KR19980057553A - 굴삭기의 아암 작동유 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 관한 것으로, 메인펌프(1)에서 토출된 압유가 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 아암실린더(3)로 공급됨과 더불어 이 아암실린더(3)로부터 배출된 압유는 상기 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 오일탱크(4)로 드레인되게 되어 있고, 상기 방향절환밸브스푸울(2)에 형성된 압유의 배출유로(7)와 공급유로(8)는 재생류로(9)를 통해 연통되어 아암크라우드 작업시 배출압유를 공급유로(8)를 거쳐 아암실린더(3)로 공급할 수 있도록 되어 있으며, 상기 배출유로(7)와 오일탱크(4)를 연결시키는 드레인라인(13)에 배출압유를 상시 교축시키는 오리피스(14)이 형성되어 있는 한편, 상기 드레인라인(13)에서 분기된 패러렐라인(22)에 다수 개의 교축통로(15,16)가 형성된 배압조절밸브(17)가 설치되어 있고, 이 배압조절밸브(17)는 운전석 근처에 구비된 작업모드선택버튼(20)과 연동되는 셀렉트밸브(19)에 의해 보조펌프(18)에서 토출된 압유의 신호압을 전달받아 작동되어지는 구성으로 되어, 작업종류에 따라 상기 배출유로(7)에 형성되는 배압을 여러 단계로 조정하여 상기 재생유로(9)를 통해 공급유로(8)로 재생시키는 압유를 흐름을 적절하게 제어할 수 있도록 한 것이다.

Description

굴삭기의 아암 작동유 재생장치(An apparatus for regenerating arm operating fluid of an excavator)

본 발명은 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 관한 것으로, 특히 아암 작동용 방향절환밸브에 아암 크라우드(arm crowd) 작업시 아암실린더로부터 드레인되는 압유의 일부를 공급라인으로 리턴시키는 재생통로를 형성하여 아암실런더에 공급되는 압유량을 조절할 수 있도록 된 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 하부몸체에 대해 선회할 수 있도록 장착된 상부선회체에 붐이 부착되고, 이 붐에 아암이 굴절될 수 있도록 설치되며, 이 아암의 선단에 굴삭작업을 하는 버켓이 역시 굴절될 수 있도록 연결되어 있는 한편, 상기 붐과 아암 및 버켓는 각각 이들을 작동시키기 위한 붐실린더와 아암실린더 및 버켓실린더에 의해 작동되어지도록 되어 있다.

그리고, 통상 굴삭기에는 상기 붐실린더와 아암실린더 및 버켓실린더는 물론 굴삭기에 구비되어 있는 거의 모든 액튜에이터가 하나의 유압발생원에서 공급되어 메인콘트롤밸브에서 분배된 압유에 의해 작동하도록 되어 있다.

여기서, 굴삭기의 아암작업은 도 3에 나타낸 바와 같이, 메인펌프(101)에서 토출된 압유가 메인컨트롤블록(102)의 아암실린더용 방향절환밸브스푸울(103)을 거쳐 아암실린더(104)로 공급되어 이 아암실린더(104)를 신축시키므로써 이루어진다.

여기서, 상기 방향절환밸브스푸울(103)은 보조펌프(105)로부터 토출되는 압유를 해당 조이스틱(106)으로 선택조절하여 공급함으로써 절환작동되어지도록 되어 있고, 아암작업중 덤프작업은 상기 아암실린더(104)를 수축시키므로써 이루어지고, 아암크라우드 작업은 아암실린더(104)를 신장시키므로써 이루어진다.

그런데, 상기와 같이 아암 크라우드 작업이 이루어질 때 아암의 자중이나 아암선단에 결합된 버켓의 자중등에 의해 아암실린더(104)에 걸리는 부하는 아암 실린더(104)를 지면쪽으로 잡아 당기는 방향으로 작용하게 되고, 이에 따라 부하가 걸리지 않을 때보다 아암실린더(104)에 많은 량의 압유공급이 필요하게 되는 데, 이에 종래에는 재생장치를 설치하여 아암크라우드 작업시 아암실린더(104)로부터 배출되는 압유를 다시 아암실린더(104)쪽으로 귀환시켜 부족한 압유를 보충하도록 되어 있어 있으나, 작업의 종류에 따라서는 아암실린더(104)에 너무 많은 량의 압유가 공급되어서 적절한 작업속도 제어가 어렵게 된다는 문제점이 있다.

