KR19990082971A - 다단계 신축 실린더를 갖는 신축 시스템 - Google Patents

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바트로우헨리디.
지머맨클라우드알.
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시몬스 키스 알.
그로우브 유.에스. 엘.엘.씨.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/16Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type

Abstract

신축 시스템은 제 1 및 제 2 유압 모터(2, 1)을 포함한다. 제 1 유압 모터(2)는 제 1 실린더(16)와 제 1 실린더 내부(16)에 포개지는 제 2 실린더(8, 10)를 포함한다. 제 2 유압 모터(1)는 제 2 실린더(8, 10)와 제 2 실린더(8, 10) 내부에 배치된 피스톤(4, 6)을 포함한다. 제 2 실린더(8, 10)는 유압유 통로를 형성하는 이중 원통 외부 벽(52)을 갖는다. 신축 시스템 내부의 유압 제어 시스템(48, 50, 44, 46, 60, 63, 64)은 단일 제어 밸브(60), 솔레노이드 밸브(44, 46) 그리고 유지 밸브(48, 50)를 포함하고 신축 시스템의 신장과 수축을 제어한다.

Description

다단계 신축 실린더를 갖는 신축 시스템{TELESCOPING SYSTEM WITH MULTI-STAGE TELESCOPIC CYLINDER}
본 발명은 다중절 신축 구조물(multi-stage telescopic structure)의 신축절(telescopic section)을 선택적으로 신장하고 수축하는 신축 시스템에 관한 것으로; 더 특별하게는, 다단계 신축 실린더를 갖는 신축 시스템에 관한 것이다.
신축 시스템에 관한 많은 선행 기술들은 다중 단일-단계 신축 실린더 또는 다중절 붐(multi-section boom)과 같은 다중절 신축 구조물을 신장하고 수축하는 단일 다단계 신축 실린더를 포함한다. 다단계 신축 실린더는 하나가 다른 하나 내부에 신축할 수 있게 배열된 다수의 실린더와 피스톤을 포함한다. 각각의 피스톤 및 실린더와 내부 통로사이를 밀봉하는 것은 유압유가 실린더를 신장하고 수축하도록 유동할 수 있게 한다. 각각의 실린더는 전형적으로 다중절 신축 구조물의 하나의 절(section)에 연결되어 이 절을 신축 운동하게 한다. 또한, 가장 안쪽 또는 가장 작은 피스톤(piston)의 일부를 형성하는 가장 안쪽 또는 가장 작은 로드(rod)는 다중절 신축 구조물의 기초절(base section)에 연결된다.
전형적으로, 이러한 다단계 신축 실린더는 유압 연결을 필요로 하고, 예를 들어, 최소한 가장 바깥쪽 또는 가장 큰 실린더에서는 그러하다. 결과적으로, 이러한 시스템은 유압 연결 상태에 있는 다단계 신축 실린더에 부착된 유압유 운반 호스를 신장하고 수축하게 하는 호스 릴(hose reel)을 포함한다. 드 휠리피(De Filippi)에 의해 출원된 미국 특허 4,726,281은 이와 같은 신축 시스템에 대해 공개하고 있다. 이 같은 시스템은 또한 다단계 신축 구조물의 유압 연결 또는 그 근처에 장착 제어 밸브(mounting control valve)를 필요로 한다.
미국 특허 5,111,733; 3,610,100; 3,603,207 및 3,128,674는 신축 실린더 또는 실린더를 따라서 유압 연결을 없앤 신축 시스템에 대해서 공개하고 있다. 대신에, 유압 연결은 신축 실린더의 가장 안쪽 또는 가장 작은 로드에서 이루어진다. 이러한 신축 시스템은, 그러나, 복잡한 가장 안쪽 로드 구조 및/또는 하나이상의 제어 밸브를 포함하는 유압 제어 시스템을 갖는다.
단순화된 가장 안쪽 로드 구조와 감소된 개수의 제어 밸브를 갖는 다단계 신축 실린더를 포함하는 신축 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 신축 실린더의 가장 안쪽 로드에 유압 연결이 이루어지는 다단계 신축 실린더를 포함하는 신축 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 심화된 목적은 다단계 신축 실린더가 최소한 제 1 원격 실린더와 제 2 원격 실린더를 포함하고 제 2 원격 실린더가 이중 원통 외부 원통형 벽을 갖는 로드를 포함하는 다단계 신축 실린더를 갖는 신축 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 심화된 목적은 2 단계 신축 실린더와 단일 제어 밸브를 포함하는 단순 유압 제어 시스템을 갖는 신축 시스템을 제공하는 것이다.
