KR19980020229U - 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템에 관한 것으로, 유압액튜에이터(3)와 유압펌프(1)사이에 상기 유압액튜에이터(3)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제어밸브(2)가 조이스틱(5)에 의해 제어되는 파이롯압유에 의해 작동되어지고, 상기 조이스틱(5)과 제어밸브(2)사이를 연결시키는 파이롯라인(6)에 충격방지용 밸브(8)가 설치되어 파이롯압유의 압력을 제어하여 제어밸브(2)의 절환속도를 제어할 수 있도록 된 충격방지용 밸브(8)가 설치된 유압시스템에서, 상기 파이롯라인(6)에서 분기된 바이패스 라인(9)에 그 절환상태에 따라 바이패스라인(9)을 온/오프시키는 개폐밸브(10)가 설치되어, 운전자가 필요에 따라 개폐밸브(10)를 개방작동시켜 파이롯라인(6)을 통하여 충격방지용 밸브(8)로 유입되는 압유를 바이패스라인(9)으로 유도하여 제어밸브(2)을 신속하게 절환시킬 수 있게 하거나 또는 충격방지용 밸브(8)를 통과하게 하여 제어밸브(2)의 절환속도를 지연시킬 수 있으므로써 필요에 따라 충격완화작용 또는 신속응답작용 중 어느 하나를 선택하여 작업할 수 있도록 한 것이다.

Description

중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템

본 고안은 굴삭기등 중장비에서 사용되는 조이스틱(joy-stick)의 급조작으로 유압시스템에 충격이 발생되지 않게 하는 충격방지용 밸브 제어시스템에 관한 것으로, 특히 유압액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 절환시키는 절환밸브를 필요에 따라 즉각적으로 또는 지연작동시킬 수 있도록 한 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 중장비나 건설장비등에서는 작업을 하기 위한 큰 힘을 유압액튜에이터로 얻고 있는 바, 이 유압액튜에이터로서는 유압실린더를 비롯한 여러 가지가 있다.

이러한 유압액튜에이터는 그 조작상태에 따라 충격이 발생하게 되고, 이러한 충격은 전체 유압시스템에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다.

예컨대, 굴삭기에서 부움과 부움 선단에 연결된 버켓 아암에 연결된 버켓아암 및 버켓은 모두 각각의 유압실린더에 의해 회동하도록 설치되어 있는 바, 상기 부움과 버켓아암 및 버켓은 모두 무거운 물체로 만들어져 있기 때문에 그 자체로서도 엄청난 무게를 지니게 된다.

따라서, 상기와 같이 무거운 부움이나 버켓아암을 높이 들어 올린 상태 혹은 내린 상태에서 조이스틱을 통해 유압실린더를 급속하게 조작하면, 들어올려져 있던 부움등의 기기는 자체의 무게 때문에 일시적으로 침하하려 하고, 내려져 있던 기기는 그 정지관성력때문에 압유가 실린더내로 유입됨과 동시에 작동되지 않아, 압유공급라인에 높은 압력이 순간적으로 작용되어, 압유공급라인에 과도한 충격압이 형성되어 관로를 파손시킬 뿐만 아니라 순간적인 침하로 인해 장비에 충격을 가하게 되는 경우도 발생하게 된다.

상기한 일례와 같이 조이스틱에 의해 급격한 조작으로 인해 유압액튜에이터에 공급되는 압유가 급격하게 절환되어져 결국 유압액튜에이터에 충격이 발생되는 문제를 해결하기 위해 종래의 일부 중장비등에서 도 2에 도시한 바와 같은 유압시스템을 사용하였다.

즉, 이 유압시스템은 펌프(101)에서 토출되는 압유가 제어밸브(102)를 통해서 공급되면서 그 공급방향이 절환되어져 유압액튜에이터(103)로 유입되어져 승하강 작동시키도록 되어 있다.

