KR20020030792A - 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛 - Google Patents

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KR20020030792A
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루이기 델레
안드레아스 쉬렘프
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추후기재
비투루 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 유압식 승강기를 위한 제어밸브장치(28)와 관련된다. 상기 제어밸브장치는 승강기 차를 동작시키는 리프팅 실린더로부터의, 또는 리프팅 실린더로부터 탱크로의 유압 오일의 흐름을 제어하는 기능을 하는 두 개의 제어밸브(5, 15)로 구성된다. 승강기 차가 상승할 때는, 전기 모터에 의해 구동되는 펌프에 의해 제어밸브유닛(28)을 통해 탱크로부터 리프팅 실린더로 유압 오일이 전달된다. 승강기 차가 하강할 때는, 펌프의 작동 없이 제어밸브유닛(28)을 통해 유압 오일이 탱크로 흐른다. 본 발명에 따르면, 승강기 차의 상승 및 하강 운동을 제어하는 각각의 경우에 제어밸브유닛(28)에서 하나의 제어밸브(control valve)(5, 15)가 제공된다. 그리고 상기 밸브 각각은 역류방지밸브(return valve)와 비례 밸브(proportional valve)로써 동시에 작동한다. 유동 제한 부재(35; 55)는 제어밸브(5, 15)의 각각에 제공된다. 그리고 밸브 시트(36; 56)에 대하여 움직이는 것이 가능하다. 이 경우에 한편으로는 회복 스프링(readjusting spring)(37, 57)이, 다른 한편으로는 릴레이밸브(relay valve)(5V;15V)가 유동 제한 부재(35; 55)에 따라서 작동한다. 그리고, 각각의 스프링이나 밸브가 전기적으로 구동될 수 있는 비례 자석(5M; 15M)에 의해 구동되는 것이 가능하다. 제어밸브유닛(28)이 이렇게 해서 아주 간결하게 구성이 되고 이에 상응하여 효율적인 원가로 생산될 수 있다. 다른 어떤 적응 부재가 필요하지 아니하다는 것이 특히 장점이다.

Description

유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛{VALVE CONTROL UNIT FOR A HYDRAULIC ELEVATOR}
상기 제어밸브유닛은 직접적으로나 간접적으로 승강기 차량을 운전하기 위해 펌프 및/또는 탱크 그리고 구동 실린더간에 유압 오일 유동에 영향을 주기 위해 사용된다.
청구항 제 1항의 전문에서 언급된 형태의 제어밸브유닛은 미국특허 제5,040,639호에 의하여 알려져 있다. 상기 장치는 세 개의 파일럿제어밸브(pilot control valve)와, 열린 상태가 위치 센서(position indicator)에 의해 감시되는 역류방지밸브(non-return valve)로 이루어져 있다. 또한, 고정된 초크들 측면에는 몇몇의 조절 부재가 구비되어 있다.
유럽특허 제EP-A2-0 964 163호에는 상당히 더 복잡한 구조를 갖는 유사한 제어밸브유닛이 공개되어 있는데, 그 제어밸브유닛에는 4개의 주요 제어밸브들과 3개의 파일럿밸브들뿐만 아니라 일련의 기계적인 조정 부재들이 포함되어 있다.
본 발명은 청구항 제 1항의 전문에 언급된 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛에 관한 것이다.
도 1은 유압식 승강기를 제어하기 위한 구성과 함께 유압식 승강기의 블록 선도를 도시하고 있다.
도 2는 제어밸브유닛의 개략도를 도시하고 있다.
도 3은 유압식 승강기의 상승운동을 위한 구동상태의 제어밸브유닛을 도시하고 있다.
도 4는 도 3과 동일한 장치로서, 하강운동을 위한 구동상태의 제어밸브유닛을 도시하고 있다.
도 5는 대향 피스톤(opposed piston)과 체크 로드(check rod)와 함께 유동 제한 부재(flow restrictor)를 도시하고 있다.
도 6은 대향 피스톤의 변형 실시예를 도시하고 있다.
도 7은 대향 피스톤을 세부적으로 도시하고 있다.
도 8a 내지 8d는 유동 수축 밸브의 변형 실시예들을 도시하고 있다.