이들 목적과 그 외의 목적들은 최소 하나의 제 1 원격 실린더와 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드와 제 1 피스톤 헤드를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더, 그리고 제 2 로드, 제 2 피스톤 헤드, 제 1 실린더를 포함하는 상기 2차 원격 실린더; 상기 제 2 로드에 배치되고 상기 제 1 로드의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드; 상기 제 1 실린더(16)에 배치되고 상기 제 2 로드의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 2 피스톤 헤드; 내부 원통형 벽과 외부 원통형 벽을 포함하는 상기 제 2 로드, 상기 제 1 피스톤 헤드를 통해 상기 제 1 로드 내부로 신장하는 내부 원통형 벽, 제 1 통로를 형성하는 내부 원통과 외부 원통을 갖는 외부 원통형 벽; 제 1 실을 형성하는 상기 내부 원통, 상기 제 1 로드, 그리고 상기 피스톤 헤드, 상기 제 1 실과 상기 제 1 통로사이에서 제 2 통로를 포함하는 상기 내부 원통; 제 2 실을 형성하는 상기 외부 원통, 상기 제 2 피스톤 헤드, 그리고 상기 제 1 실린더, 상기 제 1 통로와 상기 제 2 실사이에서 제 3 통로를 포함하는 상기 외부 원통; 그리고 상기 제 1 실과 통하는 제 4 통로를 형성하는 상기 제 1 로드와 상기 제 1 피스톤 헤드를 포함하는 신축 시스템에 의해서 이루어진다.
이들 목적과 그 외의 목적들은 최소 하나의 제 1 원격 실린더 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드와 제 1 피스톤 헤드를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더, 그리고 제 2 로드, 제 2 피스톤 헤드, 제 1 실린더를 포함하는 상기 2차 원격 실린더; 제 1 및 제 2 단부를 가지고 제 1 , 제 2 그리고 제 3 통로를 형성하는 상기 제 1 로드, 상기 제 1 통로와 통하는 제 1 포트, 상기 제 2 통로와 통하는 제 2 포트 그리고 상기 제 3 통로와 통하는 제 3 포트를 갖는 상기 제 1 단부; 상기 제 1 로드의 상기 제 2 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드, 상기 제 1 통로와 통하는 제 4 통로, 상기 제 2 통로와 통하는 제 5 통로 그리고 상기 제 3 통로와 통하는 제 6 통로를 형성하는 상기 제 1 피스톤 헤드; 내부 원통형 벽과 외부 원통형 벽를 갖는 상기 제 2 로드, 상기 제 3 통로 내부로 신장하는 상기 내부 원통형 벽, 제 7 통로를 형성하는 내부 및 외부 원통을 갖는 상기 외부 원통형 벽, 상기 제 1 로드와 상기 내부 원통이 제 1 실을 형성하도록 상기 내부 원통 내부에 배치되고 미끄럼 운동하는 상기 제 1 피스톤 헤드, 상기 제 6 통로와 통하는 상기 제 1 실, 상기 제 1 실과 상기 제 7 통로와 통하는 제 8 통로를 갖는 상기 내부 원통, 상기 제 7 통로와 통하는 제 9 통로를 갖는 상기 외부 원통; 상기 제 2 로드의 한쪽 단부에 배치되고 상기 내부 원통형 벽을 거쳐 상기 제 3 통로와 통하는 제 10 통로를 형성하는 상기 제 2 피스톤 헤드, 상기 제 4 통로와 통하는 제 2 실을 형성하는 상기 제 1 및 제 2 피스톤 헤드, 상기 내부 원통형 벽 그리고 상기 내부 원통, 상기 제 1 실린더와 상기 외부 원통이 제 3 실을 형성하고 상기 제 2 피스톤 헤드와 상기 제 1 실린더가 제 4 실을 형성하도록 상기 제 1 실린더 내부에 배치되는 상기 제 2 피스톤 헤드, 상기 제 9 통로와 통하는 상기 제 3 실, 그리고 상기 제 10 통로와 통하는 상기 제 4 실을 포함하는 신축 시스템에 의해서 이루어진다.
이들 목적과 그 외의 목적들은 최소 하나의 제 1 원격 실린더와 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드와 제 1 피스톤 헤드를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더, 그리고 제 2 로드, 제 2 피스톤 헤드, 제 1 실린더를 포함하는 상기 2차 원격 실린더; 상기 제 2 로드에 배치되고 상기 제 1 로드의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드; 상기 제 1 실린더에 배치되고 상기 제 2 로드의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 2 피스톤 헤드; 내부 원통형 벽과 외부 원통형 벽을 포함하는 상기 제 2 로드, 상기 제 1 피스톤 헤드를 통해 상기 제 1 로드 내부로 신장하는 내부 원통형 벽; 제 1 실을 형성하는 상기 제 1 로드, 상기 제 1 피스톤 헤드 그리고 상기 제 2 로드; 제 2 실을 형성하는 상기 제 1 피스톤 헤드, 상기 제 2 로드 그리고 상기 제 2 피스톤 헤드; 제 3 실을 형성하는 상기 제 2 로드, 상기 제 2 피스톤 헤드 그리고 상기 제 1 실린더; 제 4 실을 형성하는 상기 제 2 피스톤 헤드와 상기 제 1 실린더; 상기 제 2 실과 통하는 제 1 포트, 상기 제 4 실과 통하는 제 2 포트, 그리고 상기 제 1 및 제 3 실과 통하는 제 3 포트를 포함하는 상기 제 1 로드의 상기 제 1 단부의 반대쪽에 위치하는 상기 제 1 로드의 제 2 단부; 상기 제 1 포트에 연결되고 제 1 편향 입력부를 갖는 제 1 유지 밸브, 유압유가 상기 제 1 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 1 포트로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 1 포트로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 1 유지 밸브; 상기 제 2 포트에 연결되고 제 2 편향 입력부를 갖는 제 2 유지 밸브, 유압유가 상기 제 2 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 2 포트로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 2 포트로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 2 유지 밸브; 상기 제 1 유지 밸브에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 1 솔레노이드 밸브; 상기 제 2 유지 밸브에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 2 솔레노이드 밸브; 상기 제 3 포트와 상기 제 1 및 제 2 편향 입력부에 연결되는 제 1 라인; 그리고 상기 제 1 라인, 상기 제 1 솔레노이드 밸브, 그리고 상기 제 2 솔레노이드 밸브로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 제어 밸브를 포함하는 신축 시스템에 의해서 더욱 이루어진다.
