KR20000007843U - 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 콘크리트 펌프차량에 장착되는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 관한 것으로, 유압실린더와, 한 쌍의 인터로크밸브(20)로 이루어지되, 인터로크밸브(20)는 유압제어 체크밸브(22,32), 릴리프밸브(23,33), 파이로트밸브(21,31)로 구성되는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 있어서, 상기 인터로크밸브(20,30)의 파이로트밸브(21,31)는 카운터 밸런스밸브(24,34)와 댐핑밸브(25,35)로 이루어지되, 댐핑밸브(25,35)는, 댐핑 오리피스(25a,35a), 일방향 체크밸브(25b,35b), 유압제어 체크밸브(25c,35c)로 구성되는 구조로 되어, 댐핑기능이 향상되어, 1단 붐의 절첩 작동이 유연하게 이루어지면서, 작동 초기에 발생되는 충격이 방지되도록 된 것이다.

Description

인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더
본 고안은 콘크리트 펌프차량에 장착되는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 관한 것으로, 특히 인터로크밸브의 댐핑기능이 향상되어, 1단 붐의 절첩 작동이 유연하게 이루어지면서, 작동 초기에 발생되는 충격이 방지되도록 된 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 콘크리트 펌프차량은 다수의 붐과, 각각의 붐들을 절첩시키는 다수의 붐 실린더가 장착되는데, 특히 1단 붐 실린더는 안전성이 보다 중요시되므로(가장 큰 하중이 가해지므로) 인터로크밸브를 구비한 붐 실린더를 사용하는 것이 일반적이다.
도 8 및 도 9는 종래 기술에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면인 바, 이에 따르면 종래 1단 붐 실린더는, 유압실린더와, 한 쌍의 인터로크밸브(20)로 이루어지되, 유압실린더는, 양 선단측 외주부에 제1·2포트(15,16)가 구비되면서 개구부에 피스톤로드 커버(14)가 구비된 실린더(11), 피스톤로드 커버(14)에 관통 삽입되는 피스톤로드(13), 피스톤로드(13)측 선단 외주부에 유압매체 안내홈(12a)이 형성되어 피스톤로드(13)와 연결되면서 실린더(11)내에 이동 가능하게 안착되는 피스톤(12)으로 구성되고, 인터로크밸브(20)는, 공급되는 유압매체의 압력을 조절하면서 역류를 방지하는 유압제어 체크밸브(22,32), 공급 또는 리턴되는 유압매체가 과압일 경우 일부 유압매체를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(23,33), 유압매체의 리턴시 리턴되는 유압매체를 외부 유압라인으로 선택적으로 배출시키는 파이로트밸브(21,31)로 구성되는데, 인터로크밸브(20,30)의 파이로트밸브(21,31)는 ON/OFF형 체크밸브(211,311)와 댐핑밸브(212,312)로 이루어지고, 댐핑밸브(212,312)는 유압제어 체크밸브(212a,312a), 댐핑 오리피스(212b,312b)로 구성된다. 여기서 상기 실린더(11)의 헤드측 연결부는 1단 붐(2 ; 도 8 참조)에 연결되고, 피스톤로드(13)의 연결부는 차체에 연결된다.
한편, 상기 도 8은 헤드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면이고, 상기 도 9는 로드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면인 바, 이를 참조로 하여 종래 1단 붐 실린더의 작동을 이하 상세히 설명한다.
도 8은 1단 붐(2)을 펼칠 시의 유압매체의 흐름이 도시되어 있는데, 이를 상세히 설명하면, 고압의 압력매체가 외부 유압라인으로부터 헤드측 인터로크밸브(20)로 공급되면, 헤드측 ON/OFF형 체크밸브(211)가 배압에 의해 OFF되어, 헤드측 인터로크밸브(20) 내에 유입된 압력매체가 유압제어 체크밸브(22)를 통해 실린더(11)의 제2포트(16)로 공급되면서, 파이로트라인(41)으로 동일한 압력하의 압력매체가 로드측 인터로크밸브(30)의 댐핑밸브(312)를 구성하는 유압제어 체크밸브(312a)를 통해 ON/OFF형 체크밸브(311)에 전달되어 ON/OFF형 체크밸브(311)가 ON으로 전환되므로, 피스톤(12)이 로드측으로 이동된다. 이와 같이 피스톤(12)이 로드측으로 이동되면, 로드측 실린더(11)내의 압력매체가 제1포트(15)를 통해 로드측 인터로크밸브(30)로 유출되고, 로드측 인터로크밸브(30) 내로 유입된 리턴 압력매체는 ON/OFF형 체크밸브(311)를 통하여 외부 유압라인으로 배출되는데, 공급 또는 리턴되는 압력매체가 기준 압력 이상인 경우에는 릴리프밸브(23,33)가 ON되어 드레인라인을 통해 유압매체의 일부가 외부로 배출된다.