여기서, 굴삭기의 아암작업은 도 3에 나타낸 바와 같이, 메인펌프(101)에서 토출된 압유가 메인컨트롤블록(102)의 아암실린더용 방향절환밸브스푸울(103)을 거쳐 아암실린더(104)로 공급되어 이 아암실린더(104)를 신축시키므로써 이루어진다.

여기서, 상기 방향절환밸브스푸울(103)은 보조펌프(105)로부터 토출되는 압유를 해당 조이스틱(106)으로 선택조절하여 공급함으로써 절환작동되어지도록 되어 있고, 아암작업중 덤프작업은 상기 아암실린더(104)를 수축시키므로써 이루어지고, 아암크라우드 작업은 아암실린더(104)를 신장시키므로써 이루어진다.

그런데, 상기와 같이 아암 크라우드 작업이 이루어질 때 아암의 자중이나 아암선단에 결합된 버켓의 자중등에 의해 아암실린더(104)에 걸리는 부하는 아암 실린더(104)를 지면쪽으로 잡아 당기는 방향으로 작용하게 되고, 이에 따라 부하가 걸리지 않을 때보다 아암실린더(104)에 많은 량의 압유공급이 필요하게 되는 데, 이에 종래에는 재생장치를 설치하여 아암크라우드 작업시 아암실린더(104)로부터 배출되는 압유를 다시 아암실린더(104)쪽으로 귀환시켜 부족한 압유를 보충하도록 되어 있어 있으나, 작업의 종류에 따라서는 아암실린더(104)에 너무 많은 량의 압유가 공급되어서 적절한 작업속도 제어가 어렵게 된다는 문제점이 있다.

예컨데 도 4는 종래 아암크라우드 작업시 재생과정을 나타내기 위한 유압회로도로서, 메인펌프(101)에서 토출된 압유가 상기 방향절환밸브스푸울(103)을 거쳐 아암실린더(104)의 헤드측 체임버(107)로 공급됨과 더불어 실린더(104)의 로드측 체임버(108)에 채워져 있던 압유는 방향절환밸브스푸울(103)을 거쳐 오일탱크(109)로 드레인되게 되어, 아암실린더(104)를 신장시키도록 되어 있고, 상기 방향절환밸브스푸울(103)에 형성된 압유의 배출유로(110)와 공급유로(111)는 재생유로(112)를 매개로 연통되어 있으며, 이 재생유로(112)는 상기 배출유로(110)와 오일탱크(109)를 연결하는 탱크측드레인라인(113)에 설치된 재생셀렉트밸브(114)에 의해 선택적으로 개방작동되어지게 되어 있다.

여기서, 상기 재생셀렉트밸브(114)는 상기 공급유로(111)와 헤드측체임버(107)를 연결시키는 헤드측압유라인(115)에 분기된 파이롯라인(117)의 파이롯신호압(Pi)에 의해 제어작동되어져, 이 파이롯신호압(Pi)이 작을 때는 상기 재생셀렉트밸브(114)가 차단되어 드레인압유를 재생유로(112)를 통해 공급유로(111)로 합류시켜 부하작용시 헤드측 체임버(107)에 부족한 압유를 보충시키고, 헤드측체임버(107)에 충분한 압유가 공급되어 파이롯라인(117)에 고압이 작용할 때는 상기 셀렉트밸브(114)를 개방시켜 상기한 재생과정을 거치지 않고 그대로 오일탱크(109)로 드레인시키게 되어 있다.