이들 목적과 그 외의 목적들은 제 1 실린더와 상기 제 1 실린더에 포개어지는 제 2 실린더를 포함하는 제 1 유압 모터, 상기 제 1 유압 모터의 유압유 통로를 형성하는 이중 원통 외부 벽을 갖는 상기 제 2 실린더; 그리고 상기 제 2 실린더와 상기 제 2 실린더에 배치된 피스톤을 포함하는 제 2 유압 모터를 포함하는 신축 시스템에 의해 더욱 더 이루어진다.
이들 목적과 그 외의 목적들은 부가적으로 제 1 실린더와 상기 제 1 실린더에 포개어지는 제 2 실린더를 포함하는 제 1 유압 모터, 제 1 신장실과 제 1 수축실을 포함하는 상기 제 1 유압 모터, 상기 제 1 신장실의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더에 대해 신장하는 상기 제 1 실린더, 그리고 상기 제 2 수축실의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더에 대해 수축하는 상기 제 1 실린더; 상기 제 2 실린더와 상기 제 2 실린더에 배치된 피스톤을 포함하는 제 2 유압 모터, 제 2 신장실과 제 2 수축실을 포함하는 상기 제 2 유압 모터, 상기 제 2 신장실의 체적이 증가할 때 상기 피스톤에 대해 신장하는 제 2 실린더, 그리고 상기 제 2 수축실의 체적이 증가할 때 상기 피스톤에 대해 수축하는 제 2 실린더; 상기 제 2 신장실과 통하고 제 1 편향 입력부를 갖는 제 1 유지 밸브, 유압유가 상기 제 1 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 2 신장실로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 2 신장실로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 1 유지 밸브); 상기 제 1 신장실과 통하고 제 2 편향 입력부를 갖는 제 2 유지 밸브, 유압유가 상기 제 2 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 1 신장실로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 1 신장실로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 2 유지 밸브; 상기 제 1 유지 밸브에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 1 솔레노이드 밸브; 상기 제 2 유지 밸브에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 2 솔레노이드 밸브; 상기 제 1 및 제 2 수축실과 상기 제 1 및 제 2 편향 입력부에 텅하는 제 1 라인; 그리고 상기 제 1 라인, 상기 제 1 솔레노이드 밸브, 그리고 상기 제 2 솔레노이드 밸브로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 제어 밸브를 포함하는 신축 시스템에 의해서 이루어진다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 그리고 특성; 구조물의 관련 요소의 방법, 작동 그리고 기능; 부품의 조합; 그리고 제조상의 경제성등은 유사한 번호가 다양한 형상의 상응하는 부품에 주어지는 이러한 상세 설명의 일부를 형성하는 바람직한 실시예와 첨부된 도면에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명은 이 아래에 주어지는 상세한 설명과 단지 예시하는 수준으로 제시되어 본 발명을 한정하지 않는 첨부된 도면으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이고, 그 점에서:
도 1는 2 단계 신축 실린더(telescopic cylinder)를 포함하는 본 발명에 따른 신축 시스템(telescopic system)의 길이 방향 단면을 예시하고 있다.
도 1은 2 단계 신축 실린더를 포함하는 본 발명에 따른 신축 시스템의 길이 방향 단면을 도시하고 있다. 보여지는 것처럼, 2 단계 신축 실린더는 제 1 원격 실린더(first tele cylinder)(1)와 제 2 원격 실린더(second tele cylinder)(2)를 포함한다. 제 1 원격 실린더(1)는 환형 제 1 피스톤 헤드(annular first piston head)(6)에 연결된 원통형 제 1 피스톤 로드(first piston rod)(4)를 포함한다. 제 1 피스톤 헤드(6)는 제 2 원격 실린더(2)의 원통형 제 2 로드(second rod)(8)의 내부에 배치된다. 제 2 로드(8)은 제 1 원격 실린더(1)에 대해 실린더의 역할을 한다. 환형 제 2 피스톤 헤드(second piston head)(10)는 제 2 로드(8)에 연결되고, 실린더(16)내부에 배치된다.
바람직하게는, 제 1 로드(4)의 한쪽 단부가 다중절 신축 구조물의 기초절에 장착된다. 다중절 신축 붐은 논의할 목적으로 다중절 신축 구조물로서 설명될 것이다. 다중절 신축 붐은 3, 4, 또는 5개 절의 붐으로 이루어질 수 있다. 도 1은 본 발명의 신축 실린더와 5개 절로 된 붐 사이의 연결을 도시하고 있다. 명확히 말하면, 제 1 로드(4)는 기초절에 연결되고, 제 2 로드(8)은 내부 중앙절(inner mid section)에 연결되며, 실린더(16)은 중심 중앙절(center mid section)에 연결된다.
