KR101285806B1 - 공구 작동을 위한 유압 회로 - Google Patents

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Abstract

건설 장비의 공구, 특히 예를 들면 굴착기, 크레인, 휠 로더, 드릴링 머쉰 혹은 그 외의 공구를 작동하기 위한 유압 회로를 개시한다. 더욱이, 유압 회로를 제어하기 위한 제어 유닛 및 제어 방법, 그리고 이와 같은 유압 회로를 포함하는 건설 장비를 개시한다.
유압 회로, 제어 유닛, 비례 밸브, 컴퓨터 프로그램, 건설 장비

Description

공구 작동을 위한 유압 회로 {HYDRAULIC CIRCUIT FOR OPERATING A TOOL}
본 발명은 공구(tool), 특히 건설 장비(construction equipment), 예를 들면 굴착기(excavator), 기중기(crane), 휠 로우더(wheel loader), 드릴링 머쉰(drilling machine), 예초기(grass cutter) 혹은 그 밖의 것들과 같은 건설 장비의 공구를 작동하기 위한 유압 회로에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 유압 회로 제어를 위한 제어 유닛(control unit) 및 제어 방법과 그러한 유압 회로를 포함하는 건설 장비에 관한 것이다.
건설 장비에 구비된 공구가 다른 공구로 교체되면, 건설 장비의 작동자는 그에 알맞게 새로운 공구를 작동하기 위하여 특별히 요구되는 압력, 플로우(flow), 작동 모드(operation mode) 및 다른 파라미터 설정(parameter setting)과 같은 건설 장비의 유압 파라미터 설정을 바꾸고 조정해야만 한다. 이러한 것은 보통 시간 낭비이며 작동자에 의해 부적당한 설정이 선택될 수 있는 위험을 내포한다.
본 발명의 기본적인 목적은 이러한 시간을 소모하는 일을 실제로 감소시키고 또한 관련된 위험성을 감소시킬 수 있는 유압 회로 및 유압 회로를 작동시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조적으로 간단하며 상대적으로 간단한 방법으로 전자 제어 유닛(electronic control unit)을 가지고 제어할 수 있는 유압 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 유압 회로 및 청구항 11에 따른 그러한 유압 회로를 작동하기 위한 방법에 의해 달성된다.
이러한 해결의 장점 가운데 하나는 건설 장비의 작동자가 쉽고 빠른 방법으로 다른 공구의 대다수를 위한 설정을 실현하는데 있어서 다루기 쉽도록 제공되는 것이다.
더 상세히 설명하면, 이러한 해결들은 건설 장비 내의 유압 회로를 설정하고 제어하는데 있어서 다루기 쉬운 방법으로 제공한다. 이것은 특히 거의 무제한의 서로 다른 공구들이 프로그램되고 저장되며, 그리고 나서 건설 장비에 연결된 특정 공구가 작동자에 의해 쉽게 선택될 수 있으며, 이러한 공구를 위한 건설 장비의 유압 파라미터 설정은 빠르고 쉬운 방법으로 조절될 수 있다는 사실로서 달성된다.
이것은 상당히 다른 종류의 공구에도 마찬가지로 적용된다. 예를 들면, 토글(toggle) 기능은 쉬운 방법으로 관련 공구 상에서 실현된다. 예를 들면, 해머 모양의 공구는 관련된 버튼(button)이 "온(on)"으로 되어 있는 동안 유압 회로에 의해 작동된다. 더욱이, 관련 비례 공구(proportional tool)를 작동하기 위하여, 예를 들면 비례적이고 진보적인 롤러 스위치(roller switch) 혹은 비례 페달 풋(pedal foot)이 공구를 가동하기 위하여 그에 따라 증가하는 유압 플로우 혹은 유압 파일럿 압력(pilot pressure)을 발생하기 위하여 사용될 수 있다.
다른 장점은 파일럿 압력의 양 방향에서 최대 유량 제한을 유지하기 위하여 공구 제어를 위한 비례 페달 풋 밸브가 쉽게 포함될 수 있다는 것이며, 상기 유압 회로의 불활성화 기능은 그대로 유지되는데, 예를 들면, 만일 필요하다면, 실제로 유압 회로가 출력에서 적용되지 않는 것과 마찬가지로 제 1 비례 밸브를 전환함으로써 공구를 작동시키기 위하여 페달을 누르더라도 유압 회로는 불활성화될 수 있다.