그러나 굴삭기 등과 같이 많은 자유도를 갖는 중장비에서는 실제 아암크라우드 동작이 도 5에 나타낸 바와 같이 공중에서 이루어지는 경우처럼 아암(118)의 자중이나 아암(118)선단에 결합된 버켓(119)의 자중등에 의해 큰 외력부하를 주는 경우가 있는 반면에, 도 6에 나타낸 바와 같이 평면고르기 작업을 하는 경우처럼 지면으로부터 반력이 작용되어 경부하 아암크라우드 작업을 할 경우도 있으나, 종래의 재생장치에 의하면 상기한 경부하 아암크라우드 작업을 할 경우에도 고부하가 걸리는 경우와 마찬가지로 재생유로(112)를 통해 압유가 합류되어 아암실린더(104)의 헤드측체임버(107)에 적정유량 이상의 압유가 공급되게 되고, 이에 따라 적절한 작업속도 제어가 어렵게 된다는 문제점이 있있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 아암크라우드 작업시 아암에 걸리는 부하에 따라 압유의 재생량을 가변 공급시켜 작업속도를 절절히 조절할 수 있도록 된 굴삭기의 아암 작동유 재생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인펌프에서 토출된 압유가 방향절환밸브스푸울을 거쳐 아암실린더로 공급됨과 더불어 이 아암실린더로부터 배출된 압유는 상기 방향절환밸브스푸울을 거쳐 오일탱크로 드레인되게 되어 있고, 상기 방향절환밸브스푸울에 형성된 압유의 배출유로와 공급유로는 재생유로를 통해 연통되어 아암크라우드 작업시 배출압유를 공급유로를 거쳐 아암실린더로 공급할 수 있도록 된 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 있어서, 상기 배출유로와 오일탱크를 연결시키는 드레인라인에는 배압조정수단이 설치되어, 상기 배출유로에 형성되는 배압을 여러 단계로 조정하여 상기 재생유로를 통해 공급유로로 재생시키는 압유를 흐름을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배압조정수단이 상기 드레인라인에 구비되어 배출압유를 상시 교축시키는 오리피스와, 이 오리피스와 상기 배출유로사이를 지나는 드레인라인에서 분기된 패러렐라인에 설치되면서 개구면적이 다른 다수 개의 교축통로가 형성된 배압조절밸브 및, 이 배압조절밸브의 절환위치를 선택적으로 제어작동시키는 선택작동수단을 갖춰 이루어진 한편, 상기 선택작동수단은 보조펌프에서 토출된 압유의 신호압을 상기 배압조절밸브에 선택적으로 작용시키는 셀렉트밸브와, 이 셀렉트밸브와 전기적으로 연결되어 이 밸브를 연동작동시키면서 운전석 근처에 구비된 작업모드선택버튼을 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 의하면, 상기의 운전자가 작업모드선택에 따라 상기 배압조절수단에 의해 상기 배출유로에 형성되는 배압이 다단계로 이루어지게 되고, 이 배압의 고저에 따라 재생되는 압유량가변조절하여 아암실린더에 공급할 수 있도록 되어 있으므로써, 아암크라우드 작업속도를 적절하게 조절할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 의해 이루어지는 재생과정을 설명하기 위한 유압회로도,

도 2는 본 발명을 구성하는 재생조정밸브의 개략적인 단면도,

도 3은 일반적인 굴삭기에 의해 이루어지는 아암크라우드 과정을 설명하기 위한 유압회로도,

도 4는 종래기술에 따른 굴삭기의 아암 작동유 재생장치를 도 1과 같이 나타낸 유압회로도,

도 5는 공중에서 아암크라우드 작업이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 굴삭기의 측면도,

도 6은 평면고르기 작업과 같이 지면에서 아암크라우드 작업이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 굴삭기의 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 메인펌프 2 : 방향절환밸브스푸울

3 : 아암실린더 4 : 오일탱크

5 : 헤드측체임버 6 : 로드측체임버

7 : 배출유로 8 : 공급유로

9 : 재생유로 10 : 체크

11 : 오리피스 12 : 드레인라인

14 : 오리피스 15,16 : 교축통로

17 : 배압조절밸브 18 : 보조펌프

19 : 셀렉트밸브 20 : 작업모드선택버튼

21 : 스프링 22 : 패러렐라인

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 의해 이루어지는 재생과정을 설명하기 위한 유압회로도이고, 도 2는 본 발명을 구성하는 재생조정밸브의 개략적인 단면도로서, 메인펌프(1)에서 토출된 압유가 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 아암실린더(3)로 공급됨과 더불어 이 아암실린더(3)로부터 배출된 압유는 상기 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 오일탱크(4)로 드레인되게 되어 있는데, 아암크라우드 작업시 상기 펌프(1)로부터 토출된 압유는 상기 방향절환밸브스푸울(2)를 거친 다음 헤드측체임버(5)로 공급되어짐과 더불어 로드측체임버(6)로부터 배츨된 압유는 오일탱크(4)로 드레인되어지게 되어 있다.

