KR101650692B1

KR101650692B1 - 유압 유효 압력을 보상하기 위한 디바이스

Info

Publication number: KR101650692B1
Application number: KR1020117012404A
Authority: KR
Inventors: 뤼디거 혼스베인
Original assignee: 하이닥 시스템 게엠베하
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2016-08-24
Also published as: EP2344700A1; DE102008057723A1; CN102209814B; US20110197573A1; CN102209814A; EP2344700B1; KR20110097795A; US9016054B2; WO2010051907A1

Abstract

본 발명은 유압 시스템(11, 13)의 유압 어큐뮬레이터(9)와 유압 액추에이터(5) 내의 유압 유효 압력을 보상하기 위한 디바이스로서, 유압 액추에이터(5)와 유압 어큐뮬레이터(9) 사이의 연결을 차단하기 위한 밸브 장치(27)와, 유효 압력의 미리 결정된 차이가 초과될 때 압력 보상을 실시하는 제어 밸브 수단(11)을 갖는 디바이스에 관한 것이다.

Description

유압 유효 압력을 보상하기 위한 디바이스{DEVICE FOR COMPENSATING FOR HYDRAULIC EFFECTIVE PRESSURES}

본 발명은 유압 시스템의 유압 어큐뮬레이터 및 유압 액추에이터 내의 유압 유효 압력을 보상하기 위한 디바이스에 관한 것이다.

유압 액추에이터가 예를 들어 지지 또는 리프팅 시스템(lifting system)을 위해 사용되는 유압 시스템에서, 종래에는 유압 액추에이터에 의해 이동되는 부품의 이동을 완충하거나 감쇠하기 위해 액추에이터에 유압식으로 결합된 스프링 또는 댐퍼 요소로서 유압 어큐뮬레이터를 사용한다. 그러나, 이러한 시스템의 몇몇 작동 상황에서, 예를 들어 강성 지지 요소를 형성하도록 의도된 유압 작동식 붐(boom)이거나 사용시에 무진동 제어되는 공구인 경우에는 액추에이터와 작동되는 디바이스 사이에 완충되지 않은 강성 동적 연결부가 필요하다. 이들 요구의 견지에서, 적절한 액추에이터와 유압 어큐뮬레이터 사이의 연결부가 차단되어야 한다.

스프링 시스템이 차단된 상태에서 작동시에, 유압 액추에이터 내의 유효 압력은 그에 의해 전달될 성능에 따라 변화한다. 이 시점에 시스템이 차단된 스프링 시스템의 상태로부터 유압 어큐뮬레이터가 연결되어 있는 상태로 전달되면, 유압 어큐뮬레이터와 액추에이터 사이의 유효 압력의 차이는 액추에이터에서 제어되지 않은 운동을 유도하고, 이는 시스템에 위험을, 시스템 조작자에게 안전 위험을 부여한다.

상기 내용의 견지에서, 본 발명의 목적은 이 안전 위험을 방지하는 디바이스를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 그대로 갖는 압력 보상 디바이스에 의해 본 발명에 따라 성취된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 유압 액추에이터와 유압 어큐뮬레이터 사이의 연결을 차단하는 밸브 장치가 유효 압력의 미리 결정된 차이가 초과될 때 압력 보상을 실시하는 추가의 제어 밸브 수단을 갖는 것이 제공된다. 이는 유압 어큐뮬레이터 및 유압 액추에이터의 각각의 유효 압력이 서로 일치하기 때문에 시스템이 차단된 스프링 시스템의 상태로부터 스프링 시스템이 해제된 상태로 전달될 때 제어되지 않은 운동의 위험을 회피한다.

차단된 스프링 시스템의 상태에서, 유압 어큐뮬레이터 내에 효력 있는 압력이 유압 액추에이터 내의 각각의 작동 위치에 제공된 유효 압력보다 작으면, 압력 보상은 압력이 동일할 때 비-리턴 밸브가 폐쇄된 상태로 일정한 압력까지 비-리턴 밸브를 경유하여 유압 어큐뮬레이터를 충전하는 유압 액추에이터에 의해 통상의 방식으로 용이하게 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명의 특정 장점은 더 높은 압력이 유압 액추에이터에 작용할 때 이 압력이 유압 시스템의 탱크측을 향해 압력 배수에 의해 감소되는 것으로 이루어진다.