제 1 로드(4)는 제 1 포트(first port)(18), 제 2 포트(second port)(20), 그리고 끝에 위치한 일반 포트(common port)(22)를 갖는다. 제 1 로드(4)는 제 1 포트(18)와 통하는 제 1 통로(first passageway)(12), 제 2 포트(20)와 통하는 제 2 통로(first passageway)(14), 그리고 일반 포트(22)와 통해 있는 제 3 통로(third passageway)(15)를 포함한다. 제 1 피스톤 헤드(6)는 유압유가 제 1 포트(18)을 통해 진입하고 제 1 실(first chamber)(28)과 통하는 제 1 통로를 통해 유동하도록 여기에 형성된 제 4 통로(24)를 포함한다. 도 1에서 보여지는 것처럼, 제 1 실(28)은 제 2 로드(8), 제 1 피스톤 헤드(6) 그리고 제 2 피스톤 헤드(10)에 의해 형성된다.
제 1 피스톤 헤드(6)은 또한 제 3 통로(15)와 제 2 실(30)사이에 유체가 흐를 수 있게 하는 제 5 통로(26)를 포함한다. 제 2 실(30)은 제 1 로드(4), 제 2 피스톤 헤드(6), 그리고 제 2 로드(8)에 의해 형성된다.
도 1에서 보여지는 것처럼, 제 2 로드(8)은 원통형 내부 벽(inner wall)(51)과 원통형 외부 벽(outer wall)(52)을 포함한다. 원통형 외부 벽(52)는 제 6 통로(58)을 형성하는 내부 원통(inner barrel)(54)와 외부 원통(outer barrel)(56)을 갖는다. 내부 원통(54)은 제 2 실(30)과 제 6 통로(58)사이에 유체가 유동하게 하는 여기에 형성된 제 7 통로(32)를 포함한다. 외부 원통(56)은 제 6 통로(58)와 제 3 실(36)사이에 유체가 유동하게 하는 여기에 형성된 제 8 통로(34)를 포함한다. 보여지는 것처럼, 제 3 실(36)은 외부 원통(56), 제 2 피스톤 헤드(10), 그리고 실린더(16)에 의해 형성된다.
도 1 에 보여지는 것처럼, 원통형 내부 벽(51)은 제 9 통로(38)을 형성하기 위해 제 1 피스톤 헤드(6)를 통해 제1 로드(4) 내부로 신장한다. 제 9 통로(38)는 제2 통로(14)와 제 2 피스톤 헤드(10)사이에 유체가 유동하게 한다. 따라서, 제 2, 제 9 그리고 제 10 통로(14,38,42)는 제 2 포트(20)과 제 4 실(40)사이에 유체가 유동하게 한다. 보여지는 것처럼, 제 4 실(40)은 제 2 피스톤 헤드(10)과 실린더(16)에 의해 형성된다.
도 1에서 보여지는 것처럼, 신축 시스템은 제 1 포트(18)와 제 2 포트(20)에 각각 배치된 제 1 유지 밸브(first holding valve)(48)와 제 2 유지 밸브(second holding valve)(50)를 더욱 포함한다. 제 1 유지 밸브(48)는 유압유가 편향 입력부에서 유입될 때 유압유가 제 1 포트(18)로 자유로이 흘러 들어갈 뿐만 아니라 제 1 포트(18)로부터 흘러 나올 수 있게 한다. 비슷하게, 제 2 유지 밸브(50)는 유압유가 편향 입력부에서 유입될 때 유압유가 제 2 포트(20)로 자유로이 흘러 들어갈 뿐만 아니라 제 2 포트(20)로부터 흘러 나올 수 있게 한다. 제 1 솔레노이드 밸브(44)는 제 1 유지 밸브(48)에 대한 유압유의 공급량을 조절하고, 전류가 통하지 않을 때에는 개방되어 있다. 제 2 솔레노이드 밸브(46)는 제 21 유지 밸브(50)에 대한 유압유의 공급량을 조절하고, 전류가 통하지 않을 때에는 폐쇄되어 있다. 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브는 둘 다 제어 밸브(60)의 제 1 제어 포트에 연결되어 있다. 제어 밸브(60)의 제 2 제어 포트는 일반 포트(22)와 제 1 및 제 2 유지 밸브(48, 50)에 연결된다.
제어 밸브(60)는 삼상 제어 밸브(tri-state control valve)이다. 제 1 상태에서, 제 2 제어 포트에 있는 유압유가 저장조(reservoir)(64)로 방출되는 동안, 펌프(63)에 의해 제어 밸브(60)에 공급되는 유압유는 제 1 제어 포트(즉, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46))로부터 방출된다. 제 2 단계에서, 어떠한 유압유도 제 1 또는 제 2 제어 포트중 어느 하나로 공급되거나 이들 포트중 어느 하나로부터 방출되지 않는다. 제 3 단계에서, 제 1 제어 포트에 있는 유압유가 조장조(64)로 방출되는 동안, 펌프(63)로부터 나온 유압유는 제 2 포트(즉, 일반 포트(22)와 제 1 및 제 2 유지 밸브(48, 50)의 편향 입력부)에 공급된다.
도 1에서 더욱 보여지는 것처럼, 릴리프 밸브(62)는 라인 선단(line leading)dfm 제어 밸브(60)로부터 일반 포트(22)에 연결함과 동시에 제 2 솔레노이드 밸브(46)로부터 나온 라인 선단(line leading)을 제 2 유지 밸브(50)에 연결한다.