더욱이, 진보적이고 비례적인 유압 회로의 출력 유동이 제공되는데, 이는 제어 유닛 혹은 전자 제어 유닛(ECU, Electric Control Unit)으로부터 단지 하나의 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 출력이 필요한 경우이다.
종속항은 각각 청구항 1 및 9에 따른 전형적이고 바람직한 실시 예 및 기술의 개량을 개시한다.
본 발명의 보다 상세한 설명, 특징 및 장점이 도면과 관련하여 본 발명의 전형적이고 바람직한 다음의 실시 예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 공구를 구동하기 위한 유압 회로의 주 압력을 제어하기 위하여 본 발명에 따른 유압 플로우 혹은 파일럿 압력을 발생시키기 위한 유압 회로의 전형적이고 바람직한 실시 예이다;
도 2는 공구를 구동시키기 위하여 유압의 주 압력을 발생시키기 위한 유압 회로의 개략도이다;
도 3은 본 발명에 따른 제 1 공구의 파라미터를 위하여 X1 기능을 위한 디스플레이 내에서 설정을 위한 첫 번째 전형적인 플로차트이다;
도 4는 본 발명에 따른 제 2 공구의 파라미터를 위하여 X3 기능을 위한 디스플레이 내에서 설정을 위한 두 번째 전형적인 플로차트이다;
도 5는 개량 환경 제어 유닛(IECU) 내에서 새로운 X1 공구를 설정하기 위한 디스플레이를 나타내는 개략도이다;
도 6은 특정 파라미터를 설정하기 위한 디스플레이를 나타내는 개략도이며;
도 7은 공구 목록으로부터 특정 공구를 선택하기 위한 디스플레이를 나타내는 개략도이다.
도 1은 공구를 작동하거나 혹은 가동하기 위하여 본 발명에 따른 유압 회로의 전형적이고 바람직한 실시 예를 나타낸다. 회로는 유압 플로우을 설정하고 출력 라인 C1 및 C2의 하나 혹은 두 개의 라인 모두에서 유압의 파일럿 압력을 발생시키기 위하여 제공되는데, C1 및 C2 라인은 도 2에서도 계속되며 각각 알려진 방법으로 유압 주 압력(hydraulic main pressure)에 의하여 공구(30)를 가동시키는 주 제어 밸브(20)의 제 1, 제 2 스풀(spool)에 연결된다. 도 1에 따른 유압 회로에 의해 작동되는 공구(30)는 해머(hammer)와 같은 일방향 공구이거나 혹은 전단기(shear)와 같은 양방향일 수 있다. 더욱이, 공구(30)는 비례 공구일 수도 있으며, 또한 고압, 고출력 그리고/또는 고속 유동(예를 들면 해머 혹은 전단기와 같은)을 위한 공구이거나 혹은 저압, 저출력 그리고/또는 저속 유동(예를 들면 회전 공구(rotary tool) 혹은 잔디 깍기(grass clipper)와 같은)을 위한 것일 수 있다.
도 1에 따른 유압 회로는 제 1 비례 밸브(11), 각각 전환 밸브의 형태를 갖는 제 1, 제 2 온/오프 밸브(12, 13), 제 1, 제 2 셔틀 밸브(14, 15) 및 제 2, 제3 비례 밸브(102, 103)를 가동하기 위한 페달(101)을 포함하는 페달 유닛(10)을 포함하는데, 상기 밸브들(102, 103)은 조이스틱, 양방향 스위치 혹은 다른 방법에 의해 가동될 수 있다.
제 1 비례 밸브(11)는 제 1, 제 2 및 제 3 포트(1, 2, 3)를 포함하는데, 상기 제 1 포트(1)는 제 2 및 제 3 포트(2, 3) 사이에서 알려진 방법으로 전자식 솔레노이드(solenoid)에 의하여 비례적으로 개폐되며, 따라서 제 1 및 제 2 포트(1, 2) 사이의 유동 통과(flowing-through)는 계속해서 감소하는 반면에 제 1 및 제 3 포트(1, 3) 사이의 유동 통과는 증가하며 반대의 경우도 마찬가지이다.