특히 유리한 예시적인 실시예에 따르면, 이 목적으로 장치는, 밸브 장치가 그 해제 상태에서 유압 액추에이터와 유압 어큐뮬레이터 사이의 직접적인 유체 연결을 설정하고 그 차단 상태에서 이 유체 연결을 중단시키는 방향성 밸브를 갖고, 제어 밸브 수단은 차단 상태로의 상기 방향성 밸브의 전달에 따라 작동될 수 있고, 유압 시스템의 탱크측을 향한 압력차를 감소시키는 배수 경로가 형성되어 있는 그 해제 상태로 사전 설정값을 초과하는 유효 압력의 차이에 의해 제어될 수 있는 배수 밸브를 포함하도록 이루어진다. 이는 유효 압력의 균등화가 유압 어큐뮬레이터의 충전에 의해 발생될 뿐만 아니라, 이 압력차가 도달할 때 압력 보상이 시스템의 탱크측을 향해 배수 밸브를 경유하여 발생하기 때문에 유압 어큐뮬레이터의 충전이 지정된 압력차가 초과되지 않는 압력 레벨까지만 발생할 수 있는 것을 보장한다.

본 발명의 일 바람직한 용례에서, 유압 액추에이터는 리프팅 력을 생성하는 그 피스톤측과 그 로드측이 기계의 제어 블록에 연결된 상기 기계의 적어도 하나의 리프팅 실린더이고, 리프팅 실린더의 피스톤측은 방향성 밸브를 경유하여 유압 어큐뮬레이터에 연결될 수 있고, 상기 제어 밸브 수단은 리프팅 실린더의 피스톤측 및 로드측에 대한 유압 어큐뮬레이터 및 유동 경로로의 연결부를 갖고, 이 2개의 유동 경로는 더 높은 유효 압력을 지탱하는 리프팅 실린더의 측면으로만 유동 경로를 클리어(clear)하는 비-리턴 밸브를 포함한다.

특히 유리한 방식으로, 장치는 연결부로부터 유압 어큐뮬레이터로 그리고 각각의 경우에 클리어되어 있고 리프팅 실린더로 이어지는 유동 경로로부터 탱크측을 향해 배수 경로를 해제 상태에서 클리어하는 압력 보상기의 형태의 배수 밸브가 제공되어 있도록 이루어질 수 있다.

소음 발생 또는 유압 어큐뮬레이터로의 손상의 발생을 회피하기 위해, 장치는 압력차가 다소 0보다 크게될 때에만 어큐뮬레이터로부터 탱크측으로 배수 프로세스가 발생하도록 이루어질 수 있다. 동시에, 폐쇄 압력의 작용을 강화하는 프리로딩은 압력 보상기 상에 작용할 수 있다.

특히 유리한 예시적인 실시예에서, 압력 보상기는 일 피스톤 영역에서 차단 위치 내로의 그 변위를 위해 유압 작동 회로로부터 폐쇄 압력에 의해 로딩될 수 있고 또한 프리로드 스프링의 힘에 의해 로딩되는 슬라이드 밸브 피스톤을 갖는다.

본 발명이 도면에 도시된 예시적인 실시예를 사용하여 이하에 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 일 예시적인 실시예를 구비하는 휠 로더의 형태의 이동 기계의 개략적으로 단순화된 측면도.
도 2는 스프링 시스템이 해제되어 있는 작동 상태에서 도시된 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 유압 시스템의 회로의 상징적 도면.
도 3은 리프팅 실린더의 피스톤측 상의 유효 압력보다 작은 유압 어큐뮬레이터 내의 유효 압력을 갖고 작동 상태가 도시되어 있는 도 2에 대응하는 도면.
도 4는 어큐뮬레이터가 리프팅 실린더의 피스톤측 상에서 더 큰 대응 도면.
도 5는 리프팅 실린더의 로드측의 유효 압력이 피스톤측 또는 유압 어큐뮬레이터에서 더 큰 대응 도면.
도 6은 예시적인 실시예의 배수 밸브로서 작용하는 압력 보상기의 기능도.
도 7은 도 6으로부터의 압력 보상기의 상징적 도면.
도 8은 압력 보상기로서 작용하고 도시되지 않은 밸브 블록 내에 삽입될 수 있는 스풀 밸브(spool valve)의 종단면도.