도 9a 내지 9b는 변위 제한 부재의 변형 실시예들을 도시하고 있다.
도 10은 피스톤을 세부적으로 도시하고 있다.
도 11은 유동 수축 밸브의 겉 표면을 도시하고 있다.
도 12a 및 도 12b는 유동 수축 밸브의 단면을 도시하고 있다.
도 13은 특별히 설계된 유동 수축 밸브의 개구부의 형상을 보여주고 있다.
본 발명의 목적은 간단한 구조를 가지며 조정 부재가 없어도 유지되는 제어밸브유닛을 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면 생산단가를 낮출 수 있고, 시동 단계에서 시간이 많이 걸리는 조정이 필요 없게 된다. 앞에 언급된 목적은 발명에 따라 청구항 제 1항의 특징에 의해 달성될 수 있다. 바람직한 발전들이 종속항에 의해 이루어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1에서 부재번호 1은 리프팅 피스톤(lifting piston)(2)에 의해 움직일 수 있는 유압식 승강기의 승강기 차(elevator cabin)(1)를 가리킨다. 리프팅 피스톤(2)은 리프팅 실린더(3)와 함께 공지의 유압식 구동장치를 구성한다. 실린더 라인(cylinder line)(4)은 유압식 구동장치에 연결되어 있고 상기 실린더 라인(4)을 통해 유압 오일이 이송된다. 실린더 라인(4)은 또한 제1 제어밸브(5)에 연결되어 있는데, 상기 제1 제어밸브(5)는 적어도 비례 밸브와 역류방지밸브의 기능을 함께 지니고 있으므로, 상기 제1 제어밸브(5)가 어떻게 구동되는지에 따라, 비례 밸브로써 또는 역류방지밸브로써 작용한다. 상기 제1 제어밸브(5)가 어떻게 구동되는지를 좀 더 설명하면, 비례 밸브 작용은 메인 밸브와 파일럿밸브를 이용한 공지의방법으로 얻을 수 있는데, 파일럿밸브는 예를 들어 비례 자석(proportional magnet)과 같은 전기 구동장치에 의해 구동된다. 폐쇄된 역류방지밸브는 승강기 차(1)가 각각의 위치에서 멈춰있도록 한다.
제1 제어밸브(5)는 펌프 라인(8)을 따라 펌프(10)로 연결되는데 유압 오일은 이것을 통해 탱크(11)로부터 유압 구동장치로 이송된다. 상기 펌프 라인(18)에는 압력 맥동 댐퍼(pressure pulsation damper)(9)가 구비될 수 있다. 펌프(10)는 전기 모터(12)에 의해 구동되며, 상기 전기 모터(12)에는 전류 공급부(13)가 연결되어 있다. Pp는 펌프 라인(8)에서의 압력이다.
제1 제어밸브(5)와 탱크(11)의 사이에는 유압 오일을 통하게 하는 다른 라인, 즉 리턴라인(return line)(14)이 구비되어 있는데, 상기 리턴라인(14)에는 제2 제어밸브(15)가 구비되어 있다. 압력 Pp가 특정된 경계값을 넘으면, 제2 제어밸브(15)는 펌프(10)로부터 탱크(11)로 유압 오일이 저항 없이 귀환하도록 한다. 따라서 압력 Pp는 실질적으로 상기 경계값을 넘을 수 없게 된다. 상기 경계값은 전기적인 신호에 의해 바뀔 수 있으므로, 상기 제2 제어밸브(15)는 공지의 비례 밸브와 유사한 방법으로 압력을 조절하는 기능을 할 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위해서는 비례 밸브의 경우와 같이, 전기로 작동되는 비례 자석에 의해 구동되는 메인 밸브와 파일럿밸브를 이용하는 것이 가능하다.
상기 실린더 라인(4) 내에는, 제1 측정 라인(19)을 통하여 제어장치(20)에 연결되는 하중압력센서(18)가 제1 제어밸브(5)에 직접 구비되거나 바람직하게는제1 제어밸브(5)의 대응 연결부에 직접 구비된다. 상기 유압 승강기를 작동시키는데 기여하는 상기 제어장치(20)는 상기 실린더 라인(4)에서의 압력 Pz를 감지할 수 있다. 승강기 차(1)가 멈춰있을 때, 압력 Pz는 승강기 차(1)의 하중을 나타낸다. 압력 Pz의 도움으로 승강기의 작동 상태를 제어하고 조정하며 작동 상태를 결정하는 것이 가능하다. 제어장치(20)는 또한 여러 개의 제어 유닛과 조정 유닛으로 구성될 수 있다.
