스위칭 위치에 위치되며, 스위칭 위치에서, 제어 라인(28)은, 파일럿 밸브(26)의 연결부(P)에 연결된 충전 제어 라인(27)을 통해, 어큐뮬레이터 연결부(X2)에 연결되는 어큐뮬레이터 채널(32)에 연결된다.

제어 라인(28)에, 도시된 실시예에서 셔틀 밸브로서 디자인된 방향-가변 감 쇠 스로틀(34)이 배치되며, 방향-가변 감쇠 스로틀(34)은 서로 병렬로 연결되는 다른 직경을 가진 2개의 스로틀(36, 38)을 포함하고, 제어 챔버로부터 파일럿 밸브(26)로 향해 개방되는 체크 밸브(40)는 스로틀(36)에 할당되며, 제어 오일이 제어 챔버로 향해 흐를 수 있게 하는 체크 밸브(42)는 스로틀(38)에 할당된다. 파일럿 밸브(26)의 제어는 수동으로, 또는 작업 기계가 소정의 운전 속도를 초과하였을 때 이동식 제어 장치의 작용에 의해 수행된다.

감쇠 밸브 장치(18)는 어큐뮬레이터 채널(82)과 탱크 채널(30) 사이에 있는 연결 채널(46)에 배치된 압력 제한 밸브(44)를 더 포함한다. 이러한 압력 제한 밸브(44)에 의해, 유압 어큐뮬레이터(16)의 최대 압력은 제한된다.

드레인 채널(48)에, 유압 어큐뮬레이터(16)를 탱크 채널(30)에 연결시키도록 수동으로 록킹 위치로부터 개방 위치로 이동될 수 있는 드레인 밸브(50)가 배치된다. 유압 어큐뮬레이터(16)의 이러한 드레이닝은 예를 들면 유지보수 작업 또는 고장의 경우에 필요할 수 있다.

도 1에 따라, 바이패스 채널(52)은 압력 매체 유로에서 작업 연결부(A)와 방향성 제어 밸브(24) 사이에서 분기한다. 바이패스 채널(52)에, 도시된 실시예에서 셔틀 밸브(54)로서 디자인된 노즐 밸브 장치(53)가 배치되며, 셔틀 밸브(54)의 출구는 어큐뮬레이터 채널(32)에서 분기하는 드레인 채널(48)에서 개방된다. 셔틀 밸브(54)는 도 1의 좌측 상단에 확대 도시되었다. 바이패스 채널(52)은 2개의 브랜치 라인으로 분기하며, 비교적 작은 단면을 가진 셔틀 노즐(56)과 연결부(A)의 방향으로 개방되는 셔틀 체크 밸브(58)는 도 1의 우측 브랜치에 배치되고, 큰 단면 을 가진 셔틀 노즐(60)과 유압 어큐뮬레이터(16)의 방향으로 개방되는 셔틀 체크 밸브(62)는 좌측 브랜치에 배치된다. 이것은, 압력 매체가 유압 어큐뮬레이터(16)로부터 작업 연결부(A)로 흐르는 경우(적용)에, 체크 밸브(58)가 개방되어, 작은 셔틀 노즐(56)을 통해 흐르며, 압력 매체가 작업 연결부(A)로부터 유압 어큐뮬레이터(16)로 흐르는 경우(충전)에, 큰 단면을 가진 셔틀 노즐(60)이 작용된다는 것을 뜻한다.

예를 들면 정상 작동 사이클 동안에 리프팅 장비를 리프팅하기 위해, 공급 라인(8)은 이동식 제어 블록(6)을 통해 도시되지 않은 펌프 라인에 연결되어, 2개의 유압 실린더(2, 4)는 연장되고, 압력 매체는 드레인 라인(10)과 이동식 제어 블록(6)을 통해 링 챔버로부터 탱크(T)로 복귀된다. 유압 실린더에서의 로드 압력은 도시되지 않은 로드 통보 라인을 통해 탭핑되고, 가변 용량형 펌프는 작업 기계의 로드의 가장 높은 로드 압력의 작용에 의해 조절된다.