도 1은 그 샤블(shovel)(3)에 리프팅 실린더(5)가 결합되어 있는 휠 로더(1)의 형태의 이동 기계를 도시한다. 리프팅 실린더는 본 명세서에 설명되어 있는 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 유압 액추에이터를 형성한다. 따라서, 압력이 공급될 때 샤블(3)을 위한 리프팅 력을 생성하는 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7)은 도 1에 도시되지 않은 유압 부품을 경유하여 도 1에는 단지 상징적으로만 지시된 유압 어큐뮬레이터(9)에 연결된다.

도 2 내지 도 5는 상이한 작동 상태에서 유압 시스템의 회로를 상징적 표현으로 도시한다. 도 2는 해제된 스프링 시스템을 갖는 상태를 도시한다. 리프팅 실린더(5)의 제어된 공급을 위해 도시되지 않은 압력 공급 수단을 갖는 기계[휠 로더(1)]의 제어 블록(13)이 그 피스톤측(7) 및 그 로드측(15)에 연결된다. 유압 시스템의 주요부를 형성하는 밸브 장치(11)는 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7) 및 로드측(15)이 각각 연결되어 있는 입력부(17, 19)를 갖는다. 유압 시스템의 유압 어큐뮬레이터(9) 및 탱크(25)는 밸브 장치(11)의 출력부(21, 23)에 연결된다.

언급된 바와 같이, 도 2는 해제된 스프링 시스템의 상태를 도시한다. 여기서, 방향성 밸브(27)는 그 기계적 스프링 프리로드(29)의 결과로서 그 해제 상태에 있고, 포트(17) 상의 피스톤측(7)은 출력부(21)에서 유압 어큐뮬레이터(9)에 직접 연결되어 있고, 리프팅 실린더(5)의 로드측(15)은 출력부(23)에서 입력부(19)를 경유하여 탱크(25)에 직접 연결되어 있다. 이 작동 상태에서, 다른 유압 부품은 작동 프로세스에 수반되지 않는데, 즉 시스템은 리프팅 실린더(5)의 활동의 통상의 완충/댐핑을 실행한다.

언급된 바와 같이, 특정 작동 상황에서, 스프링 시스템은 유용하지 않거나 불리하다. 로더(1)의 샤블(3)이 작동될 때, 예를 들어 스프링 압축 또는 리바운드(rebound)는 샤블(3)의 위치설정의 정확도에 악영향을 미친다. 시스템은 차단된 스프링 시스템의 상태로 전달되어, 제어 라인(50)을 경유하여 유압 제어 압력을 공급함으로써, 방향성 밸브(27)가 프리로드(29)에 대해 차단 상태로 이동하는데, 이는 이하에 설명된다.

도 3 내지 도 5는 각각의 경우에 차단된 스프링 시스템을 위한 3개의 상이한 작동 모드를 도시한다. 여기서, 도 3은 작동에 의해 지시된 바와 같이 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7) 상에서 유압 어큐뮬레이터(9)에서보다 더 높은 유효 압력이 작용하는 상태를 나타낸다. 따라서, 도 3은 구체적으로 밸브 장치(11)의 입력부(17)로부터 라인 분기부(31)를 경유하여 차단된 방향성 밸브(27)로 더 높은 압력을 지탱하는 유체 연결부를 더 두꺼운 선으로, 라인 분기부(31)로부터 두꺼운 선으로 도시된 폐쇄 압력 제어 라인(33)을 경유하여 배수 밸브(37)의 제어 포트(35)로의 분기부를 도시한다. 이 제어 포트(35)는 여기서 제 2 제어 포트로서 지시된다. 라인 분기부(31) 내에 작용하고 입력부(19)에서 그리고 리프팅 실린더(5)의 로드측(15) 상에서 얇은 선에 의해 지시된 라인 분기부(39)에서 보다 높은 유효 압력에 대응하여, 라인 분기부(31)에 연결된 비-리턴 밸브(41)가 개방되어 출력부(21)에서의 어큐뮬레이터(9)는 어큐뮬레이터 라인(43)을 경유하여 피스톤측(7)의 압력으로 충전된다. 이 상태에서, 초기에 언급된 비-리턴 밸브(41)와 동일한 방향에서 어큐뮬레이터 라인(43)과 입력부(19) 사이에서 연결되는 비-리턴 밸브(45)가 폐쇄된다. 비-리턴 밸브(41, 45)의 이 배열은 입력부(17, 19)로부터 더 높은 유효 압력이 하나 또는 다른 비-리턴 밸브의 개방에 의해 형성된 각각의 유동 경로를 경유하여 시스템 내에서 영향을 미칠 수 있게 한다. 더욱이, 비-리턴 밸브(41, 45)의 2개의 포트 위치 사이에서 어큐뮬레이터(9)로의 연결 라인에서, 어큐뮬레이터(9)를 향해 배향되어 그 관련 폐쇄 위치로 이동하는 다른 비-리턴 밸브(46)가 연결된다.