제 1 비례 밸브(11)는 건설 장비에 구비되고 건설 장비의 작동자에 의해 선택된, 예를 들면 제어 유닛(40)의 디스플레이 혹은 터치 스크린 상에서 특정 공구(30)를 위한 저장된 파라미터의 설정에 따라 제어 유닛(40)에 의해 가동되는데, 그러한 방법으로 그에 따라 밸브(11)의 포트(3)를 밸브(11)의 포트(1)에 연결함으로써, 특정(수용가능한) 유압 플로우 혹은 유압 파일럿 압력의 최대 값이 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)에서 적용된다.
제 1 및 제 2 온/오프 밸브(12, 13)는 각각 제 1, 제 2, 및 제 3 포트(1, 2, 3)를 포함하는데, 상기 제 1 포트(1)는 알려진 방법에 의해 제 2 포트(2) 혹은 제 3 포트(3)와 전자식 솔레노이드에 의하여 연결된다.
제 1 및 제 2 온/오프 밸브(12, 13)는 각각 제어 유닛(40)의 제 1 및 제 2 스위치(42, 43)에 의하여 건설 장비의 작동자에 의해 변환될 수 있다. 하나의 작동 방향을 갖는(예를 들면 해머와 같은) 일방향 공구(30)를 작동하기 위하여, 두 개의 밸브(12, 13) 중의 하나가 변환된다. 양방향 공구(30)를 작동하기 위하여 두 개의 밸브(12; 13) 중의 하나가 제 1 방향으로 공구를 작동하기 위하여 변환되며 나머지 하나의 밸브(13; 12)는 제 2 방향으로 공구를 작동하기 위하여 변환된다.
제 1 및 제 2 셔틀 밸브(14, 15)는 각각 제 1 및 제 2 입력(1, 2) 및 하나의 출력(3)을 포함하는데, 상기 두 개의 입력 중에서 다른 입력과 비교하여 고 유압 압력이 적용된 하나의 입력(1 혹은 2)은 출력(3)과 연결되며, 나머지 저 압력이 적용된 입력(2 혹은 1)은 차단된다. 만약 두 개의 입력이 같은 압력으로 적용되면, 이 압력은 출력(3)에서 마찬가지로 적용된다.
페달 유닛(10)의 제 2 및 제 3 비례 밸브(102, 103)에서, 각각의 밸브는 상기에서 제 1 비례 밸브(11)에 관하여 설명한 바와 같이, 제 2 및 제 3 포트 사이에서 비례적으로 변환되는 제 1 포트를 갖는다. 그러나, 제 2 및 제 3 비례 밸 브(102, 103)는 알려진 방법으로 페달(101)에 의해 양자택일로 가동되는데, 즉 제 2 밸브(102)는 페달(101)을 아래로 누름으로써 앞 방향(도 1에서는 시계 반대방향)으로 가동되는 반면에 제 3 밸브(103)는 이러한 작동 중에는 가동되지 않으며, 제 3 밸브(103)는 페달(101)을 아래로 누름으로써 뒤쪽 방향(도 1에서는 시계 방향)으로 가동되는 반면에 제 2 밸브(102)는 이러한 작동 중에는 가동되지 않는다. 도 1에서 보여지는 것과 같이 페달(101)이 중립 위치에 있는 경우에는 양 밸브(102, 103)는 가동되지 않는 위치에 있게 된다.
제 2 및 제 3 비례 밸브(102, 103)를 포함하는 페달 유닛(10)은, 제 2 비례 밸브(102)의 첫 번째 포트와 연결되는 제 1 포트(1), 제 3 비례 밸브(103)의 첫 번째 포트와 연결되는 제 2 포트(2), 제 2 및 제3 비례 밸브(102, 103)의 두 번째 포트와 연결되는 제 3 포트(3), 제 2 및 제 3 비례 밸브(102, 103)의 세 번째 포트와 연결되는 제 4 포트(4)를 포함한다.
제 2 및 제 3 비례 밸브(102, 103)는 건설 장비에 구비된 관련 공구(30)를 비례하여 작동하기 위하여 페달(101)에 의하여 관련 건설 장비의 작동자에 의해서 양자택일로 작동된다.