작업 기계의 정상적 작동 동안에, 제어 밸브(26)의 전자석에 전류가 공급되지 않아, 방향성 제어 밸브(24)의 제어 챔버는 팽창되고, 그에 따라 방향성 제어 밸브(24)는 스프링-사전 응력 기본 위치에 유지된다. 유압 어큐뮬레이터(16)는 어큐뮬레이터 라인(20), 바이패스 채널(52), 체크 밸브(62), 셔틀 노즐(60) 및 어큐뮬레이터 채널(32)을 통해 충전된다. 최대 어큐뮬레이터 압력은 압력 제한 밸브(44)에 의해 제한된다. 이러한 최대 압력은, 압력 제한 밸브(44)가 정상적 동작 사이클 동안에 개방되지 않도록 조절된다. 그러나, 압력 제한 밸브(44)가 응답하지 않으면, 이러한 제한 압력 위에서 작용하는 로드 압력이 셔틀 노즐(60) 앞에서 유지되도록 셔틀 노즐(60)과 함께 조치를 취해야 한다.

유압 실린더(2, 4)에서의 로드 압력이 강하하면, 유압 어큐뮬레이터(16)는 그에 따라 체크 밸브(58)와 작은 셔틀 노즐(56)을 통해 낮은 로드 압력 수준으로 배출되어야 한다. 충전 및 배출 속도는 실질적으로 셔틀 노즐의 여러 가진 단면에 의해 결정된다.

작동시에, 운전자 또는 작업 기계의 제어 유닛은 파일럿 밸브(26)에 신호를 보내고, 파일럿 밸브(26)의 전자석에 전류가 공급되어, 전자석은 스프링의 힘에 대항하여 스위칭 위치로 이동되고, 스위칭 위치에서, 방향성 제어 밸브(24)의 제어 챔버는 어큐뮬레이터 채널(32) 내의 압력, 즉, 유압 어큐뮬레이터(16)의 압력으로 가압된다. 방향성 제어 밸브(24)는 통과 위치에 위치되어, 유압 실린더(2, 4)의 링 챔버(14)는 탱크와 연결되고, 실린더 챔버(12)는 유압 어큐뮬레이터(16)와 연결되어, 리프팅 장비는 차량에 대해 스윙할 수 있고, 유압 어큐뮬레이터(16)는 스프링 감쇠 요소로서 작용한다.

안정화 시스템의 스위칭 오프, 즉, 파일럿 밸브(26)의 전자석에 대해 전류를 차단한 후에, 파일럿 밸브(26)는 스프링-사전 응력 기본 위치로 되돌려 이동되고, 방향성 제어 밸브(24)의 제어 챔버는 그에 따라 탱크(T)에 연결된다. 방향성 제어 밸브는 스프링의 힘에 의해 록킹 위치로 다시 위치되고, 안정화 시스템은 스위칭 오프된다. 안정화 시스템의 이러한 스위칭 온 및 오프 동안에 제어 채널(28) 내의 압력의 변동은 방향-가변 감쇠 노즐(34)에 의해 감쇠된다.

도 2는 감쇠 밸브 장치(18)를 형성하는 밸브 블록(64)의 단면도를 도시한다. 밸브 블록(64)은, 방향성 제어 밸브(24)의 시프터(68)가 축방향으로 이동되도로 안내하는 밸브 보어(66)에 의해 관통된다. 시프터(68)는, 밸브 보어(66)를 록킹하는 록킹 스크루(72)에 시프터(68)가 맞닿는 도시된 기본 위치에서 스프링(70)에 의해 가압된다. 스프링(70)은, 밸브 블록(64)에 나사체결되고 시프터(68)에서 스프링 컵(76)과 결합되는 캡(74)에 지지된다.

밸브 보어(66)는 4개의 링 챔버(78, 80, 82) 및 제어 챔버(86)로 확장된다. 제어 챔버는 한편으로는 록킹 스크루(72)의 전방면에 의해 제한되고, 다른 한편으로는 밸브 시프터(68)의 인접 단부면에 의해 제한되며, 점선으로 표시된 제어 라인(28)과 가변 감쇠 스로틀(34)을 통해, 도 2에서는 밸브 블록(64) 내에 고정된 자석만 도시된 파일럿 밸브(26)에 연결된다.