여기서 제 1 제어 포트라 칭하는 배수 밸브(37)의 다른 제어 포트(47)는 도 3에 도시된 그 개방 상태에 있을 때 제어 밸브(49)를 경유하여 하나 또는 다른 유동 경로에 대응하여, 즉 어느 비-리턴 밸브(41 또는 45)가 개방되는지에 따라 입력부(17) 또는 입력부(19)에 교대로 연결되는 어큐뮬레이터 라인(43)에 연결된다. 도 3에 도시된 상태에서, 이는 더 높은 유효 압력을 지탱하는 비-리턴 밸브(41)를 경유하여 입력부(17)로 이어지는 유동 경로이다. 개방된 제어 밸브(49)를 경유하여 제 1 제어 포트(47) 상에 작용하는 압력은 또한 그 스프링 프리로드(29)에 의해 개방 상태로, 도 3에 도시된 폐쇄 상태로 프리로드되고 따라서 차단된 스프링 시스템의 상태로 전체 시스템을 이동시키는 방향성 밸브(27)를 유압식으로 전달하는 유압 제어 압력으로서 기능한다.

해제된 스프링 시스템이 도 2에서 전술된 상태에 있는 상태에서, 제어 밸브(49)는 밸브(49)가 그 개방 스프링(52)에 대해 폐쇄되도록 여기되어 있는 그 작동 자석(51)에 의해 발생되는 그 폐쇄 상태에 있다. 이 방식으로, 해제된 스프링 시스템의 상태에서, 배수 밸브(37)의 제 1 제어 포트(47) 및 방향성 밸브(27)의 제어 라인(50)은 탱크측(25)에 연결함으로써 감압된다. 따라서, 프리로드(29)는 방향성 밸브(27)를 그 작동 상태로 유지한다. 작동 자석(51)으로의 파워가 중단되고 제어 밸브(49)가 개방되면, 방향성 밸브(27)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 라인(50)을 경유하여 차단된 상태로 그 프리로드(29)에 대해 유압식으로 유도되고, 시스템은 차단된 스프링 시스템의 상태로 통과한다.

라인 분기부(31) 내에 작용하는 더 높은 유효 압력이 배수 밸브(37)의 제 1 제어 포트(47) 및 제 2 제어 포트(35) 상에서 비-리턴 밸브(41) 및 어큐뮬레이터 라인(43)을 경유하여 유압 어큐뮬레이터(9)를 충전하는 도 3에 도시된 상태에서, 동일한 압력이 특히 입력부(17)로부터 제어 라인(33)을 경유하여 그리고 마찬가지로 입력부(17)로부터 개방된 비-리턴 밸브(41) 및 개방된 제어 밸브(49)를 경유하여 각각의 경우에 작용한다. 배수 밸브(37)는 이 일정한 압력이 제어 포트(47, 35) 상에 작용할 때 폐쇄 상태에 있는 압력 보상기이다. 배수 밸브(47)는 이 폐쇄 상태에서 입력 포트(53)로부터 배수 라인(57)을 경유하여 출력부(23)를 통해 탱크(25)로 이어지는 출력 포트(55)로의 배수 경로를 형성하지 않는다. 따라서, 어떠한 배수 프로세스도 과압 안전 장치를 형성하는 압력 제한 밸브(59)를 경유하여 출력부(23) 및 탱크(25)에 연결된 어큐뮬레이터 라인(43)으로부터 발생하지 않는다. 마찬가지로 어큐뮬레이터 라인(43)에 연결되어 단지 유지 보수 목적으로만 수동으로 개방되는 배수 밸브가 도면 부호 61로 지시되어 있다.