실린더 라인(4)에는 온도 센서(21)가 구비되는 것이 바람직한데, 상기 온도 센서(21)는 제1 제어밸브(5)의 대응 연결부 또는 제1 제어밸브(5)에 직접 구비되는 것이 바람직하다. 상기 온도 센서(21)는 제2 측정 라인(22)을 통하여 제어장치(20)에 연결된다. 유압 오일은 점성을 가지는데 점성은 대개 온도에 따라 변화하기 때문에, 유압 오일의 온도를 제어와 조정 작동의 파라미터(parameter)로 삼는다면 유압 승강기의 제어와 조정은 상당히 개선될 수 있다.
다른 압력 센서, 즉 펌프 압력 센서(23)가 구비되는 것이 바람직한데, 상기 펌프 압력 센서(23)는 펌프 라인(8)에서의 압력 Pp를 감지하고, 제1 제어밸브(5)에서의 펌프 라인(8)의 대응 연결부위에 직접 구비되는 것이 바람직하다. 상기 펌프 압력 센서(23)는 측정된 값을 다른 측정 라인(24)을 통하여 제어장치(20)로 전달한다.
제1 제어라인(25)은 제어장치(20)로부터 제1 제어밸브(5)까지를 연결한다. 그에 따라 상기 제1 제어밸브(5)가 제어장치(20)에 의하여 전기적으로 제어될 수있게 된다. 또한 제2 제어라인(26)이 제2 제어밸브(15)로 연결되므로 그 결과, 상기 제2 제어밸브(15) 또한 제어장치(20)에 의하여 제어될 수 있다. 그에 더하여 제3 제어라인(27)은 제어장치(20)로부터 전류 공급부(13)까지를 연결하는데, 그에 따라 모터(12)가 온/오프 될 수 있으며, 필요한 경우 모터(12)의 속도와 펌프(10)의 이송 유량을 제어장치(20)에 의하여 제어하는 것이 가능하게 된다.
제어장치(20)로부터 오는 제어밸브(5, 15)의 작동신호에 의해 제어밸브(5, 15)가 어떻게 작동하는지가 결정된다. 제어밸브(5, 15)가 제어장치(20)에 의해 선택되지 않는다면, 두 개의 제어밸브(5, 15)는 원칙적으로 가변적으로 바이어스할 수 있는 역류방지밸브(variably biasable check valve)와 같이 작동한다. 제어밸브(5, 15)가 제어장치(20)로부터의 제어 신호에 의해 선택된다면 두 개의 제어밸브(5, 15)는 비례 밸브로써 작동한다.
본 발명에 따르면 두 개의 제어밸브(5, 15)는, 도 1에서 두 개의 제어밸브(5, 15)를 감싸는 점선으로 표시되어 있는 제어밸브유닛(28)내에 결합되어 있다. 제어밸브유닛(28)을 사용하게 되면 유압 승강기 설치현장에서의 설치비용을 감소시킬 수 있다는 이점이 있다. 두 개의 제어밸브(5, 15)는 동일한 부품을 사용하는 유사한 구조로 만들어지는데, 이렇게 함으로써 후술하는 것과 같이 여러 가지 장점들을 갖게된다.
본 발명의 요지를 상세히 설명하기 전에 우선 기본적인 기능을 설명할 것이다. 승강기 차(1)가 정지하고 있을 때에는, 제1 제어밸브(5)가 닫혀있을 필요가 있는데, 앞서 언급했듯이 신호 라인인 제1 제어라인(25)을 통하여 제어장치(20)로부터 어떠한 제어 신호도 수신되지 않기 때문에 제1 제어밸브(5)가 닫혀있게 되어 역류방지밸브로 작동하게 된다. 제2 제어밸브(15)도 닫혀 있게 되지만 항상 그러한 것은 아니다. 승강기 차(1)가 정지하고 있을 때에도 펌프(10)가 작동하는 것 즉, 유압 오일을 이송하는 것이 가능하지만 전달된 유압 오일은 제2 제어밸브(15)를 통해서 탱크(11)로 역류하게 된다. 그러나 대개의 경우, 정지 상태에서 두 개의 제어밸브(5, 15)는 제어장치(20)로부터 어떠한 신호도 받지 않게 되고, 이 경우 두 개의 제어밸브(5, 15)는 단지 역류방지밸브의 기능만이 가능하다.