링 챔버(80)는 작업 연결부(B)에 연결되고, 링 챔버(78)는 탱크 연결부(T)에 연결되며, 링 챔버(82)는 작업 연결부(A)에 연결되고, 링 챔버(84)는, 도 2의 평면에 대해 대략 직각으로 배치되는 어큐뮬레이터 연결부(X2)에 연결된다.

시프터(68)는 2개의 제어 에지(92, 96)를 형성하는 2개의 제어 홈(88, 90)을 포함한다. 제어 에지(96)에 의해, 링 챔버(78, 80)들 사이, 즉, 작업 연결부(B)와 탱크 연결부(T) 사이의 연결이 개폐되고, 링 챔버(82, 84)들 사이, 즉, 작업 연결부(A)와 어큐뮬레이터 연결부(X2) 사이의 연결은 제어 에지(92)에 의해 개폐된다.

어큐뮬레이터 연결부(X2) 및 링 채버(84)와 연결된 어큐뮬레이터 채널(32)은 도 2의 평면에 대해 대략 직각으로 연장된다. 채널(32)에 대해 대략 평행하게, 셔틀 밸브(54)가 밸브 블록(64) 내에 배치되고, 셔틀 밸브(54)의 축 역시 그에 따라 도 2의 평면에 대해 직각으로 연장된다. 시프터(68)의 축은 도 2의 평면에서 시프터(68)의 축에 대해 직각으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 셔틀 밸브(54)는 링 챔버(82)와 어큐뮬레이터 채널(32) 사이의 영역에 배치되고, 표시된 채널들을 통해 링 챔버(82) 및 어큐뮬레이터 채널(32)에 연결된다.

셔틀 밸브(54)의 상세사항은, 도 2의 A-A 선을 따른 셔틀 밸브(54)의 단면을 도시하는 도 3에 의해 설명된다.

이러한 단면도는, 링 챔버(82), 시프터(68), 제어 홈(90)에 의해 반경 방향으로 오목하게 되는 시프터(68)의 부분(98), 작업 연결부(A), 및 작업 연결부(A)를 밸브 블록(64)의 보어(102)에 연결하는 채널(100)을 도시한다. 이러한 보어(102)에 셔틀 밸브(54)가 수용된다. 셔틀 밸브(54)는 보어(102) 내에 나사체결되는 2개의 밸브 부싱(104, 106)을 포함하며, 나사체결 깊이는 어깨부(108)에 의해 제한된다. 도 3에서, 2개의 밸브 부싱(104, 106)은 우측으로부터 삽입되고, 보어(102)는 조립 동안에 록킹 스크루(110)에 의해 록킹된다. 2개의 밸브 부싱(104, 106)은, 셔틀 볼트(114)가 축방향으로 이동되도록 안내되는 밸브 보어(112)를 형성한다. 셔틀 볼트(114)는 양쪽 단부에 각각 밸브 코운(116, 118)을 포함하며, 밸브 코운(116, 118)에 각각 밸브 부싱(104, 106) 내의 밸브 시트(120, 122)가 할당된다. 2개의 밸브 시트(120, 122)의 거리는 셔틀 볼트(114)의 길이보다 약간 길게 선택되어, 셔틀 볼트(114)는 항상 밸브 시트(120, 122) 중의 한쪽에만 놓일 수 있다. 2개의 밸브 부싱(104, 106)의 용이한 삽입을 위해, 부싱(104, 106)들은 공구의 결합을 위해 우측 단부에 리세스(132, 134)를 가진다.

2개의 밸브 코운(116, 118)의 영역에, 축방향으로 연장되는 노즐 챔퍼(124, 126)가 각각 형성되며, 큰 단면을 가진 1개 또는 2개의 노즐 챔퍼(124)가 도 3의 좌측 밸브 코운(116)에 형성되고, 비교적 작은 직경을 가진 1개의 단일 노즐 챔퍼(126)는 밸브 코운(118)에 형성된다.