그리고, 상기 제어밸브(102)는 파이롯라인(104)을 통해 연결된 조이스틱(105)에 제어공급되는 파이롯압유에 의해 작동되어지도록 되어 있다.

이러한 시스템에서 상기 조이스틱(105)을 사용하여 상기 제어밸브(102)를 절환작동시키면서 유압액튜에이터(103)를 승하강 작동시키는 도중에, 부하가 걸려져 있는 유압액튜에이터(103)를 승하강시킨 상태에서 상기 제어밸브(102)를 중립위치로 절환시키면, 펌프(101)에서 토출된 압유가 유압액튜에이터(103)로 공급되지도 않고 또한 이 유압액튜에이터(103)에서 부터 오일탱크(106)로 귀환되지도 않게 된다.

이와 같이 중립상태로 절환되면 유압액튜에이터(103)가 더이상 작동되지 않고 승하강된 상태로 정지해 있게 되는데, 특히 상승된 상태에서는 상기 유압액튜에이터(103)에는 부하가 걸려져 있는 상태이므로, 이 유압액튜에이터(103)의 내부에 있던 압유는 상술한 부하로 인해 이 부하를 줄이는 방향으로 유동하려 하는 힘을 받게 된다.

이때 유압액튜에이터(103)를 작동시키기 위해 조이스틱(105)을 조작하여 제어밸브(102)를 절환시키게 되면, 부하를 줄이는 방향으로 유동하려는 힘에 의해 상승라인(107)에 순간적으로 높은 압력이 발생되어, 관로를 파손시키거나 큰 충격압을 형성시켜 기기나 장비에 충격을 가하게 된다.

이에 종래에는 충격방지용 밸브(108)를 설치하여 상기한 결점을 해소하고 있는 바, 이 충격방지용 밸브(108)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제어밸브(102)와 조이스틱(105)을 연결하는 파이롯라인(104)에 설치되어, 상기 제어밸브(102)를 제어하기 위해 조이스틱(105)을 조작시킬 때 파이롯라인(104)을 흐르는 압유의 압력Po₁가 상기 충격방지용밸브(108)를 통과하면서 압력Po₂저하되게 하고, 이에 따라 제어밸브(102)가 천천히 절환되어지게 함으로써 제어밸브(102)를 통해 유압액튜에이터(103)로 공급되는 압유의 흐름이 급격하게 가변되지 않도록하여 충격이 발생되지 않도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같이 이루어진 종래의 충격방지용 밸브가 설치된 유압시스템은 조이스틱(105)의 급조작으로 인한 충격을 완화시킬 수 있기는 하나, 운전자가 필요에 의해 유압액튜에이터(103)를 빠르게 작동시키고자 할 때에도 조이스틱(105)의 작동속도에 상관없이 유압액튜에이터(103)가 지연작동되기 때문에 이러한 유압시스템에서는 유압액튜에이터(103)를 빠른 속도로 작동시킬 수가 없다는 문제점이 있었다.

즉, 작업 조건에 따라 유압액튜에이터(103)를 빠르게 절환작동시켜야 하는 경우에는 오히려 문제가 되는 것이다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 중장비의 유압액튜에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제어밸브의 절환작동을 조이스틱의 작동에 따라 즉각적으로 또는 지연작동되게 선택할 수 있게 한 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 유압 액튜에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제어밸브와 이 제어밸브의 위치를 절환작동시키는 조이스틱사이에 충격방지용밸브와 압유의 흐름을 개폐시키는 개폐밸브를 병렬 설치한 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 개폐밸브는 상기 조이스틱부근에 설치된 스위치를 통해 전원과 접속되어 있다.