도 4는 마찬가지로 스프링 시스템이 차단되어 있는 상태로, 유압 어큐뮬레이터(9) 내의 유효 압력이 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7) 상에 따라서 밸브 장치(11) 내의 입력부(17)를 경유하여 작동에 의해 지시된 바와 같이 효과적인 시스템 압력보다 높은 상태를 반대로 도시한다. 도 4에 이러한 것을 도시하기 위해, 도면의 최상부 부분에서, 어큐뮬레이터 라인(43)은 두꺼운 실선에 의해 지시되고, 그 하부 라인부에서 두꺼운 실선(solid line)에 의해 지시되어 있다. 비-리턴 밸브(41)는 리프팅 실린더(5) 내에서 더 높은 유압 어큐뮬레이터(9) 내에 작용하는 유효 압력에 대응하여 폐쇄된다.

따라서, 스프링 프리로드(52)에 의해 개방되고 여기되지 않는 제어 밸브(49)를 경유하여 배수 밸브(37)의 제 1 제어 포트(47) 상의 유압 어큐뮬레이터(9)의 더 높은 유효 압력이 존재하고, 반면 제 2 제어 포트(35)는 라인 분기부(31)를 경유하여 입력부(17)의 더 낮은 유효 압력을 지탱하는다.

전술된 바와 같이, 배수 밸브(37)는 도 7에 상징적으로 그리고 도 6에 작동 다이어그램의 형태로 도시된 압력 보상기를 갖는다. 도 8은 일 실용적인 실시예의 종단면도를 도시한다. 명백한 바와 같이, 폐쇄 위치에 도시된 밸브 하우징(63)에서 축방향으로 변위 가능한 슬라이드 밸브 피스톤(65)을 갖는 것은 스풀 밸브이고, 이는 도 6 및 도 7에 도면 부호 67로서 지시된 기계적 프리로드력에 의해 증폭되는 제 2 제어 포트(35) 상에 작용하는 유압 폐쇄 압력에 의해 발생된다. 배수 밸브(37)는 슬라이드 밸브 피스톤(65) 상의 개방 압력이 프리로드력(67)에 의해 증폭된 제어 포트(35) 상에 작용하는 폐쇄 압력보다 높은 개방 압력을 발생한다고 가정하면 제 1 제어 포트(47) 상에 작용하는 유압 개방 압력에 의해 개방된다. 달리 말하면, 입력 포트(53)로부터 출력 포트(55)로 따라서 탱크(25)로의 배수 경로를 형성하기 위해 배수 밸브(37)가 개방되는 조건은 제 2 제어 포트(35) 상의 압력으로부터 발생하는 폐쇄력과 기계적 프리로드(67)의 합이 제 1 제어 포트(47) 상의 유압 압력에 의해 생성된 개방 압력보다 작도록 슬라이드 밸브 피스톤(65) 상에 작용하는 힘에 적용된다. 따라서,

도 4에 도시된 상태에서, 유압 어큐뮬레이터(9)로부터의 압력은, 어큐뮬레이터(9)와 따라서 입력 포트(53) 사이의 소정의 원하는 저압 초과량이 제어 포트(35)에 대해서, 즉 배수 밸브(37)를 형성하는 압력 보상기의 디자인, 구체적으로 유효 피스톤 영역 및 유효 프리로드력(67)에 대응하는 리프팅 실린더(5)에 대해서 잔류할 때까지 배수된다. 이는 배수 프로세서가 유압 어큐뮬레이터(9) 내의 압력을 0의 값까지 감소시키도록 유도할 수 없다는 것을 의미한다.