도 9는 1단 붐(2)을 접을 시의 유압매체의 흐름이 도시되어 있는데, 이를 상세히 설명하면, 고압의 압력매체가 외부 유압라인으로부터 로드측 인터로크밸브(20)로 공급되면, 로드측 ON/OFF형 체크밸브(311)가 배압에 의해 OFF되어, 로드측 인터로크밸브(30) 내에 유입된 압력매체가 유압제어 체크밸브(32)를 통해 실린더(11)의 제1포트(15)로 공급되면서, 파이로트라인(42)으로 동일한 압력하의 압력매체가 헤드측 인터로크밸브(20)의 댐핑밸브(212)를 구성하는 유압제어 체크밸브(212a)를 통해 ON/OFF형 체크밸브(211)에 전달되어 ON/OFF형 체크밸브(211)가 ON으로 전환되므로, 피스톤(12)이 헤드측으로 이동된다. 이와 같이 피스톤(12)이 헤드측으로 이동되면, 헤드측 실린더(11)내의 압력매체가 제2포트(16)를 통해 헤드측 인터로크밸브(20)로 유출되고, 헤드측 인터로크밸브(20) 내로 유입된 리턴 압력매체는 ON/OFF형 체크밸브(211)를 통하여 외부 유압라인으로 배출된다.
한편, 붐의 자중이 헤드측에서 로드측으로 가해지는 구조상의 문제로 인하여, 헤드측 인터로크밸브(20)로 고압의 압력매체가 공급되는 경우, 헤드측 인터로크밸브(20)로 공급되는 압력매체의 압력이 로드측 인터로크밸브(30)로 공급되는 압력매체의 압력보다 크게 작용되므로, 로드측 인터로크밸브(30)를 통해 리턴되는 압력매체의 압력이 일정하게 유지않는 상태에서 헤드측 인터로크밸브(20로 공급되는 압력매체의 압력이 순간적으로 고압에서 저압으로 변동되면, 피스톤(12)이 순간적으로 급격하게 로드측으로 이동되어 충격이 발생된다.
또한, 로드측 인터로크밸브(30)로 고압의 압력매체가 공급되는 경우, 압력매체의 공급 유량이 일정하게 제어되지 않으면 상기 붐의 하중에 의해 피스톤(12)의 이동이 급속하게 변동되어 충격이 발생된다.
따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 리턴되는 유압매체의 급속한 배출을 억제한 유압제어 체크밸브(39a)와, 공급되는 유압매체의 유량이 일정하게 유지되도록 하는 비조절형 오리피스(39b) 및 릴리프밸브(39c)로 구성된 유량제어밸브(39)를 로드측 인터로크밸브(30)에 보강시켜 상기 문제가 해소되도록 하고 있다.
그러나, 상기 종래 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더는, 앞서 설명한 바와 같이 파이로트밸브(21,31)가 급격하게 ON/OFF 전환되는 ON/OFF형 체크밸브(211,311)와, 유압제어 체크밸브(212a,312a), 댐핑 오리피스(212b,312b)로 구성된 댐핑밸브(212)로 구성되어, 배압에 의해 파이로트라인(41,42)으로 고압의 유압매체가 리턴되는 경우에 ON/OFF형 체크밸브(211,311)가 급속하게 OFF되므로, 1단 붐(2)의 절첩시 초기 상태에서 피스톤(12)이 급격히 이동되어 충격이 발생되는데, 이와 같이 충격이 발생되면 도 7에 도시된 바와 같이 붐 구조물이 상하로 요동되거나, 차체 후방이 상하 요동되므로, 콘크리트 펌프트럭(1)의 전체 구조물에 충격이 발생된다.