따라서, 노즐 챔퍼(124, 126)는 실질적으로 도 1의 셔틀 밸브(54)의 셔틀 노즐(60, 56)을 형성하고, 밸브 코운(116, 118)은 밸브 시트(120, 122)와 함께 2개의 체크 밸브(62, 58)를 형성한다. 셔틀 볼트(114)의 외주에, 서로 대각선으로 배치되는 2개의 평탄부(128)이 형성되며(또한, 도 2를 참조), 평탄부(128)에서 노즐 챔퍼(124, 126)가 테이퍼 진다. 이들 평탄부(128)에 의해, 압력 매체 유로는 밸브 보어(122)의 원주벽을 따라 형성된다.

충전 동안에, 즉, 리프팅 장비의 정상적 작동 사이클 동안에, 압력 매체는 작업 연결부(A) 및 채널(100)을 통해 보어(102) 내로 유입된다. 이러한 압력은 도 3의 셔틀 볼트(114)의 우측 전방면에 충격을 주어, 셔틀 볼트(114)는 밸브 시트(122)로부터 들어 올려져, 밸브 시트(120)에서 밸브 코운(116)과 맞닿게 위치된다. 이러한 압력 매체는 다음에는, 개방된 밸브 시트(122), 평탄부(128)와 밸브 보어(112)의 외주에 의해 제한된 챔버, 및 노즐 챔퍼(124)에 의해 제한된 셔틀 노즐(60)을 통해, 채널 섹션(130)으로 흐르고, 채널 섹션(130)으로부터 어큐뮬레이터 채널(32)을 통해 유압 어큐뮬레이터(16)로 흐를 수 있어, 유압 어큐뮬레이터(16)가 충전된다. 유압 어큐뮬레이터(16)를 낮은 로드 압력에 상술한 바와 같이 적응시키는 동안에, 채널 섹션(130) 내에 높은 어큐뮬레이터 압력이 존재하여, 셔틀 볼 트(114)는 밸브 시트(120)로부터 들어 올려지고, 밸브 시트(122)로 향해 우측으로 이동된다. 적응시키는 동안에, 작은 노즐 챔퍼(126)에 의해 선택된 셔틀 노즐(56)이 작용하게 된다.

방향-가변 감쇠 스로틀(34)로서 유사한 구조가 제어 라인(28) 내에 배치된다.

밸브 부싱의 2-부품 디자인은 셔틀 볼트(114)의 매우 간단한 교체를 가능하게 하여, 셔틀 노즐(56, 60)의 직경은 차량의 요구사항에 적응될 수 있다.

상술한 실시예에서, 유압 어큐뮬레이터(16)의 압력의 적용은, 이동식 제어 블록(6)이 그에 따라 스위칭되기만 하면 가능하여, 어큐뮬레이터 라인(20)은 탱크에 연결된다. 도 4는, 충전 및 적응이 이동식 제어 블록(6)의 조절과 무관하게 수행될 수 있는 해결방안을 도시한다. 기본적 스위칭은 도 1의 스위칭에 대응하며, 노즐 밸브 장치(53)만 상술한 해결방안과 비교하여 다르게 디자인된다. 나머지 유압 부품은 상술한 실시예에 대응하여, 동일한 부품에 대하여 도 1에 대한 설명을 참조하여 중복 설명을 피한다.