도 1에 나타난 신축 시스템의 작동이 이제부터 설명될 것이다. 본 발명에 따른 신축 실린더는 두가지 작동 모드를 갖는데, 순차 작동과 동시 작동이 그것이다. 순차 작동이 먼저 설명될 것이다. 도 1에 도시된 신축 실린더가 완전히 수축했다고 가정했을 때, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)는 전류가 통하지 않게 되고, 제어 밸브(60)는 제 1 상태에 놓이게 된다. 전류가 통하지 않는 상태에서, 제 1 솔레노이드 밸브(44)는 개방되고 제 2 솔레노이드 밸브(46)는 폐쇄된다. 결과적으로, 유압유는 제 1 솔레노이드 밸브(44)를 거쳐 제 1 유지 밸브(48)을 통해 제 1 포트(18) 내부로 유동한다. 제 1 포트(18)에 공급된 유압유는 제 1 통로(12)와 제 4 통로(24)를 거쳐 제 1 실(28)로 유동해 들어가고, 제 2 피스톤 헤드(10)에 힘을 가한다. 그 결과로, 제 2 로드(8)와 실린더(16)는 신장한다.
일단 한번 완전히 작동된 제 1 솔레노이드 밸브(44)와 제 2 솔레노이드 밸브(46)에는 전류가 공급된다. 완전히 작동된 피스톤은, 예를 들어, 근접 스위치(도시되지 않음)에 의해 감지된다. 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브 (44, 46)에 전류를 공급하는 것은 제 1 솔레노이드 밸브(44)는 폐쇄되고 제 2 솔레노이드 밸브(46)는 개방되게 한다. 그리고 나서 유압유는 제 2 솔레노이드 밸브(46)과 제 2 유지 밸브(50)을 통해 유동하고, 제 2 포트(20)에 유입된다. 제 2 포트(20) 내부로 유동한 유압유는 제 2, 제9, 그리고 제 10 통로(14, 38, 42)를 통해 제 4 실(40)에 유입된다. 유압유는 실린더(16)에 압력을 가해 실린더(16)가 신장하게 한다. 일단 완전히 작동하면, 제 2 솔레노이드 밸브(46)는 전류가 통하지 않는 상태가 된다. 다시 한번, 완전히 작동된 위치는 근접 스위치(도시되지 않음)를 사용하여 감지될 수 있다.
도 1에 도시된 신축 실린더을 수축시키기 위해서, 제 2 솔레노이드 밸브(46)이 개방되고 제어 밸브(60)는 제 3 상태에 놓이게 된다, 유압은 따라서 일반 포트(22)와 제 1 및 제 2 유지 밸브(48, 50)의 편향 입력부에 공급된다. 유압유의 공급은 유압유가 제 1 및 제 2 포트(18, 20)로부터 유동해 나올 수 있도록 제 1 및 제 2 유지 밸브를 개방되도록 조종한다. 일반 포트(22)에 공급된 유압유는 제 3 및 제 4 통로(15, 16)을 거쳐 제 2 실 내부로 유동한다. 유압유에 의해 힘이 제 2 로드(8)에 가해지나, 제 1 솔레노이드 밸브(44)가 폐쇄 상태를 유지하기 때문에 제 2 로드(8)가 수축하게 하지 않는다. 대신에, 유압유는 제 7, 제 6, 그리고 제 8 통로(32, 58, 34)를 거쳐 제 3 실(36) 내부로 유동해 들어간다. 제 2 솔레노이드 밸브(46)이 개방되어 있기 때문에, 유압은 실린더(16)에 힘을 가해 실린더(16)가 수축되게 한다.
일단 제 2 실린더(16)가 완전히 수축되면, 제 2 솔레노이드 밸브(46)은 폐쇄되고 제 1 솔레노이드 밸브(44)가 개방된다. 이 상태에서, 유압유는 유압에 의해 제 2 로드(8)에 가해지는 힘이 제 2 로드(8)를 수축하게 하기 위해 제 1 솔레노이드 밸브(44)를 통해 유동하게 된다.
동시 작동 모드에서, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)는 제 2 피스톤 헤드(10)과 실린더(16)를 동시에 확장하기 위해 소정의 위치 설정에 따라 개방 상태와 폐쇄 상태사이에서 전환이 이루어진다. 마찬가지로, 일단 유압유가 일반 포트(22)에 공급되면, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)는 또한 제 2 로드(8)과 실린도(16)를 동시에 수축하기 위해 개방 상태와 폐쇄 상태사이에서 전환이 이루어진다.
본 발명에 따른 신축 시스템에서, 신축 실린더에 대한 유압 연결은 제 1 로드(4)의 단부에서 이루어 지는데, 여기서 제 1 로드는 다중절 붐의 기초절에 장착된다. 결과적으로, 모든 신축 실린더에 대한 유압 연결은 붐의 기초절에서 이루어 진다.
따라서, 본 발명에 따른 신축성 시스템은 호스 릴과 이에 관련된 호스의 필요성을 없앴다.