한편, 도 10은 도 8의 Y부를 확대 도시한 도면인 바, 이에 따르면, 피스톤로드(13)측 선단 외주부에 유압매체 안내홈(12a)이 형성되되, 경사면을 이루는 삼각형태를 이루고 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 1단 붐(2)이 완전히 펼쳐진 상태인 경우에는, 로드측 인터로크밸브(30)로 고압의 압력매질이 공급되어 제1포트(15)로 압력매질이 유입되더라도 피스톤(12)을 미는 힘이 작게 작용되므로, 유압제어 체크밸브(32)와 피스톤(12) 사이의 압력매질의 압력이 순간적으로 상승되어 정지 상태의 피스톤(12)이 헤드측으로 급격하게 초기 이동됨에 따라 충격이 발생되는 문제가 있었다.
이에 본 고안은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 인터로크밸브의 댐핑기능이 향상되어, 1단 붐의 절첩 작동이 유연하게 이루어지면서, 작동 초기에 발생되는 충격이 방지되도록 하는 인터로크밸브를 갖춘 1단 붐 실린더를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면으로서, 헤드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 고안에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면으로서, 로드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 고안에 따른 1단 붐 실린더의 인터로크밸브에서의 압류그래프,
도 4는 도 2의 X를 확대 도시한 도면,
도 5는 도 4의 대응도로서, 다른 일예도,
도 6은 도 4의 대응도로서, 또 다른 일예도,
도 7은 콘크리트 펌프트럭을 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 종래 기술에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면으로서, 헤드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면,
도 9는 종래 기술에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면으로서, 로드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면,
도 10은 도 8의 Y를 확대 도시한 도면으로서, 도 4 및 도 5에 대한 대응도이다.
1 ; 콘크리트 펌프트럭, 2 ; 1단 붐,
3 ; 2단 붐, 4 ; 3단 붐,
5 ; 4단 붐, 6 ; 엔드 호스,
7 ; 4단 붐 실린더, 8 ; 3단 붐 실린더,
9 ; 2단 붐 실린더, 10 ; 1단 붐 실린더,
11 ; 실린더, 12 ; 피스톤,
12a ; 유압매체 안내홈, 12b ; 보강홈,
13 ; 피스톤로드, 14 ; 피스톤로드 커버,
14a ; 유압매체 안내홈, 15 ; 제1포트,
16 ; 제2포트, 20 ; 헤드측 인터로크밸브,
21,31 ; 파이로트밸브, 22,32 ; 유압제어 체크밸브,
23,33 ; 릴리프밸브, 24,34 ; 카운터 밸런스밸브,
25,35 ;댐핑밸브, 25a,35a ; 댐핑 오리피스,
25b,35b ; 일방향 체크밸브, 25c,35c ; 유압제어 체크밸브,
26,36 ; 오리피스 홀, 27,37 ; 외란 오리피스,
28,38 ; 필터, 41,42 ; 파이로트라인.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 유압실린더와, 한 쌍의 인터로크밸브로 이루어지되, 유압실린더는, 양 선단측 외주부에 제1·2포트가 구비되면서 개구부에 피스톤로드 커버가 구비된 실린더, 피스톤로드 커버에 관통 삽입되는 피스톤로드, 피스톤로드측 선단 외주부에 유압매체 안내홈이 형성되어 피스톤로드와 연결되면서 실린더내에 이동 가능하게 안착되는 피스톤으로 구성되고, 인터로크밸브는, 공급되는 유압매체의 압력을 조절하면서 역류를 방지하는 유압제어 체크밸브, 공급 또는 리턴되는 유압매체가 과압일 경우 일부 유압매체를 외부로 배출시키는 릴리프밸브, 유압매체의 리턴시 리턴되는 유압매체를 외부 유압라인으로 선택적으로 배출시키는 파이로트밸브로 구성되는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 있어서, 상기 인터로크밸브의 파이로트밸브는 ON/OFF 전환이 유연하게 이루어지는 카운터 밸런스밸브와 댐핑밸브로 이루어지되, 댐핑밸브는, 댐핑 오리피스, 일방향 체크밸브, 유압제어 체크밸브로 구성되는 구조로 되어 있다.