따라서, 상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안에 따르면, 운전자가 필요에 따라 개폐밸브를 개방작동시켜 파이롯라인을 통하여 충격방지용 밸브로 유입되는 압유를 바이패스라인으로 유도하여 제어밸브를 신속하게 절환시킬 수 있게 하거나 또는 충격방지용 밸브를 통과하게 하여 제어밸브의 절환속도를 지연시킬 수 있으므로써, 필요에 따라 충격완화작용 또는 신속응답작용 중 어느 하나를 선택하여 작업할 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템에 대한 개략적인 유압 회로도,

도 2는 종래 기술에 따른 충격방지용 밸브가 설치된 중장비의 유압시스템에 대한 개략적인 유압회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 유압펌프 2 : 제어밸브

3 : 유압액튜에이터 4 : 파이롯펌프

5 : 조이스틱 6,7 : 파이롯라인

8 : 충격방지용 밸브 9 : 바이패스 라인

10 : 개폐밸브 11 : 압력보상밸브

12 : 오리피스 13 : 스프링

14 : 스위치 15 : 상승라인

16 : 오일탱크

이하 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템에 대한 개략적인 유압 회로도로서, 중장비의 각 작동기를 작동시키기 위한 유압을 발생시키는 유압펌프(1)에서 가압펌핑된 압유가 제어밸브(2)에 의해 공급방향이 절환되어져 상승 및 하강라인을 통해 유압액튜에이터(3)로 공급되어져 이 유압액튜에이터(3)를 승하강 작동시키도록 되어 있고, 상기 제어밸브(2)는 파이롯펌프(4)에서 토출되는 압유를 선택조절하는 조이스틱(5)의 작동에 따라 파이롯라인(6)을 통해 전달되는 파이롯압(Pi)에 의해 절환작동되어지게 되어 있다.

그리고, 상기 제어밸브(2)와 조이스틱(5)사이를 연결시키는 파이롯라인(7)에 파이롯압유의 흐름을 제어하여 제어밸브(2)의 절환속도를 제어하는 충격방지용 밸브(8)가 설치되어 있고, 상기 파이롯라인(7)에서 분기된 바이패스 라인(9)에 그 절환상태에 따라 충격방지용 밸브(8)로 유입되는 압유를 바이패스 라인(9)을 통해 바이패스시키든지 아니면 충격방지용 밸브(8)로 유입되게 하는 개폐밸브(10)가 설치되어 있다.

또한, 상기 충격방지용 밸브(8)는 압력보상밸브(11)와 오리피스(12)를 갖춰 이루어지고, 상기 압력보상밸브(11)의 스푸울은 오리피스(12)를 거쳐 나온 압유의 압력(Po₂)과 스프링(13) 탄성력의 합력과, 오리피스(12)로 유입되기 전 압유의 압력(Po₂)의 역학관계에 의해 밸런스를 유지할 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 개폐밸브(10)는 전기의 인가 여부에 따라 간편하게 작동되어지는 솔레노이드밸브로 이루어지고 상기 조이스틱(5)부근에 설치된 스위치(14)를 통해 전원과 전기적으로 접속되어, 스위치(14)의 조작여부에 따라 그 위치가 절환되어 바이패스 라인(9)을 차단하거나 또는 연통시킬 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 시스템의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 스위치(14)를 조작하여 개폐밸브(10)를 통과하는 압류를 차단하여 상기 파이롯압유가 충격방지용 밸브(8)로 전량 유입될 수 있는 상태하에서 상기 조이스틱(5)을 조작하여 제어밸브(2)를 작동시키는 과정은 종래의 일반적인 장치와 다를 바 없다.

즉, 조이스틱(5)을 작동시켜서 상승측 파일롯라인(6)에 파일롯압(Pi)이 가해지면, 제어밸브(2)의 스푸울은 도면에서 좌측으로 절환되어 유압펌프(1)로부터 토출된 압유가 상승라인(15)을 통해 유압액튜에이터(3)의 대구경실쪽으로 유입되게 되어 유압액튜에이터(3)를 상승시키게 된다.