유압유 연결이 신축성 실린더의 길이를 따라 만들어지지 않았기 때문에, 본 발명에 따른 신축성 시스템은 붐 절(boom section)의 연결부 또는 그 근처에 장착 밸브를 필요로 하지 않는다. 대신에, 솔레노이드 밸브(44, 46)이 다중절 붐을 지지하는 회전대(turntable)에 장착될 수 있다.
더욱이, 제 2 로드에 이중 원통 외부 벽을 사용함으로서, 가장 안쪽 로드의 구조는 대단히 단순화된다. 유지 밸브와 솔레노이드 밸브를 사용하는 유압 제어 시스템을 구성함으로서, 오직 단일 제어 밸브가 본 발명에 따른 신축 실린더의 작동을 제어하기 위해 필요로 하게 되었다.
그러므로 본 발명이 설명된 것을 볼 때, 동일한 발명이 다수의 방법으로 변경될 수도 있음이 명백하다. 이와 같은 변경 사항은 본 발명의 개념과 범주를 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 상기 기술 분야에 능숙한 이가 쉽게 알 수 있는 모든 이와 같은 변경 사항은 다음의 청구항의 범위 안에 포함되게 하고자 하였다.
상기 내용에 포함되어 있음

Claims (15)

  1. 최소 하나의 제 1 원격 실린더(1)와 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드(4)와 제 1 피스톤 헤드(6)를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더(1), 그리고 제 2 로드(8), 제 2 피스톤 헤드(10), 제 1 실린더(16)를 포함하는 상기 2차 원격 실린더(2)와;
    상기 제 2 로드(8)에 배치되고 상기 제 1 로드(4)의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드(6)와;
    상기 제 1 실린더(16)에 배치되고 상기 제 2 로드(8)의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 2 피스톤 헤드(10)와;
    내부 원통형 벽(51)과 외부 원통형 벽(52)을 포함하는 상기 제 2 로드(8), 상기 제 1 피스톤 헤드(6)를 통해 상기 제 1 로드(4) 내부로 신장하는 내부 원통형 벽(51), 제 1 통로(58)를 형성하는 내부 원통(54)과 외부 원통(56)을 갖는 외부 원통형 벽(52)와;
    제 1 실(30)을 형성하는 상기 내부 원통(54), 상기 제 1 로드(14), 그리고 상기 피스톤 헤드(6), 상기 제 1 실(30)과 상기 제 1 통로(58)사이에서 제 2 통로(32)를 포함하는 상기 내부 원통(54)와;
    제 2 실(36)을 형성하는 상기 외부 원통(56), 상기 제 2 피스톤 헤드(10), 그리고 상기 제 1 실린더(16), 상기 제 1 통로(58)와 상기 제 2 실(36)사이에서 제 3 통로(34)를 포함하는 상기 외부 원통(56); 그리고
    상기 제 1 실(30)과 통하는 제 4 통로(26)를 형성하는 상기 제 1 로드(14)와 상기 제 1 피스톤 헤드(16)를 포함하는 신축 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 로드(4)는 제 1 포트(22)를 제 1 로드의 제 2 단부에서 포함하고, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 단부의 반대되는 위치에 있으며, 그리고 상기 제 1 포트(22)는 상기 제 4 통로(26)와 통하는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 로드(8)와 상기 제 1 실린더(16)중 최소 하나를 선택적으로 수축시키도록 유압유(60, 63, 64)를 상기 제 1 포트(22)에 공급하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통로(32)가 상기 제 3 통로(34)보다 상기 제 2 피스톤 헤드(10)로부터 더 앞쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  5. 최소 하나의 제 1 원격 실린더(1)와 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드(4)와 제 1 피스톤 헤드(6)를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더(1), 그리고 제 2 로드(8), 제 2 피스톤 헤드(10), 제 1 실린더(16)를 포함하는 상기 2차 원격 실린더(2)와;
    제 1 및 제 2 단부를 가지고 제 1 , 제 2 그리고 제 3 통로(12, 14, 15)를 형성하는 상기 제 1 로드(4), 상기 제 1 통로(12)와 통하는 제 1 포트(18), 상기 제 2 통로(14)와 통하는 제 2 포트(20) 그리고 상기 제 3 통로(15)와 통하는 제 3 포트(22)를 갖는 상기 제 1 단부와;
    상기 제 1 로드(4)의 상기 제 2 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드(6), 상기 제 1 통로(12)와 통하는 제 4 통로(24), 상기 제 2 통로(14)와 통하는 제 5 통로(38) 그리고 상기 제 3 통로(15)와 통하는 제 6 통로(26)를 형성하는 상기 제 1 피스톤 헤드(6)와;
    내부 원통형 벽(51)과 외부 원통형 벽(52)를 갖는 상기 제 2 로드(8), 상기 제 3 통로(14) 내부로 신장하는 상기 내부 원통형 벽(51), 제 7 통로(58)를 형성하는 내부 및 외부 원통(54, 56)을 갖는 상기 외부 원통형 벽(52), 상기 제 1 로드(4)와 상기 내부 원통(54)가 제 1 실(30)을 형성하도록 상기 내부 원통(54) 내부에 배치되고 미끄럼 운동하는 상기 제 1 피스톤 헤드(6), 상기 제 6 통로(26)과 통하는 상기 제 1 실(30), 상기 제 1 실(30)과 상기 제 7 통로(58)와 통하는 제 8 통로(32)를 갖는 상기 내부 원통(54), 상기 제 7 통로(58)와 통하는 제 9 통로(34)를 갖는 상기 외부 원통(56)와;