일 유리한 예시적인 실시예에서, 피스톤 기하학적 형상 및 프리로드력(67)에 의해 지시된 개방 압력차는 대략 8 bar의 압력 레벨인 것이 여기서 제공될 수 있다. 도 8은 2개의 나선형 스프링(69, 71)이 프리포드력(67)을 생성하기 위해 2-부분 슬라이드 밸브 피스톤(65) 상에 작용하고 도면에서 우측으로의 도시된 폐쇄 위치로 피스톤(65)을 프리로드하고, 도면에서 우측에 있는 스풀 하우징(53)의 축방향 단부 상에 위치된 입력 포트(53)가 출력 포트(55)에 대해 차단되어 있는 일 예시적인 실시예를 도시한다. 프리로드력(67)에 추가하여, 제 2 제어 포트(35)로부터의 유압 압력은 도면의 좌측인 피스톤(65)의 측면에 작용한다. 피스톤(65)을 도면에서 좌측으로 이동시키기 위한 개방 압력으로서, 우측 피스톤 영역은 제 1 제어 포트(47)를 경유하여 개방 압력을 받게 된다.

입력 포트(53) 상에 존재하는 압력이 압력 보상기의 거동을 결정하는 유효 제어 압력으로서 영향을 미치지 않는 것을 보장하기 위해, 도 6에 도면 부호 73으로 지시되어 있고 포트(53, 55) 사이에 제어 에지(75, 77)에 의해 경계 형성된 피스톤 영역이 제어 포트(47) 또는 제어 포트(35) 상의 압력 공간 상의 유효 피스톤 영역(79, 79a, 81)보다 상당히 작은 것이 중요하다.

도 5는 밸브 장치(11)의 입력부(19)에서 입력부(17)에서의 압력 또는 유압 어큐뮬레이터(9)의 압력과 비교하여 더 높은 유효 압력이 작용하는 다른 상태에 관련된다. 이 작동 상태는 디바이스가 스프링 시스템이 차단된 상태로 기계의 작동 중에 장애물과 충돌할 때 발생한다. 이는 예를 들어 휠 로더(1)와 같은 이동 디바이스가 그 샤블(3)과 함께 상승부를 형성하는 장애물에 충돌할 때의 경우일 수 있고, 그 결과 샤블(3) 상에 놓여 있는 휠 로더(1)의 중량은 로드측(15)으로 영구적인 리프팅 실린더(5)의 피스톤을 압박하여, 로드측(15) 상에 과압이 형성되게 한다. 이 과압은 입력부(19) 및 이 상태에서 개방되는 비-리턴 밸브(45)를 경유할 뿐만 아니라 개방된 제어 밸브(49)를 경유하여 배수 밸브(37)의 제 1 제어 포트(47) 상에 영향을 미쳐, 개방 조건이 충족될 때, 즉 라인 분기부(31)를 경유하여 입력부(17)에 연결된 제어 포트(35)에 비교하여 포트(53) 상의 더 높은 압력시에, 배수 밸브(37)가 개방되게 되어, 그 결과 이어서 탱크(25)로의 배수 경로가 개방되어, 어큐뮬레이터 라인(43)의 압력이 완화되게 한다. 제어 포트(47)의 더 높은 압력은 밸브(37)가 차단 위치에 있지 않게 되는 것을 보장한다.

도 6 및 도 8에 특히 도시된 바와 같이, 실제 압력 보상기는 나선형 스프링(69)에 의해 그리고 축방향으로 변위 가능한 슬라이드 밸브 피스톤(65)의 유효 압력 표면에 의해 형성된다. 밸브 스풀로서 제조된 차단 피스톤은 이어서 나선형 스프링(71)과 개별 차단 피스톤부의 유효 피스톤 영역(81)으로 형성된다.