이하 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거하여 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 고안에 따른 1단 붐 실린더를 도시한 도면으로서, 도 1은 헤드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 로드측 인터로크밸브로 유압매체가 공급되는 초기 상태를 도시한 도면인 바, 우선 본 고안에 따른 1단 붐 실린더의 구조를 설명하면, 유압실린더와, 한 쌍의 인터로크밸브(20)로 1단 붐 실린더가 이루어지는데, 유압실린더는, 양 선단측 외주부에 제1·2포트(15,16)가 구비되면서 개구부에 피스톤로드 커버(14)가 구비된 실린더(11), 피스톤로드 커버(14)에 관통 삽입되는 피스톤로드(13), 피스톤로드(13)측 선단 외주부에 유압매체 안내홈(12a)이 형성되어 피스톤로드(13)와 연결되면서 실린더(11)내에 이동 가능하게 안착되는 피스톤(12)으로 구성되고, 인터로크밸브(20)는, 공급되는 유압매체의 압력을 조절하면서 역류를 방지하는 유압제어 체크밸브(22,32), 공급 또는 리턴되는 유압매체가 과압일 경우 일부 유압매체를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(23,33), 유압매체의 리턴시 리턴되는 유압매체를 외부 유압라인으로 선택적으로 배출시키는 파이로트밸브(21,31)로 구성된다. 상기 인터로크밸브(20,30)의 파이로트밸브(21,31)는 카운터 밸런스밸브(24,34)와 댐핑밸브(25,35)로 이루어지되, 댐핑밸브(25,35)는, 댐핑 오리피스(25a,35a), 일방향 체크밸브(25b,35b), 유압제어 체크밸브(25c,35c)로 구성된다.
도 1은 1단 붐(2)을 펼칠 시의 유압매체의 흐름이 도시되어 있는데, 이를 상세히 설명하면, 고압의 압력매체가 외부 유압라인으로부터 헤드측 인터로크밸브(20)로 공급되면, 헤드측 카운터밸런스밸브(24)가 배압에 의해 점진적으로 유연하게 OFF로 전환되어, 헤드측 인터로크밸브(20) 내에 유입된 압력매체가 유압제어 체크밸브(22)를 통해 실린더(11)의 제2포트(16)로 공급되면서, 파이로트라인(41)으로 동일한 압력하의 압력매체가 로드측 인터로크밸브(30)의 댐핑밸브(312)를 구성하는 일방향 체크밸브(35b)를 통해 카운터밸런스밸브(34)에 전달되어 카운터밸런스밸브(34)가 점진적으로 유연하게 ON으로 전환되므로, 피스톤(12)이 로드측으로 이동된다. 이와 같이 피스톤(12)이 로드측으로 이동되면, 로드측 실린더(11)내의 압력매체가 제1포트(15)를 통해 로드측 인터로크밸브(30)로 유출되고, 로드측 인터로크밸브(30) 내로 유입된 리턴 압력매체는 카운터밸런스밸브(34)를 통하여 외부 유압라인으로 배출되는데, 상기 헤드측 인터로크밸브(20)의 카운터밸런스밸브(24)와 로드측 인터로크밸브(30)의 카운터밸런스밸브(24)의 ON/OFF 전환이 점진적으로 유연하게 이루어지므로, 피스톤(12)의 초기 이동이 서서히 진행되어, 1단 붐(2)의 접철 작동이 유연하게 이루어지면서, 초기 작동시 발생되는 충격이 방지된다.
한편, 1단 붐(2)을 접을 시의 유압매체의 흐름에 따른 작동 상태는 상기 도 1에 도시된 작동의 역으로 진행되므로, 이에 대한 설명은 도 2로 대신 한다.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 댐핑밸브(25,35)의 파이로트라인(41,42)에 필터(38)를 설치하고, 댐핑밸브(25,35)와 필터(38) 사이에 오리피스 홀(26,36)을 설치하며, 댐핑밸브(25,35)와 오리피스 홀(26,36) 사이에 드레인라인을 설치하고, 이 드레인라인에 외란 오리피스(27,37)를 설치하면, 댐핑기능이 보다 향상되는데, 이러한 1단 붐 실린더는 대형 콘크리트 펌프차량에 장착하는 경우 유리하다.
도 3은 본 고안에 따른 1단 붐 실린더의 인터로크밸브에서의 압류그래프인 바, 이에 따르면, 파이로트라인(41,42)을 통해 입력되는 초기 상태의 유압매질의 압력(Psta ; 도 2 참조)은 도시된 바와 같이 압력편차가 크게 발생되지만, 오리피스 홀(26,36)과 외란 오리피스(27,37)을 통과한 후의 압력(Pd ; 도 2 참조)은 Psta에 비해 압력편차가 크게 감소되고, 댐핑펌프(25,35)를 통과한 후의 압력, 즉 카운터 밸런스밸브(24,34)에 가해지는 압력(Pstk)은 Pd 보다도 압력편차가 더욱 감소되어 거의 일정한 압력으로 유지된다. 따라서, 피스톤(12)의 이동이 점진적으로 유연하게 이루어짐을 알 수 있다.