도 4에 도시된 실시예에서, 노즐 밸브 장치(53)는 또한 2개의 셔틀 노즐(60, 56)을 포함하며, 큰 셔틀 노즐(60)은 충전 동안의 압력 매체의 흐름을 결정하고, 작은 직경을 가진 셔틀 노즐(56)은 적응 동안의 압력 매체의 흐름을 결정한다. 셔틀 노즐(60)은, 상술한 실시예에서와 같이, 감쇠 밸브 장치(18)의 바이패스 채널(52)에 배치된다. 바이패스 채널(52)에, 압력 매체가 어큐뮬레이터 라인(20)으로부터 큰 셔틀 노즐(60)로 흐르게 하는 충전 체크 밸브(62)가 설치된다. 충전 체 크 밸브(62)와 셔틀 노즐(20) 사이의 영역에서, 작은 셔틀 노즐(56)이 배치되는 브랜치 라인(136)이 분기한다. 브랜치 라인(136)은 적응 제어 밸브(138)의 입구 연결부(P')에 연결되며, 적응 제어 밸브(138)의 출구 연결부(A')는 보상 라인(140)을 통해 탱크 채널(30)에 연결된다. 적응 제어 밸브(138)는, 도시된 실시예에서, 도시된 록킹 위치에서 비교적 강한 스프링(146)에 의해 사전 응력을 받는 제어 밸브이다. 셔틀 노즐(56)과 입구 연결부(P') 사이의 영역에서의 압력은 제어 라인을 통해 탭핑되고, 적응 제어 밸브(138)의 개방 방향으로 작용하는 제어 챔버로 안내된다.

폐쇄 방향으로 작용하는 제어 압력은, 충전 체크 밸브(62)의 상류에 위치되는 바이패스 채널(52)의 섹션으로부터 연결된 추가적 제어 라인(144)에 의해 탭핑된다.

작동 사이클 동안에 유압 어큐뮬레이터(16)의 충전은, 상술한 실시예에서와 같이, 바이패스 채널(52), 충전 체크 밸브(62), 큰 셔틀 노즐(60), 및 어큐뮬레이터 채널(32)을 통해 수행된다. 충전 동안에, 적응 제어 밸브(138)는, 폐쇄 위치에서, 추가적 제어 라인(144)의 높은 압력 및 스프링의 힘에 의해 사전 응력을 받는다.

실린더 챔버(12) 내의 압력이 강하하는 경우의 적응은, 이 실시예에서 이동 제어 블록(6)의 조절과 무관하게, 유압 어큐뮬레이터(16)가 이동 제어 블록(6)을 바이패스함으로써 탱크(T)에 직접 연결될 수 있게 하는 적응 제어 밸브(138)를 통해 수행된다. 적응 제어 밸브의 작동은, 실린더 챔버(12)에 연결된 제어 라인(20) 의 압력과 어큐뮬레이터 채널(32)에 존재하는 유압 어큐뮬레이터(16)의 압력의 비교에 의해 수행된다. 이들 두 압력은 각각 2개의 제어 라인(144, 142)을 통해 탭핑된다. 로드 압력, 즉, 실린더 챔버(12) 내의 압력이 강하하면, 적응 제어 밸브(138)는 높은 어큐뮬레이터 압력에 의해 개방 위치로 스위칭되어, 입구 연결부(P')는 출구 연결부(A')와 연결되고, 어큐뮬레이터는, 어큐뮬레이터 채널(32), 큰 셔틀 노즐(60), 작은 셔틀 노즐(56), 개방된 적응 제어 밸브(138), 보상 라인(140), 및 탱크 채널(30)을 통해, 탱크(T)와 연결되어, 어큐뮬레이터 압력은 그에 따라 로드 압력에 적응된다.

이러한 적응 동안에, 2개의 셔틀 노즐(60, 56)은 직렬로 연결되고, 압력 매체의 흐름은 실질적으로 작은 셔틀 노즐(56)에 의해 제한되어, 적응 프로세스는, 충전 동안에 큰 셔틀 노즐(60)만 작동되어 유압 어큐뮬레이터(16)가 각각의 로드 압력으로 신속히 증가될 수 있는 동안에, 비교적 느리게 수행된다.

도 4에, 또 다른 특징이 도시되었다.