여기서, 하강측 파이롯라인(7)의 압유는 도면에서 좌측으로 이동되는 제어밸브(2)의 스푸울에 의해 승압되어 충격방지용 밸브(8)쪽의 압력보상밸브(11)와 오리피스(12)를 거쳐 조이스틱(5)쪽으로 흐르게 되는데, 이때 오리피스(12)로 통과하는 압유는 유동에 저항을 받으면서 오리피스(12)로 유입되기 시작하기전의 압유의 압력(Po₁)을 높이게 되고, 이 압유에 의해 작동되어지는 압력보상밸브(11)의 스푸울은 스프링(13)을 압축시키는 방향으로 밀리면서 하강측 파이롯라인(7)을 일시적으로 차단시키게 되며, 이에 따라 압력보상밸브(11)로 유입되던 압유는 제어밸브(2)쪽으로 밀리면서 제어밸브(2)의 이동을 저지하는 힘으로 작용되게 된다.

이와 같이 압력보상밸브(11)로 유입되는 압유가 차단되게 되면, 상기 스프링(13)을 압축시키던 압력보상밸브(11)를 통과한 압유의 압력은 저하되고, 이에 따라 압축상태에 있던 상기 스프링(13)은 복원되면서 압력보상밸브(11)의 스푸울을 원상 복귀시켜 파이롯라인(7)을 연통시키게 되어, 그 동안 이동이 저지되었던 제어밸브(2)의 스푸울은 이동이 원활하게 이루어진다.

상기한 바와 같은 동작이 순간적으로 계속 반복되어짐에 따라 제어밸브(2)의 스푸울의 이동속도는 느려지게 되고, 따라서 상승라인(15)을 통해 유압액튜에이터(3)로 유입되는 압유의 양도 미세하게 조정되면서 유입되어져, 유압액튜에이터(3)가 느린 속도로 하강되어, 상승라인(15)에 순간적으로 높은 압력이 발생되는 것이 방지되므로써 유압액튜에이터(3)에 연결된 부하나 기타 장비에 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 스위치(14)를 조작하여 솔레노이드 밸브(10)를 통과하는 압유를 차단시키지 않고 개방상태로 절환시킨 상태하에서 상기 조이스틱(5)을 조작하여 제어밸브(2)를 작동시키게 되면, 도면에서 좌측으로 이동되는 제어밸브(2)의 스푸울에 의해 이동되는 하강측 파이롯라인(7)의 압유는 유동저항을 받는 충격방지용 밸브(8)쪽으로 흐르지 않고 유동저항을 받지 않는 바이패스 라인(9)으로 흘러 그대로 오일탱크(16)로 드레인되므로써 제어밸브(2)의 절환작동이 신속하게 이루어지면서, 상기 유압펌프(1)에서 펌핑가압된 압유가 유압액튜에이터(3)로 충분하게 공급될 수가 있으므로써 원하는 작업을 신속하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템에 의하면, 운전자가 필요에 따라 스위치를 조작하여 파이롯라인을 통하여 충격방지용 밸브로 유입되는 압유를 바이패스라인으로 바이패스시켜 제어밸브의 절환작동을 신속하게 하든지 아니면 충격방지용 밸브를 통과하게 하여 제어밸브의 절환속도를 지연시킬 수 있으므로써, 필요에 따라 스위치의 간단한 조작만으로도 충격완화작용 또는 신속응답작용 중 어느 하나를 선택하여 작업할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 유압펌프(1)에서 펌핑되어 유압액튜에이터(3)로 공급되는 압유의 흐름을 절환하는 제어밸브(2)가 조이스틱(5)에 의해 제어되는 파이롯압유에 의해 절환작동되어지고, 상기 조이스틱(5)과 제어밸브(2)를 연결시키는 파이롯라인(7)에 파이롯압을 감압시키기 위한 충격방지용밸브(8)가 설치된 중장비의 유압시스템에 있어서, 상기 파이롯라인(7)에 파이롯압이 상기 제어밸브(2)에 직접전달되게 하든지 또는 파이롯압의 전달을 차단시키는 개폐밸브(10)가 설치된 것을 특징으로 하는 중장비의 충격방지용 밸브 온/오프 제어시스템.