압력 Pz가 압력 Pp보다 큰 경우, 전기적으로 활성화되지 않은 제1 제어밸브(5)는 승강기 차(1)에 의해 만들어지는 압력 Pz의 작용에 의해 자동으로 닫힌다. 이 상태에서 하중압력센서(18)가 승강기 차(1)에 의한 하중을 가리킨다는 것은 이미 언급한 바 있다. 이것에 의해 승강기 차(1)의 유효하중이 결정되어 제어장치(20)로 전달된다. 제어장치(20)는 승강기 차(1)가 비었는지, 탑승자가 있는지를 이렇게 해서 감지할 수 있고, 하중의 크기 또한 이렇게 하여 알 수 있게 된다.
승강기 차(1)가 상승하려면, 우선 전류 공급부(13)가 제어장치(20)에 의해 제3 제어라인(27)을 통하여 활성화되어, 전기 모터(12)가 돌게되고, 그 결과로 펌프(10)가 작동하기 시작하여 유압 오일을 이송한다. 이에 따라 펌프 라인(8)내의 압력 Pp가 높아진다. 상기 압력 Pp가 제2 제어밸브(15)의 역류방지밸브의 바이어싱(biasing)과 상호 연관된 값을 초과하게 되는 즉시, 상기 제어밸브(15)의 역류방지밸브가 열리고 그 결과로 압력 Pp는 초기에는 이 값을 넘지 못한다. 대개의경우, 상기 압력 Pp값이 실린더 라인(4)내의 압력 Pz보다 작다면, 제1 제어밸브(5)는 닫힌 채로 있고 유압 오일은 실린더 라인(4)으로 흐르지 않는다. 이 경우 펌프(10)에 의해 전달되는 유압 오일의 전체 양은 제2 제어밸브(15)를 통해 탱크(11)로 되돌려 보내지기 때문에 펌프(10)에서 스위치를 돌려도 승강기 차(1)는 움직이지 않는다. 승강기 차(1)가 움직이도록 하기 위해서는 제어장치(20)가 제2 제어라인(26)을 통하여 제2 제어밸브(15)의 비례 밸브 기능을 제어하여 제2 제어밸브(15)에 상대적으로 큰 유압저항이 있도록 하게 된다. 이러한 방법에 의하면 필요한 유압 오일의 양이 제1 제어밸브(5)를 통해 실린더 라인(4)으로 흐를 때까지 압력 Pp를 증가시킬 수 있게 된다. 이 경우에 펌프(10)에 의해 전달되는 유압 오일의 유량의 일부분은 제2 제어밸브(15)를 통해 탱크(11)로 되돌아간다. 복귀하는 일부의 유량을 제외한 유량은 압력 차이 때문에 역류방지밸브로써 기능하는 제1 제어밸브(5)를 통해 실린더 라인(4)으로 흐르게 되어 승강기 차(1)를 상승시킨다. 이러한 방법에 의해 펌프(10)의 속도가 조정될 필요 없이 리프팅 실린더(3)로 흐르는 유압 오일의 무단 제어가 가능하게 된다. 펌프(10)는 단지 공칭 속도에서 예상되는 최고 배압에서 승강기 차(1)의 최고 속도를 위해 충분한 유압 오일의 전달량이 상기 펌프에 의해 제공될 수 있을 정도로 설계될 필요가 있다. 또한 통상의 기본 인자들과 다른 제한들을 고려할 필요가 있다.