    상기 제 2 로드(8)의 한쪽 단부에 배치되고 상기 내부 원통형 벽(51)을 거쳐 상기 제 3 통로(14)와 통하는 제 10 통로(42)를 형성하는 상기 제 2 피스톤 헤드(10), 상기 제 4 통로(24)와 통하는 제 2 실(28)을 형성하는 상기 제 1 및 제 2 피스톤 헤드(6, 10), 상기 내부 원통형 벽(51) 그리고 상기 내부 원통(54), 상기 제 1 실린더(16)와 상기 외부 원통(56)이 제 3 실(36)을 형성하고 상기 제 2 피스톤 헤드(10)와 상기 제 1 실린더(16)가 제 4 실(40)을 형성하도록 상기 제 1 실린더(36) 내부에 배치되는 상기 제 2 피스톤 헤드(10), 상기 제 9 통로(34)와 통하는 상기 제 3 실(36), 그리고 상기 제 10 통로(42)와 통하는 상기 제 4 실(40)을 포함하는 신축 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 8 통로(32)가 상기 제 9 통로(34)보다 상기 제 2 피스톤 헤드(10)로부터 더 앞쪽에 배치되는 것으로 특징으로 하는 신축 시스템
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 그리고 제 3 포트에 유압유를 선택적으로 공급하는 공급 장치(48, 50, 46, 44, 62, 60, 63, 64)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급 수단이
    상기 제 1 포트(18)에 연결되고 제 1 편향 입력부를 갖는 제 1 유지 밸브(48), 유압유가 상기 제 1 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 1 포트(18)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 1 포트(18)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 1 유지 밸브(48)와;
    상기 제 2 포트(20)에 연결되고 제 2 편향 입력부를 갖는 제 2 유지 밸브(50), 유압유가 상기 제 2 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 2 포트(20)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 2 포트(20)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 2 유지 밸브(50)와;
    상기 제 1 유지 밸브(48)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 1 솔레노이드 밸브(44)와;
    상기 제 2 유지 밸브(50)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 2 솔레노이드 밸브(46)와;
    상기 제 3 포트(72)와 상기 제 1 및 제 2 편향 입력부에 연결되는 제 1 라인; 그리고
    상기 제 1 라인, 상기 제 1 솔레노이드 밸브(44), 그리고 상기 제 2 솔레노이드 밸브(46)로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 제어 밸브(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 밸브(60)가 제 1 및 제 2 제어 포트, 상기 제 1 라인에 연결되는 상기 제 1 포트 그리고 상기 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)에 연결되는 상기 제 2 포트를 포함하고, 상기 제어 밸브가 상기 제 1 및 제 2 제어 포트로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  10. 최소 하나의 제 1 원격 실린더(1)와 제 2 원격 실린더를 포함하는 다단계 신축 실린더, 제 1 로드(4)와 제 1 피스톤 헤드(6)를 포함하는 상기 제 1 원격 실린더(1), 그리고 제 2 로드(8), 제 2 피스톤 헤드(10), 제 1 실린더(16)를 포함하는 상기 2차 원격 실린더(2)와;
    상기 제 2 로드(8)에 배치되고 상기 제 1 로드(4)의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 1 피스톤 헤드(6)와;
    상기 제 1 실린더(16)에 배치되고 상기 제 2 로드(8)의 제 1 단부에 연결되는 상기 제 2 피스톤 헤드(10)와;
    내부 원통형 벽(51)과 외부 원통형 벽(52)을 포함하는 상기 제 2 로드(8), 상기 제 1 피스톤 헤드(6)를 통해 상기 제 1 로드(4) 내부로 신장하는 내부 원통형 벽(51)와;
    제 1 실(30)을 형성하는 상기 제 1 로드(4), 상기 제 1 피스톤 헤드 그리고 상기 제 2 로드(8)와;
    제 2 실(28)을 형성하는 상기 제 1 피스톤 헤드(6), 상기 제 2 로드(8) 그리고 상기 제 2 피스톤 헤드(10)와;
    제 3 실(36)을 형성하는 상기 제 2 로드(8), 상기 제 2 피스톤 헤드(10) 그리고 상기 제 1 실린더(16)와;
    제 4 실(40)을 형성하는 상기 제 2 피스톤 헤드(10)와 상기 제 1 실린더(16)와;
    상기 제 2 실(28)과 통하는 제 1 포트(18), 상기 제 4 실(46)과 통하는 제 2 포트(20), 그리고 상기 제 1 및 제 3 실(30, 36)과 통하는 제 3 포트(22)를 포함하는 상기 제 1 로드의 상기 제 1 단부의 반대쪽에 위치하는 상기 제 1 로드(4)의 제 2 단부와;
    상기 제 1 포트(18)에 연결되고 제 1 편향 입력부를 갖는 제 1 유지 밸브(48), 유압유가 상기 제 1 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 1 포트(18)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 1 포트(18)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 1 유지 밸브(48)와;
    상기 제 2 포트(20)에 연결되고 제 2 편향 입력부를 갖는 제 2 유지 밸브(50), 유압유가 상기 제 2 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 2 포트(20)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 2 포트(20)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 2 유지 밸브(50)와;