유압 회로는, 예를 들면 제 1 탱크(T1)로부터 제 1 비례 밸브(11)의 제 2 포트(2)로 유압 액(hydraulic fluid)을 공급하기 위한 펌프(P1)와 같은 제 1 파일럿 압력 소스에 의하여 유압의 파일럿 압력을 공급받는다. 제 1 탱크(T1) 내의 제 1 백(back) 혹은 리턴(return) 플로우(flow) 라인(A)은 제 1 비례 밸브(11)의 제 3 포트(3)와 연결된다. 이 라인(A)은 압력이 주위의 대기압과 거의 같다는 점에서 실질적으로 압력이 거의 없는 상태이다.
제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)는 제 1 온/오프 밸브(12)의 제 3 포트(3), 제 2 온/오프 밸브(13)의 제 3 포트(3) 및 페달 유닛(10)의 제 3 포트(3)와 연결된다.
페달 유닛(10)의 제 4 포트(4)는 제 2 백 혹은 리턴 라인(B)을 경유하여 제 1 탱크(T1)와 연결된다. 이 라인(B)은 압력이 주위의 대기압과 거의 같다는 점에서 실질적으로 압력이 거의 없는 상태이다.
제 1 온/오프 밸브(12)의 제 2 포트(2) 및 제 2 온/오프 밸브(13)의 제 2 포트(2)는 제 1 탱크(T1)로 이르는 제 3 백 혹은 리턴 플로우 라인(C)과 연결된다. 이 라인(C)은 압력이 주위의 대기압과 거의 같다는 점에서 실질적으로 압력이 거의 없는 상태이다.
제 1 온/오프 밸브(12)의 제 1 포트(1)는 제 1 셔틀 밸브(14)의 제 1 입력 (1)과 연결되며 제 2 온/오프 밸브(13)의 제 1 포트(1)는 제 2 셔틀 밸브(15)의 제 1 입력(1)과 연결된다.
제 1 셔틀 밸브(14)의 제 2 입력(2)은 페달 유닛(10)의 제 2 포트(2)와 연결되며, 반면에 제 2 셔틀 밸브(15)의 제 2 입력(2)은 페달 유닛(10)의 제 1 포트(2)와 연결된다.
제 1 셔틀 밸브(14)의 출력(3)은 제 1 출력 라인(C1)과 연결되며 제 2 셔틀 밸브(15)의 출력(3)은 유압 회로의 제 2 출력 라인(C2)과 연결된다.
상기의 두 출력 라인(C1, C2)에서 발생하는 유압 플로우 혹은 유압의(파일럿) 압력은 도 2에 따라 알려진 방법으로 플로우 혹은 압력 값을 공구(30)를 가동시키는 유압 액 혹은 주 압력의 특정 플로우으로 변환시키기 위하여 주 제어 밸브(20)의 스풀로 공급된다.
더 상세히 설명하면, 제 1 출력 라인(C1)은 주 제어 밸브(20)의 제 2 입력 터미널(Sb)을 경유하여 제 1 스풀과 연결되며, 제 2 출력 라인(C2)은 주 제어 밸브 (20)의 제 1 입력 터미널(Sa)을 경유하여 반대편 스풀과 연결된다.
공구(30)를 가동하기 위한 주 압력을 발생하기 위하여, 예를 들면 펌프(P2)와 같은 제 2 압력 소스가 제 2 탱크(T2)로부터 제 3 입력 터미널(P)을 경유하여 주 제어 밸브(20)로 유압 액을 공급하기 위하여 제공된다. 제 2 펌프(P2)는 제 4 터미널(LS)을 경유하여 스풀의 작동에 따라 제어되며, 제 2 탱크(T2) 내로의 백 혹은 리턴 플로우 라인은 주 제어 밸브(20)의 제 5 터미널(T)을 경유하여 제공된다. 상기 백 혹은 리턴 플로우 라인은 압력이 주위의 대기압과 거의 같다는 점에서 실질적으로 압력이 거의 없는 상태이다.
다음으로, 제 1 및 제 2 출력 라인(C1, C2)을 경유하여 스풀로 공급되는 유압 플로우 혹은 유압의 파일럿 압력의 발생에 대하여 도 1 및 도 5 내지 7의 디스플레이를 참조하여 설명한다.