도 6에 도면 부호 65로서 지시된 피스톤은, 도 6에 도시된 바와 같이 비-리턴 밸브를 형성하기 위해 이 방식으로 다수의 부분으로 제조될 수 있는데, 즉 대부분의 디자인은 나선형 스프링(69, 71)의 프리로드력에 의해 형성된 압력과 제 2 제어 포트(35) 상에 압력에 의한 유효 압축력의 합보다 높은 압력이 포트(55) 상에 작용할 때 밸브 시트(55)의 개방 및 시스템 내로의 유체의 원하지 않는 역류를 방지한다. 이 비-리턴 밸브 작용이 생략되면, 도시된 슬라이드 밸브 피스톤 장치는 또한 단일 부분(미도시)으로 제조될 수 있다.

따라서, 본 발명은 안전 기능이 모든 작동 모드에 대한 압력 보상인 것을 보장한다. 도 6 및 도 8을 사용하여 나타낸 바와 같이 배수 밸브(37)의 구성은 필수적인 것이 아니라는 것은 물론이다. 그 작동이 전술된 개방 및 폐쇄 조건에 대응하는 임의의 밸브 구성이 사용될 수 있다. 도 8에 도시되어 있고 이 구성에서 입력 포트(53)에서 이 도면에서 우측으로의 피스톤 부분이 낮은 폐쇄력을 갖고 도면 부호 69로서 지시된 스프링에 의해 로딩되는 비-리턴 밸브를 형성하는 2-부분 슬라이드 밸브 피스톤(65)은 필수적인 것은 아니다. 이 구성에서, 도면 부호 71로서 지시된 폐쇄 스프링은 도 6 및 도 7에 도면 부호 67로서 지시되어 있고 밸브의 폐쇄력을 증폭하는 프리로드의 주요부를 형성한다.

1: 휠 로더 3: 샤블
5: 리프팅 실린더 7: 피스톤측
9: 유압 어큐뮬레이터 11: 밸브 장치
13: 제어 블록 17, 19: 입력부
21, 23: 출력부 27: 방향성 밸브
29: 프리로드 33: 폐쇄 압력 제어 라인
35: 제어 포트 37: 배수 밸브
41: 비-리턴 밸브 43: 어큐뮬레이터 라인
46: 비-리턴 밸브 47: 제어 포트
49: 제어 밸브 51: 작동 자석
52: 개방 스프링 55: 출력 포트
57: 배수 라인 59: 압력 제한 밸브