그리고, 아암크라우드 작업을 위해 상기 방향절환밸브스푸울(2)이 절환될 때 이 스푸울(2)에 형성되는 압유의 배출유로(7)와 공급유로(8)는 재생유로(9)를 통해 연통되는 구조로 되어, 로드측체임버(6)에서 배출된 압유는 상기 재생유로(9)의 체크(10)와 오리피스(11)를 거쳐 공급유로(8)로 공급되어 펌프에서 토출된 압유와 합류되어서 아암실린더(3)의 헤드측체임버(5)로 공급되어지도록 되어 있다.

여기서, 상기 체크(10)는 배출유로(7)의 라인압이 공급유로(8)의 라인압보다 높을 때 개방되어 배출유로(7)로부터 재생유로(9)를 거쳐 공급유로(8) 쪽으로 압유가 흘러 재생과정을 거치게 하고, 배출유로(7)의 라인압이 공급유로(8)의 라인압보다 낮을 때 차단되어 공급유로(8)의 압유가 배출유로(7)쪽으로 흐르는 것을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 상기 배출유로(7)와 오일탱크(4)를 연결시키는 드레인라인(13)에는 배압조정수단이 설치되어, 상기 배출유로(7)에 형성되는 배압을 여러 단계로 조정하여 상기 재생류로(9)를 통해 공급유로(8)로 재생시키는 압유를 흐름을 제어할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 배압조정수단은 상기 드레인라인(13)에 구비되어 배출압유를 상시 교축시켜 배출유로(7)에 배압을 발생시키는 오리피스(14)와, 이 오리피스(14)와 상기 배출유로(7)사이를 지나는 드레인라인(13)에서 분기되면서 도 2에 나타낸 바와 같이, 개구면적이 다른 다수 개의 교축통로(15,16)가 형성되어 다단계로 배압을 형성시키는 배압조절밸브(17) 및, 이 배압조절밸브(17)의 절환위치를 선택적으로 제어작동시키는 선택작동수단을 갖춰 이루어져 있다.

상기 선택작동수단은 보조펌프(18)에서 토출된 압유의 신호압을 상기 배압조절밸브(17)에 선택적으로 작용시키는 셀렉트밸브(19)와, 이 셀렉트밸브(19)와 전기적으로 연결되면서 운전석 근처에 구비된 작업모드선택버튼(20)을 갖춘 구성으로 되어, 운전자가 작업모드 선택과 동시에 상기 셀렉트밸브(19)가 연동작동되어지게 되어 있다.

장비운전자가 상기 작업모드선택버튼(20)을 온시켜 상기 셀렉트밸브(19)를 개방작동시키면, 보조펌프(18)로부터 토출된 압유가 셀렉트밸브(19)를 거쳐 상기 배압조절밸브(17)에 공급되어져 이 밸브(17)에 신호압을 작용시키게 되고, 이 신호압에 의해 배압조절밸브(17)는 이 밸브(17)를 지탱하고 있는 스프링(21)을 압축시키면서 이동되어 교축통로중 개구면적이 작은 교축통로(15)를 드레인라인(13)에서 병렬분기된 패러렐라인(22)에 위치시키게 되며, 상기 배출유로(7)를 통과한 압유는 상시 교축상태인 상기 오리피스(14)만을 거쳐 오일탱크(4)로 드레인되므로, 상기 배출유로(7)에는 상대적으로 고압의 배압이 형성되게 된다.