한편, 도 4는 도 2의 X를 확대 도시한 도면인 바, 이에 따르면, 피스톤로드(13)측 선단 외주부에 유압매체 안내홈(12a)이 형성되되, 직사각형태를 이루고 있어서, 종래 보다 피스톤(12)을 헤드측으로 미는 힘이 크게 작용되므로, 도 9에 도시된 바와 같이 1단 붐(2)이 완전히 펼쳐진 상태인 경우, 로드측 인터로크밸브(30)로 고압의 압력매질이 공급되어 제1포트(15)로 압력매질이 유입되면, 종래 기술에 비하여 체크밸브(32)와 피스톤(12) 사이의 압력매질의 압력이 순간적으로 상승되기 이전에 정지 상태의 피스톤(12)이 헤드측으로 이동되므로, 급격한 초기 이동에 의한 충격발생이 억제된다.
도 5는 도 4의 대응도로서, 다른 일예도인 바, 이에 따르면, 상기 유압매체 안내홈(12a)에 수직방향의 길이가 확대된 직사각형태의 보강홈(12b)이 연통되게 형성되어, 유압매체의 유입량이 증가되고 작용면적도 증가되어 급격한 피스톤의 초기이동이 보다 억제된다.
도 6은 도 4의 대응도로서, 또 다른 일예도인 바, 이에 따르면, 상기 유압매체 안내홈(12a)과 연통되는 유압매체 안내홈(14a)이 피스톤로드 커버(14)에 형성되므로, 유압매체의 유입량이 증가 되어 급격한 피스톤의 초기 이동이 보다 억제된다.
이상 상기한 바와 같은 본 고안에 따르면, 종래 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 있어서, 인터로크밸브의 파이로트밸브가 카운터 밸런스밸브와 댐핑밸브로 이루어지되, 댐핑밸브는 댐핑 오리피스, 일방향 체크밸브, 유압제어 체크밸브로 구성되어, 댐핑기능이 크게 향상되므로, 1단 붐의 절첩 작동이 유연하게 이루어지면서, 작동 초기에 발생되는 충격이 방지되는 효과가 있다.
본 고안은 상기에서 설명된 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경 실시될 수 있다.

Claims (5)

  1. 유압실린더와, 한 쌍의 인터로크밸브(20)로 이루어지되, 유압실린더는, 양 선단측 외주부에 제1·2포트(15,16)가 구비되면서 개구부에 피스톤로드 커버(14)가 구비된 실린더(11), 피스톤로드 커버(14)에 관통 삽입되는 피스톤로드(13), 피스톤로드(13)측 선단 외주부에 유압매체 안내홈(12a)이 형성되어 피스톤로드(13)와 연결되면서 실린더(11)내에 이동 가능하게 안착되는 피스톤(12)으로 구성되고, 인터로크밸브(20)는, 공급되는 유압매체의 압력을 조절하면서 역류를 방지하는 유압제어 체크밸브(22,32), 공급 또는 리턴되는 유압매체가 과압일 경우 일부 유압매체를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(23,33), 유압매체의 리턴시 리턴되는 유압매체를 외부 유압라인으로 선택적으로 배출시키는 파이로트밸브(21,31)로 구성되는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더에 있어서,
    상기 인터로크밸브(20,30)의 파이로트밸브(21,31)는 카운터 밸런스밸브(24,34)와 댐핑밸브(25,35)로 이루어지되, 댐핑밸브(25,35)는, 댐핑 오리피스(25a,35a), 일방향 체크밸브(25b,35b), 유압제어 체크밸브(25c,35c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 댐핑밸브(25,35)의 파이로트라인(41,42)에 필터(38)가 구비되고, 댐핑밸브(25,35)와 필터(38) 사이에 오리피스 홀(26,36)이 구비되며, 댐핑밸브(25,35)와 오리피스 홀(26,36) 사이에 드레인라인이 구비되고, 이 드레인라인에 외란 오리피스(27,37)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더.
  3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서, 상기 피스톤(12)의 유압매체 안내홈(12a)이 직사각형태를 이루는 것을 특징으로 하는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 유압매체 안내홈(12a)에 수직방향의 길이가 확대된 직사각형태의 보강홈(12b)이 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 유압매체 안내홈(12a)과 연통되는 유압매체 안내홈(14a)이 피스톤로드 커버(14)에 형성되는 것을 특징으로 하는 인터로크밸브를 구비한 1단 붐 실린더.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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