Claims

적어도 하나의 리프팅 실린더(5)를 가지는 유압 시스템의 유압 액추에이터 내 및 유압 어큐뮬레이터(9) 내의 유압 유효 압력들을 보상하기 위한 디바이스로서,
상기 유압 액추에이터와 상기 유압 어큐뮬레이터(9) 사이의 유체 연결을 차단하기 위한 방향성 밸브(27)로서, 해제 상태에서 상기 방향성 밸브(27)는 상기 유압 액추에이터와 상기 유압 어큐뮬레이터(9) 사이의 직접적인 유체 연결을 확립하고 이 유체 연결을 차단 상태에서 중단하는, 상기 방향성 밸브(27), 및
상기 방향성 밸브(27)로부터 상기 유압 어큐뮬레이터(9)로 이어지는 어큐뮬레이터 라인(43), 상기 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7)으로부터 상기 방향성 밸브(27)로 이어지는 제 1 라인 분기부(31), 및 상기 리프팅 실린더(5)의 로드측(15)으로부터 상기 방향성 밸브(27)로 이어지는 제 2 라인 분기부(39)를 가지는 제어 밸브 수단(11)으로서, 상기 제어 밸브 수단(11)은 상기 방향성 밸브(27)의 상기 차단 상태로의 이동에 따라 작동될 수 있고, 상기 제어 밸브 수단(11)은 유효 압력들의 미리 결정된 차이가 초과될 때 압력 보상을 수행하며, 상기 제어 밸브 수단(11)은, 유효 압력들의 차이가 상기 미리 결정된 차이를 초과함으로써 차단되어, 상기 압력 차이를 감소시키는 배수 경로(57)가 상기 유압 시스템의 탱크(25)를 향해 형성되는 해제 상태에 있을 수 있는 배수 밸브(37)를 포함하는, 상기 제어 밸브 수단(11)을 포함하는, 디바이스에 있어서,
상기 제 1 라인 분기부(31) 및 제 2 라인 분기부(39)의 차단 상태에서 상기 방향성 밸브(27)를 우회하기 위해 상기 어큐뮬레이터 라인(43)으로 각각의 유체 경로가 형성되고;
상기 각각의 유체 경로에서 상기 피스톤측(7) 또는 상기 로드측(15)을 향하는 비-리턴 밸브(41, 45)가 배치되어서, 상기 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7) 또는 로드측(15)으로부터 각각 더 높은 유효 압력은 상기 각각의 유체 경로를 통해서 그리고 상기 어큐뮬레이터 라인(43)을 통해 상기 유압 어큐뮬레이터(9)로 전달될 수 있되, 상기 각각의 유체 경로는 유효 압력이 상기 유압 어큐뮬레이터(9) 내의 압력을 초과시 상기 피스톤측 또는 로드측 상에서 각각의 비-리턴 밸브(41, 45)를 개방함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 유압 액추에이터는 기계(1)의 적어도 하나의 리프팅 실린더(5)이고, 리프팅 력을 생성하는 상기 피스톤측(7)과, 상기 로드측(15)은 상기 기계(1)의 제어 블록(13)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 디바이스
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 압력 보상기(37) 형태의 배수 밸브가 있고,상기 압력 보상기(37)는 상기 해제 상태에서 상기 유압 어큐뮬레이터(9)까지의 상기 어큐뮬레이터 라인(43)으로부터 그리고 상기 리프팅 실린더(5)로 이어지는 각각의 형성 유체 경로로부터, 상기 탱크(25)로 이어지는 배수 경로(57)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 3 항에 있어서, 상기 압력 보상기(37)는 상기 유압 어큐뮬레이터(9)에 연결되는 입력 포트(53), 상기 탱크(25)에 연결되는 출력 포트(55), 비차단 압력의 공급을 위한 제 1 제어 포트(47), 및 폐쇄 압력의 공급을 위한 제 2 제어 포트(35)를 갖는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 4 항에 있어서, 상기 제 2 제어 포트(35)는 상기 리프팅 실린더(5)의 피스톤측(7)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 5 항에 있어서, 상기 제 2 제어 포트(35) 상의 폐쇄 압력의 작용을 증폭시키는 프리로드(67)가 상기 압력 보상기(37)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 6 항에 있어서, 상기 압력 보상기(37)는, 일 피스톤 영역(81)상의 차단 위치로의 변위를 위해 상기 제 2 제어 포트(35) 상에 작용하는 폐쇄 압력 및 또한 프리로드 스프링(69, 71)의 힘 모두에 의해 로딩될 수 있는 슬라이드 밸브 피스톤(65)을 갖고, 다른 피스톤 영역(79a)이 상기 제 1 제어 포트(47) 상에 작용하는 비차단 압력으로 로딩될 수 있는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 제어 포트(35)와 경계를 이루는 상기 슬라이드 밸브 피스톤(65)의 유효 피스톤 영역(81)은 상기 제 1 제어 포트(47)와 경계를 이루는 유효 피스톤 영역(79)보다 큰 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 7 항에 있어서, 상기 프리로드 스프링(69, 71)의 반대편에 있는 상기 슬라이드 밸브 피스톤(65)의 단부상의 상기 압력 보상기(37)의 입력 포트(53)는 슬라이드 하우징(63)의 축방향 단부측 개구에 의해 형성되고, 상기 슬라이드 밸브 피스톤(65)의 할당되는 단부 영역과, 상기 하우징(63) 내부로 축방향으로 편위되는 상기 제 1 제어 포트(47)와 상기 슬라이드 하우징의 단부측 개구 사이의 슬라이드 하우징(63) 상에 동시에 하나의 제어 에지(77, 75)가 있는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방향성 밸브(27)는 상기 해제 상태로 기계적으로 프리로드되고, 상기 차단 상태로 유압식으로 유도될 수 있는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제 7 항에 있어서, 개방 상태에서 제어 밸브(49)는, 더 높은 유효 압력을 지탱하는 상기 제어 밸브 수단(11)의 유체 경로를 상기 압력 보상기(37)의 제 1 제어 포트(47)에 연결하고, 상기 방향성 밸브(27)에 상기 방향성 밸브(27)를 차단하는 유압 압력을 전달하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
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