휠 로더의 버킷은 땅에 닿고, 전후 진동의 감쇠는 스위칭 온 되어, 방향성 제어 밸브(24)가 통과 위치로 스위칭된다고 가정한다. 버킷이 땅에 닿기 때문에, 로드 압력은 최소로 되어, 유압 어큐뮬레이터(16) 내의 압력은 그에 따라 적응 제어 밸브(138)의 개방에 의해 적응된다. 그러나, 유압 어큐뮬레이터(16) 내의 압력은, 강한 스프링으로 인해, 방향성 제어 밸브(24)가 개방 위치에 유지되도록 높게 유지된다. 예를 들면 범프를 구동할 때 버킷이 상승되면, 추가적 압력 매체는 그에 따라 유압 어큐뮬레이터(16)로부터 확대되는 실린더 챔버(12)로 공급될 것이다. 유압 어큐뮬레이터(16) 내의 압력은 계속적으로 강하하고, 방향성 제어 밸브(24)는 록킹 위치로 되돌려 스위칭될 수 있으며, 준(準) 조절된 스위밍 위치(quasi adjusted swimming position)는 제거될 것이다. 방향성 제어 밸브(24)가 록킹 위치로 바람직하지 않게 되돌려 스위칭되는 것을 피하기 위해, 파일럿 밸브(26)의 연결부(p)에 연결되는 충전 제어 라인(27)에 체크 밸브(148)가 설치되며, 체크 밸브(148)는 파일럿 밸브(26)의 방향으로 개방되고 반대 방향으로는 폐쇄되어, 유압 어큐뮬레이터(16) 내의 압력이 강하하더라도, 방향성 제어 밸브(24)에 작용하는 제어 압력은 강하하지 않아, 방향성 제어 밸브(24)는 통과 위치에 유지된다. 그러나, 실제로, 방향성 제어 밸브(24)는 누수로 인해 일정한 기간(예를 들면, 20초) 뒤에 독립적으로 스위칭될 것이다.

본 발명의 스위칭 기구는 디바이스 기술에 비해 최소의 노력으로 전후 진동을 감쇠시킬 수 있게 하여, 이동성 작업 기계는 높은 운전 속도로 이동될 수 있고, 취급 성능은 그에 따라 향상된다. 미소한 진동으로 인해, 운전자에 대한 부담감 및 작업 기계의 기계적 변형은, 감쇠되지 않는 기계에서보다 훨씬 낮게 된다. 따라서, 유지보수 노력은 더욱 감소될 수 있고, 운반 안전성은 종래의 해결방안에 비해 향상될 수 있다.

전후 진동을 감소시키기 위한 유압 제어 장치가 공개되었는데, 작동 동안에, 리프팅 장비의 유압 실린더는 감쇠 밸브 장치를 통해 유압 어큐뮬레이터에 연결될 수 있다. 감쇠 밸브 장치는 2개의 다른 노즐 단면을 가진 노즐 밸브 장치를 포함하며, 큰 단면은 유압 어큐뮬레이터를 충전시킬 때 작용하고, 작은 단면은 유압 어 큐뮬레이터를 유압 실린더의 로드 압력에 적응시키는 동안에 작용한다.

Claims

작업 공구를 작동시키기 위한 유압 실린더(2, 4), 및

감쇠 밸브 장치(18)를 포함하며,

상기 감쇠 밸브 장치(18)를 통해,

지지 방향으로 작용하는 상기 유압 실린더(2, 4)의 제1 압력 챔버(12)가 전후 진동의 감쇠를 위해 유압 어큐뮬레이터(16)에 연결될 수 있고,

하강 방향으로 작용하는 유압 실린더(2, 4)의 압력 챔버(14)가 탱크(T) 또는 낮은 압력에 연결될 수 있으며,

상기 유압 어큐뮬레이터(16)가, 유압 실린더(2, 4)의 작동 사이클 동안에, 충전을 위해 어큐뮬레이터 라인(20)에 연결되고, 어큐뮬레이터 압력을 유압 실린더(2, 4)의 로드 압력에 적응시키기 위해 탱크(T) 또는 낮은 압력에 연결되는,

이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치에 있어서,

상기 감쇠 밸브 장치(18)는 2개의 다른 셔틀 노즐(56, 60)을 가진 노즐 밸브 장치(54)를 포함하며,

큰 상기 셔틀 노즐(60)은 충전 동안에 작용하고, 작은 셔틀 노즐(56)은 적응 동안에 작용하는

것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 감쇠 밸브 장치(18)는 파일럿 제어 방향성 제어 밸브(24)를 포함하며,