    상기 제 1 유지 밸브(48)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 1 솔레노이드 밸브(44)와;
    상기 제 2 유지 밸브(50)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 2 솔레노이드 밸브(46)와;
    상기 제 3 포트(72)와 상기 제 1 및 제 2 편향 입력부에 연결되는 제 1 라인; 그리고
    상기 제 1 라인, 상기 제 1 솔레노이드 밸브(44), 그리고 상기 제 2 솔레노이드 밸브(46)로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 제어 밸브(60)를 포함하는 신축 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 밸브(60)가 제 1 및 제 2 제어 포트, 상기 제 1 라인에 연결된 상기 제 1 포트, 상기 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)에 연결되는 제 2 포트를 포함하고, 상기 제어 밸브(60)가 상기 제 1 및 제 2 제어 포트로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
  12. 제 1 실린더(16)와 상기 제 1 실린더(16)에 포개어지는 제 2 실린더(8, 10)를 포함하는 제 1 유압 모터(2), 상기 제 1 유압 모터(2)의 유압유 통로를 형성하는 이중 원통 외부 벽(52)을 갖는 상기 제 2 실린더(8, 10); 그리고
    상기 제 2 실린더(8, 10)와 상기 제 2 실린더(8, 10)에 배치된 피스톤(4, 6)을 포함하는 제 2 유압 모터(1)를 포함하는 신축 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제 1 신장실(40)과 제 1 수축실(36)을 포함하는 상기 제 1 유압 모터(2), 상기 제 1 신장실(40)의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더(8, 10)에 대해 신장하는 상기 제 1 실린더(16), 그리고 상기 제 2 수축실(36)의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더(8, 10)에 대해 수축하는 상기 제 1 실린더(16)와;
    제 2 신장실(28)과 제 2 수축실(30)을 포함하는 상기 제 2 유압 모터(1), 상기 제 2 신장실(28)의 체적이 증가할 때 상기 피스톤(4, 6)에 대해 신장하는 제 2 실린더(8, 10), 그리고 상기 제 2 수축실(30)의 체적이 증가할 때 상기 피스톤(4, 6)에 대해 수축하는 제 2 실린더(8, 10); 그리고
    상기 제 1 및 제 2 수축실(36, 38)사이에 유압유 통로를 형성하는 상기 제 2 실린더(8, 10)의 상기 이중 원통(52)을 특징으로 하는 신축 시스템.
  14. 제 1 실린더(16)와 상기 제 1 실린더(16)에 포개어지는 제 2 실린더(8, 10)를 포함하는 제 1 유압 모터(2), 제 1 신장실(40)과 제 1 수축실(36)을 포함하는 상기 제 1 유압 모터(2), 상기 제 1 신장실(40)의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더(8, 10)에 대해 신장하는 상기 제 1 실린더(16), 그리고 상기 제 2 수축실(36)의 체적이 증가할 때 상기 제 2 실린더(8, 10)에 대해 수축하는 상기 제 1 실린더(16)와;
    상기 제 2 실린더(8, 10)와 상기 제 2 실린더(8, 10)에 배치된 피스톤(4, 6)을 포함하는 제 2 유압 모터(1), 제 2 신장실(28)과 제 2 수축실(30)을 포함하는 상기 제 2 유압 모터(1), 상기 제 2 신장실(28)의 체적이 증가할 때 상기 피스톤(4, 6)에 대해 신장하는 제 2 실린더(8, 10), 그리고 상기 제 2 수축실(30)의 체적이 증가할 때 상기 피스톤(4, 6)에 대해 수축하는 제 2 실린더(8, 10)와;
    상기 제 2 신장실(28)과 통하고 제 1 편향 입력부를 갖는 제 1 유지 밸브(48), 유압유가 상기 제 1 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 2 신장실(28)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 2 신장실(28)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 1 유지 밸브(48)와;
    상기 제 1 신장실(30)과 통하고 제 2 편향 입력부를 갖는 제 2 유지 밸브(50), 유압유가 상기 제 2 편향 입력부에 유입될 때 유압유가 상기 제 1 신장실(30)로 자유로이 진입하게 하고 유압유가 상기 제 1 신장실(30)로부터 빠져나갈 수 있게 하는 상기 제 2 유지 밸브(50)와;
    상기 제 1 유지 밸브(48)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 1 솔레노이드 밸브(44)와;
    상기 제 2 유지 밸브(50)에 유압유를 선택적으로 공급하는 제 2 솔레노이드 밸브(46)와;
    상기 제 1 및 제 2 수축실(32, 36)과 상기 제 1 및 제 2 편향 입력부에 텅하는 제 1 라인; 그리고
    상기 제 1 라인, 상기 제 1 솔레노이드 밸브(44), 그리고 상기 제 2 솔레노이드 밸브(46)로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 제어 밸브(60)를 포함하는 신축 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 밸브(60)가 제 1 및 제 2 제어 포트, 상기 제 1 라인에 연결되는 상기 제 1 포트 그리고 상기 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(44, 46)에 연결되는 상기 제 2 포트를 포함하고, 상기 제어 밸브(60)가 상기 제 1 및 제 2 제어 포트로 유압유를 선택적으로 공급하고 이들로부터 유압유를 선택적으로 방출시키는 것을 특징으로 하는 신축 시스템.
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