건설 장비에 특정 작업 공구(30)를 구비한 후에, 작동자는 디스플레이(41, 혹은 터치 스크린) 상에서 공구 설정 메뉴를 선택함으로써 이 공구를 위한 제 1 설정 시퀀스를 시작한다. 이것에 의해, 디스플레이 상에 저장된 공구의 목록이 나타난다. 이 목록으로부터 작동자는 건설 장비에 구비된 공구를 선택한다. 그리고 나서 플로우 값, 압력 값, 공구의 종류(일방 혹은 양방향) 및 공구를 제어하는 종류(온/오프, 누름, 토를 혹은 비례 작동과 같은)와 같은 선택된 공구를 위한 저장된 파라미터 설정을 갖는 또 다른 목록이 디스플레이(41) 상에 표시된다. 그리고 나서, 제어 유닛(40, 혹은 이들 파라미터 설정이 제시되는 차량 전자 제어 유닛)이 구비된 공구(30)를 위하여 저장된 파라미터 설정과 일치하는 최대 수용 유압 플로우 혹은 파일럿 압력이 솔레노이드에 의해 제 1 비례 밸브(11)를 그에 알맞게 가동 시킴으로써 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)에 적용되도록(그리고 초과하지 않도록) 하기 위하여 제 1 비례 밸브(11)를 제어한다.
만약 건설 장비에 구비된 공구(30)의 파라미터 설정이 제어 유닛(40) 내에 저장되지 않아 작동자가 저장 공구의 목록 내에서 공구(30)를 찾지 못하면, 작동자는 관련된 제 2 시퀀스를 시작함으로써 새로운 공구에서 요구되는 파라미터 설정을 저장할 기회를 갖는다. 그러한 제 2 시퀀스에서, 작동자는 디스플레이(41, 혹은 터치스크린) 상에서 새로운 공구를 위한 관련 설정 메뉴를 선택하는데, 작동자는 새로운 공구를 위한 이름 및 플로우 값, 압력 값, 공구의 종류(일방향 혹은 양방향 공구) 및 공구를 제어하는 종류(온/오프, 누름, 토를 혹은 비례 작동과 같은)와 같은 공구를 위한 필수 설정을 입력한다.
두 가지 경우 모두에 있어서, X1 기능은 전단기, 해머와 같은 고압, 고출력, 고속 유동 공구를 표시하며, X3 기능은 예를 들면 회전 공구와 같은 저압, 저출력 저속 유동 공구를 표시한다. X1 기능을 위한 디스플레이 내의 설정을 위한 플로차트가 도 3에 나타나며, X3 기능을 위한 디스플레이 내의 설정을 위한 플로차트는 도 4에 표시된다.
도 5는 전형적인 제어 유닛(40) 내의 새로운 X1 공구의 설정 동안 4개의 디스플레이를 나타낸다. 도 6은 각각 플로우, 압력, 작동 모드 및 연결 장치 종류의 파라미터를 설정하기 위한 각각의 전형적인 4개의 디스플레이를 나타내는데, 더욱이, 하나는 이러한 설정을 저장하기 위한 하나의 디스플레이이며 다른 하나는 사용할 준비가 되어 있는 공구를 위한 선택된 파라미터의 개략을 갖는 디스플레이이다. 마지막으로 도 7은 작동자가 공구의 목록 및 저장된 관련 파라미터로부터 각각 어떻게 공구를 선택할 수 있는지를 나타낸 도이며 또한 작동자가 X1 작동을 위해 스위치를 켰을 때 선택된 공구에 관한 정보 화면의 형태를 한 또 다른 디스플레이를 나타낸 도이다.
제 1 비례 밸브(11)가 제어 유닛(40)에 의해 공구에 조정된 후에 상기에서 설명하였듯이 건설 장비에 구비된 공구를 위한 제 1 포트(1)에서의 최대 수용 유동 혹은 파일럿 압력이 적용되도록 하기 위하여, 작동자는 공구에 손상을 줄 수 있는 수용 압력과 최대 압력의 범위를 넘는 작동 모드 및 유압 압력을 노출시키는 위험 없이 공구의 작동을 시작할 수 있다.
만약 일방향 공구(30)가 건설 장비에 구비되면, 이 공구는 관련된 제 1 혹은 제 2 스위치(42, 43)에 의하여 제 1 혹은 제 2 온/오프 밸브(12, 13)를 가동시킴으로써 작동되는데, 출력 라인(C1 혹은 C2)) 상에서 일방향 공구를 작동시키기 위해 유압 파일럿 압력이 필요하다.