이에 따라, 아암크라우드 작업에 의해 미세작업이나 평면고르기 작업 등을 하는 경우와 같이 로드측체임버(6)에 경부하가 걸려 공급유로(8)에 상대적으로 고압이 형성되면 상기 배출유로(7)의 압유가 재생류로(9)를 거쳐 공급유로(8)쪽으로 재생되기가 어려운데, 본 발명에 의하면 상기한 작업을 하기 위해 운전자가 작업모드선택버튼(20)을 눌러, 상기한 바와 같이 상기 배출유로(7)에도 높은 배압을 형성시키면, 이 배압과 공급유로(8)의 압력차에 대응되는 압유가 재생유로(9)를 거쳐 배출유로(7)로 재생되어 아암크라우드 작업속도를 저속에서 미세하게 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기한 작업모드선택버튼(20)을 오프시키면, 상기 셀렉트밸브(19)는 원위치로 복귀되면서 상기 배압조절밸브(17)에 작용 보조펌프(18)에서 발생된 신호압을 차단시켜 배압조절밸브(17)를 원위치인 개구면적이 큰 교축통로(16)를 패러렐라인(22)에 위치시켜, 상기 배출유로(7)를 통과한 압유가 상시 교축상태인 상기 오리피스(14)와 교축통로(16)를 거쳐 오일탱크(4)로 드레인되므로, 상기 배출유로(7)에는 상대적으로 저압의 배압이 형성되게 된다.

이에 따라, 공중에서 아암크라우드작업이 이루어져 외력부하가 걸리는 경우와 같이 로드측체임버(6)에 고부하가 걸려 공급유로(8)에 상대적으로 저압이 형성되는 경우에, 이와 같은 작업을 위해 작업운전자가 작업모드선택버튼(20)을 오프시켜 상기한 바와 같이 상기 배출유로(7)에도 낮은 배압을 형성시키면, 이 배압과 공급유로(8)의 압력차에 대응되는 압유가 재생유로(9)를 거쳐 배출유로(7)로 재생되어 아암크라우드 작업속도를 고속에서 미세하게 제어할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 의하면, 아암크라우드 작업중 부하가 다른 작업종류에 따라 운전자가 임의로 압유의 재생량을 가변조절하여 아암실린더에 공급할 수 있도록 되어 있으므로써, 아암크라우드 작업속도를 적절하게 조절할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 메인펌프(1)에서 토출된 압유가 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 아암실린더(3)로 공급됨과 더불어 이 아암실린더(3)로부터 배출된 압유는 상기 방향절환밸브스푸울(2)을 거쳐 오일탱크(4)로 드레인되게 되어 있고, 상기 방향절환밸브스푸울(2)에 형성된 압유의 배출유로(7)와 공급유로(8)는 재생류로(9)를 통해 연통되어 아암크라우드 작업시 배출압유를 공급유로(8)를 거쳐 아암실린더(3)로 공급할 수 있도록 된 굴삭기의 아암 작동유 재생장치에 있어서,

   상기 배출유로(7)와 오일탱크(4)를 연결시키는 드레인라인(13)에 배압조정수단이 설치되어, 상기 배출유로(7)에 형성되는 배압을 여러 단계로 조정하여 상기 재생유로(9)를 통해 공급유로(8)로 재생시키는 압유를 흐름을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 아암 작동유 재생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배압조정수단이 상기 드레인라인(13)에 구비되어 배출압유를 상시 교축시키는 오리피스(14)와, 이 오리피스(14)와 상기 배출유로(7)사이를 지나는 드레인라인(13)에서 분기된 패러렐라인(22)에 설치되면서 개구면적이 다른 다수 개의 교축통로(15,16)가 형성된 배압조절밸브(17) 및, 이 배압조절밸브(17)의 절환위치를 선택적으로 제어작동시키는 선택작동수단을 갖춰 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 아암 작동유 재생장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 선택작동수단이 보조펌프(18)에서 토출된 압유의 신호압을 상기 배압조절밸브(17)에 선택적으로 작용시키는 셀렉트밸브(19)와, 이 셀렉트밸브(19)와 전기적으로 연결되어 이 밸브(19)를 연동작동시키면서 운전석 근처에 구비된 작업모드선택버튼(20)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 아암 작동유 재생장치.