상기 파일럿 제어 방향성 제어 밸브(24)는, 기본 위치에서, 상기 제1 압력 챔버(12)와 상기 유압 어큐뮬레이터(16) 사이, 및 상기 제2 압력 챔버(14)와 상기 탱크(T) 사이의 연결부를 록킹하고, 스위칭 위치에서 상기 연결부들을 개방하며,

파일럿 제어는, 일 위치에서, 상기 방향성 제어 밸브(24)의 개방 방향으로 작용하는 제어면에 탱크 또는 낮은 압력으로 충격을 주고, 제2 스위칭 위치에서 어큐뮬레이터 압력으로 충격을 주는 전기 구동 파일럿 밸브(26)에 의해 수행되는

것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제2항에 있어서,

상기 노즐 밸브 장치(54)는 상기 방향성 제어 밸브(24)에 대한 바이패스 라인(52)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 노즐 밸브 장치는 셔틀 밸브(54)이고, 체크 밸브(58, 62)는 각각의 상기 셔틀 노즐(56, 60)에 할당되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 셔틀 밸브(54)는, 2개의 밸브 시트(120, 122)들 사이의 밸브 보어(112) 내에서 이동되도록 안내되고, 전방 쪽에 각각 밸브 코운(116, 118)을 포함하는 셔틀 볼트(114)를 포함하며,

상기 밸브 코운(116, 118)의 외주에, 적어도 하나의 노즐 챔퍼(124, 126)가 형성되고,

작용하는 상기 노즐 챔퍼 단면은 일 밸브 코운(116)에서 다른 밸브 코운(118)보다 큰

것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제5항에 있어서,

상기 노즐 챔퍼(124, 126)는 상기 셔틀 볼트(114)의 외주에서 축방향으로 평행하게 연장되는 적어도 하나의 평탄부(128)에서 개방되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제5항에 있어서,

셔틀 축은 상기 방향성 제어 밸브(24)의 축에 대해 직각으로 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제5항에 있어서,

상기 밸브 시트(120, 122) 각각은 밸브 부싱(104, 106)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제5항에 있어서,

상기 셔틀 볼트(114)는 교체될 수 있도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제3항에 있어서,

상기 큰 셔틀 노즐(60)은, 충전 방향으로 개방되는 체크 밸브(62)가 설치되는 상기 바이패스 라인(52)에 배치되어 있고,

브랜치 라인(136)은 상기 체크 밸브(62)와 상기 큰 셔틀 노즐(60) 사이의 바이패스 라인 섹션으로부터 분기하며, 적응 제어 밸브(138)의 입구 연결부(P')로 안내되고,

상기 적응 제어 밸브(138)의 출구 연결부(A')는 보상 라인(140)을 통해 상기 탱크 라인(30)에 연결되며, 적응을 위해 록킹 위치로부터 개방 위치로 이동될 수 있는

것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제10항에 있어서,

상기 적응 제어 밸브(138)는, 밸브 본체가 폐쇄 방향에서는 스프링(146)을 통해 로드 압력에 대응하는 제어 압력에 의해 충격을 받고, 개방 방향에서는 어큐뮬레이터 압력에 대응하는 압력에 의해 충격을 받는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제3항에 있어서,

상기 유압 어큐뮬레이터(16)로 향한 방향으로 록킹되는 체크 밸브(148)가 상기 파일럿 밸브(26)의 입구 연결부(P)를 상기 유압 어큐뮬레이터(16)에 연결하는 충전 제어 라인(27)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 파일럿 밸브(26)와 상기 제어면을 포함하는 제어 챔버 사이의 제어 라인(28)에 방향-가변 감쇠 노즐(34)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

최대 어큐뮬레이터 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(44)를 더 포함하며,

상기 압력 제한 밸브(44)는 상기 유압 어큐뮬레이터(16)의 충전 방향에서 볼 때 상기 노즐 밸브 장치(54) 하류에 위치되어 있는

것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유압 어큐뮬레이터(16)를 상기 탱크(T)에 연결하기 위한 수동 구동 드레인 밸브(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 기계의 전후 진동을 감쇠시키기 위한 유압 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 작업 공구는 리프팅 장비인, 유압 제어 장치.