만약 예를 들어 공구를 작동시키기 위하여 유압 파일럿 압이 제 1 출력 라 인(C1) 상에 필요하면, 제 1 온/오프 밸브(12)는 도 1에서와 같이 온 위치로부터 오프 위치로 전환되며, 따라서 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 출력(1)에서의 유압 파일럿 압력은 제 1 온/오프 밸브(12) 및 제 1 셔틀 밸브(14)를 통하여 제 1 출력 라인(C1)으로 공급된다. 만약, 예를 들어 주 제어 밸브(20)와 연결된 일방향 공구가 해머라면, 해머는 제 1 스위치(42)를 누르거나 밀 때 온의 상태가 되고, 제 1 스위치(42)가 풀렸을 때 오프 상태가 된다.
양 방향 푸시(push) 공구의 경우에는, 모든 스위치(42, 43) 및 제 1, 제 2 온/오프 밸브(12, 13) 모두가 각각 제 1 및 제 2 방향에서 공구을 가동하기 위하여 그에 알맞게 사용된다.
더 상세히 설명하면, 만약 건설 장비에 구비된 공구가 전단기와 같은 양방향 공구라면 (i) 작동자는 일방향(예를 들면 전단기를 개방하는 경우)으로 전단기를 작동하기 위하여 제 1 스위치(42)를 누름으로써 제 1 온/오프 밸브(12)를 가동시키며(도 1에서와 같이 오프 위치로부터 온 위치로 변환함으로써) 반면에 그동안 제 2 온/오프 밸브(13)는 오프 위치에 있게 되며, (ii) 전단기를 반대 방향(예를 들면 전단기를 닫는 경우)으로 작동하는 위해서는 제 2 스위치(43)를 누름으로써 제 2 온/오프 밸브(13)를 가동시키며(도 1에서와 같이 오프 위치에서 온 위치로 변환함으로써) 반면에 그동안 제 1 온/오프 밸브(12)는 오프 위치에 있게 된다. 바꾸어 말하면, 제 1 및 제 2 온/오프 밸브(12, 13)는 주 제어 밸브(20)의 스풀의 왼쪽 및 오른쪽 면 상으로의 압력을 제어한다.
다른 공구들은("토글 공구") 하나의 스위치 (42 혹은 43)를 처음으로 누르면 가동이 시작되고, 스위치(42 혹은 43)를 두 번째 누르면 가동이 멈춘다.
만약 건설 장비에 구비된 공구(30)가 비례 유동 혹은 파일럿 압력 의해 비례적으로 제어되는 공구라면, 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)에서 공구의 파라미터 설정에 따라 적용된 관련 최대(수용) 유압 파일럿 압력 혹은 플로우는 페달 유닛(10)의 제 2 혹은 제 3 비례 밸브(102, 103) 중 적어도 하나에 의해 비례적으로 감소한다. 그러한 공구를 작동하는 경우에 있어서, 제 1 및 제 2 온/오프 밸브(12, 13)는 도 1에서 나타나는 바와 같이 잠금 위치가 되는데, 밸브 내의 각각의 제 1 포트(1)는 제 1 탱크(T1)로 이르게 하는 백 혹은 리턴 플로우 라인(C)과 연결되며, 따라서 제 1 및 제 2 온/오프 밸브(12, 13)의 제 1 포트(1)에서 실질적으로 제로(즉, 대기) 압력이 적용된다.
도 1에서 보여지는 바와 같이 페달(101)이 가동되지 않는 상태에서는, 페달 유닛(10)의 제 1 및 제 2 포트(1, 2)는 제 4 포트(4)와 연결된다. 제 4 포트(4)는 실질적으로 제로(즉, 대기)의 유압이 페달 유닛(10)의 제 1 및 제 2 포트(1, 2)에 적용되고 그에 따라서 출력 라인(C1, C2) 양쪽에 적용되도록 하기 위하여 제 2 백 혹은 리턴 플로우 라인(B)에 의해 제 1 탱크(T1)와 연결된다.
만약 예를 들어 페달 유닛(10)의 제 2 비례 밸브(102)가 페달(101)을 앞쪽으로 틸팅(tilting)함으로써 가동되면(도 1: 시계반대방향으로 틸팅, 그때 제 3 비례 밸브(103)는 가동되지 않음), 페달 유닛(10)의 제 1 포트(1)는 페달 유닛(10)의 제 3 포트(3)와 비례적으로 연결된다. 이것에 의해, 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)로부터 페달 유닛(10)의 제 3 포트(3)로 공급되는 최대(수용) 유압 파일럿 압력은 비례적으로 감소하며 페달 유닛(10)의 제 1 포트(1)로부터 제 2 출력 라인(C2)으로 공급된다.
만약 페달 유닛(10)의 제 3 비례 밸브(103)가 페달(101)을 뒤쪽으로 틸팅함으로써 가동되면(도 1: 시계방향으로 틸팅, 그때 제 2 비례 밸브(102)는 가동되지 않음), 페달 유닛(10)의 제 2 포트(2)는 페달 유닛(10)의 제 3 포트(3)와 비례적으로 연결되는데, 따라서 그에 따라 감소된 최대(수용) 유압 파일럿 압력은 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)로부터 페달 유닛(10)의 제 3 및 제 2 포트(3, 2)를 경유하여 제 1 출력 라인(C1)으로 공급된다.
이렇게 제 1 및 제 2 출력 라인(C1, C2)에서 비례적으로 감소된 파일럿 압력에 의해, 공구(30)는 제 1 및 제 2 방향으로 각각 비례적으로 가동된다.
만약 비례 공구(30, 예를 들면 로터리 공구와 같은)가 페달 유닛(10) 대신에 롤러 스위치(44)에 의해 작동자에 의해 가동되면, 제 1 비례 밸브(11)는, 페달 유닛(10)의 비례 밸브(102, 103)의 구동 대신에, 롤러 스위치(44), 특히 스트로우크(stroke)의 구동에 따라 각각의 비례 유압 플로우 혹은 파일럿 압력을 발생시키도록 하기 위하여(그 공구에 대한 최대 수용 플로우 혹은 압력 값까지) 조절 유닛에 의해 비례적으로 구동된다. 더욱이, 롤러 스위치가 회전하는 방향에 따라, 제 1 혹은 제 2 온/오프 밸브(12, 13)가 제어 유닛(40)에 의하여 열리게 된다.
상기의 설명을 요약하면, 제 1 비례 밸브(11)는 다음의 세 가지 기능을 위하여 사용된다.
1. 파일럿 압력을 주 제어 밸브(20)의 스풀의 제로 혹은 적어도 크래킹(cracking) 점 이하의 값으로 감소시킴으로써 출력 라인(C1, C2)으로의 유압 플로우 혹은 압력의 연결을 풀어줌;
2. 특정 공구(30)를 작동할 때 최대 파일럿 압력 혹은 플로우를 제어 유닛(40) 혹은 작동자에 의해 설정되는 수용 값으로 제한;
3. 관련 비례 공구(30)를 비례적으로 제어하기 위하여 기계적 방법으로 파일럿 압력 또는 플로우를 제어.
유압 회로가 작동하지 않게 하기 위하여, 제 1 비례 밸브(11)는 도 1에서와 같은 위치 상에서 가동되는데, 실질적으로 제 1 비례 밸브(11)의 제 1 포트(1)는 제로 압력(혹은, 더 정확하게는 대기 압력)이 적용되도록 제 1 백 혹은 리턴 라 인(A)을 경유하여 제 1 탱크(T1)로 연결된 제 3 포트(3)와 완전히 연결된다.
마지막으로, 하나 혹은 그 이상의 공구(30)에 있어서 하나 이상의 파라미터 설정 혹은 작동 모드(비례 제어, 누름 혹은 토글 모드와 같은)가 제어 유닛(40) 내에서 저장될 수 있는데, 그에 따라 파라미터 설정 혹은 모드는, 예를 들면 공구에 의하여야만 하는 특정 과업 혹은 작업에 따라 건설 장비의 작동자에 의해 선택될 수 있다는 사실을 언급한다.
종합적으로, 도 1에서 설명한 바와 같이 본 발명의 유압 회로는 세 가지의 서로 다른 기능을 위한 장점을 제공하는데, 주로 필요하다면 유압 회로를 불활성화시키고, 특정 구비 공구에 공급될 수 있는 최대 유압 플로우 혹은 유압 파일럿 압력을 조절하며, 기계적 방법으로 공구, 특히 비례 공구를 제어한다.

Claims (16)

  1. 작동자에 의해 선택되는 건설 장비의 공구(30)를 작동하기 위한 유압 압력을 발생하기 위하여 건설 장비에 사용되도록 적용된 유압 회로에 있어서,
    상기 유압회로는,
    상기 유압회로에 의해 작동되도록 상기 다수의 공구(30)를 위해 설정되는 다수의 파라미터가 저장되는 제어 유닛(40)과, 상기 선택되는 건설장비의 공구(30)를 위해 저장되는 파라미터들에 의존하여 상기 제어 유닛(40)에 의해 작동되는 제1 비례 압력 감소 밸브(11) 및 작동자에 의하여 상기 공구(30)를 작동시키기 위해 제어되는 적어도 하나의 온/오프 밸브(12,13)를 포함하되,
    상기 제1 비례 압력 감소 밸브(11)는 상기 공구(30)를 위해 미리 선택된 공구를 위한 최대 유압 플로우 혹은 유압 파일럿 압력을 발생시키기 위해 제공되고,
    상기 제 1 비례 압력 감소 밸브(11) 및 적어도 하나의 온/오프 밸브(12,13)는 상기 공구(30)를 가동시키기 위하여 제공되는 제 1 파일럿 압력 소스(P1) 및 적어도 하나의 출력 라인(C1,C2) 사이에서 직렬로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 유압회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 출력 라인(C1) 및 제 2 출력 라인(C2)은, 상기 공구(30)가 가동됨에 의해 상기 유압 플로우 또는 유압 파일럿 압력을 소정의 유압 플로우 또는 유압 주 압력으로 변환하기 위하여 주 제어밸브(20)의 제1 및 제2 스풀에 각각 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 온/오프 밸브(12)는 제 1 출력 라인(C1)에 구성되며, 제 2 온/오프 밸브(13)는 제 2 출력 라인(C2)에 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 비례 압력 감소 밸브(11)와 적어도 하나의 출력 라인(C1,C2) 사이에서는 직렬로 연결되고, 상기 적어도 하나의 온/오프 밸브(12,13) 사이에서는 병렬로 연결되는, 적어도 하나의 제2 및 제3 비례 압력 감소 밸브(102,103)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 온/오프 밸브(12,13) 및 적어도 하나의 제 2 및 제3 비례 압력 감소 밸브(102,103) 사이에 적어도 하나의 셔틀 밸브(14,15)가 구성되며,
    상기 셔틀 밸브(14,15)의 출력은 적어도 하나의 출력 라인(C1,C2)과 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 비례 압력 감소 밸브(11)는 상기 공구를 위한 다수의 파라미터 설정이 저장된 제어 유닛(40)에 의하여 제어되는 전자식 솔레노이드에 의해 가동되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛(11)은,
    디스플레이 또는 터치 스크린(41) 상에 작동자에 의해 선택되는 입력 장치에 의하여 다수의 공구들을 위한 미리 결정된 파라미터 설정을 수신하고, 상기 미리 결정된 파라미터 설정을 저장하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛(40)은 비례 공구 형태의 공구를 작동하기 위하여, 입력 장치를 제공하고, 건설 장비의 작동자에 의해 입력 장치(44)를 가동시키는 것에 의존하여 상기 제 1 비례 압력 감소 밸브(11)를 제어하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 온/오프 밸브(12,13)는 상기 공구(30)를 일방향 혹은 양방향 형태의 공구(30)로 작동시키기 위하여 건설 장비의 작동자에 의해 가동되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 및 제3 비례 압력 감소 밸브(102,103)는 공구(30)를 비례 공구의 형태로 작동시키기 위하여 건설 장비의 작동자에 의해 가동되는 것을 특징으로 하는 유압 회로.
  11. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항의 유압 회로를 제어하는 제어 방법에 있어서,
    작동자에 의해 제공되는 선택된 공구를 나타내는 입력을 수신하는 제 1단계, 및 선택된 공구를 위해 저장된 설정에 따라 상기 제 1 비례 압력 감소 밸브(11)를 발생시키는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압회로는, 작동자가 선택한 공구를 위하여 저장된 파라미터 설정에 의존하여 제1 비례 압력 감소 밸브(11)를 가동시키기 위한 제어 유닛(40)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유압회로.
  13. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항의 유압 회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설 장비.
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