본 발명에 따른 제어밸브유닛(28)의 제1 바람직한 실시예가 도 2, 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 여기서 도 2에는 제어밸브유닛(28)에 있는 제어밸브(5, 15)가 선택되지 않은 기본적인 상태가 도시되어 있다. 도 3에는 (도 1의) 승강기 차(1) 상승 운동 동안의 상태가 도시되어 있다. 반면에 도 4에는 하강운동하는 동안의 상태가 도시되어 있다.
도 2, 도 3 및 도 4에는 상기 제어밸브(5, 15)의 조립된 상태를 나타내는 상기 제어밸브유닛(28)이 도시되어 있다. 도면에서 상부가 제1 제어밸브(5)를, 그리고 하부가 제2 제어밸브(15)를 나타낸다. 도면에서 [4]는 제어밸브유닛(28)이 실린더 라인(4)과 연결되는 부분이며(도 1), [8]은 펌프 라인(8)으로 연결되는 부분이고, [14]는 리턴라인(14)으로 연결되는 부분이다. 앞서 설명된 바 있는 압력 Pp와 압력 Pz가 연결 부위에 도시되어 있는데, 상기 압력 Pp, 압력 Pz는 도면에 도시되지 않은 압력센서에 의해 감지될 수 있다. 제어밸브(5, 15)의 각각은 비례 자석에 의해 구동되는 메인 밸브와 파일럿밸브로 구성되어 있다.
상기 제어밸브유닛(28)은 두 개의 하우징부로 구성되는데, 제1 하우징부(30)는 제어밸브(5, 15)의 메인 밸브를 구비하고 있으며, 제2 하우징부(31)는 관련되는 파일럿밸브가 그 안에 구비되어 있다. 상기 파일럿밸브는 도면에서 도면부호 5V와 도면부호 15V로 표시되어 있다. 상기 파일럿밸브(5V, 15V)가 고유한 각각의 하우징을 가지도록 상기 제2 하우징부(31)는 두 개의 부분으로 구성될 수 있다. 파일럿밸브(5V, 15V) 각각에 대하여 비례 자석이 배정된다. 즉, 파일럿밸브(5V)에는 비례 자석(5M)이 배정되고, 파일럿밸브(15V)에는 비례 자석(15M)이 배정된다. 이러한비례 자석(5M, 15M)은 (도 1의) 제어장치(20)로부터 제어라인(25, 26)을 통하여 각각 구동될 수 있다.
제1 하우징부(30)는 여러 개의 챔버를 구비하고 있다. 제1 챔버는 실린더 챔버(32)이다. 상기 제1 챔버는 (도 1의)실린더 라인(4)에 연결된다. 그래서 도면에서 대응 연결부위가 [4]로 표시되어 있다. 제2 챔버는 펌프챔버(33)이다. 펌프 라인(8)이 여기로 연결되므로 도면에는 [8]이라고 표시되어 있다. 다른 챔버는 리턴챔버(return chamber)(34)인데 리턴라인(14)이 연결되므로 도면에는 이에 대응하여 [14]라고 표시되어 있다.
제1 유동 제한 부재(flow restrictor)(35)는 실린더 챔버(32)와 펌프챔버(33) 사이의 개구부에 배치되는데, 제1 하우징부(30)에 형성된 제1 밸브시트(valve seat)(36)와 함께 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브를 형성한다. 본 발명에서 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브는 (도 1의) 리프팅 실린더(3)로 그리고 리프팅 실린더(3)로부터 유압 오일의 흐름에 직접적으로 영향을 주는 필수적인 부재이다. 완전한 설명을 위해서는 파일럿밸브(5V)의 구동에 따라 상기 파일럿밸브(5V)를 통해 적은 량의 유체가 흐르는 것이 또한 가능하다는 것을 언급할 필요가 있다. 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브는 역류방지밸브의 기능을 가지고 있으며, 그와 동시에 이하에서 설명되는 비례 밸브의 기능도 가진다. 상기 역류방지밸브는 유럽 안전 기준에 제시된 요구조건들을 만족시키므로 추가적인 안전 밸브가 필요 없다.
제1 유동 제한 부재(35)는 일측의 회복 스프링(37)에 의해 구동된다. 상기회복 스프링(37)은 펌프챔버(33)의 압력 Pp가 실린더 챔버(32)의 압력 Pz보다 크지 않은 한, 메인 밸브가 닫혀 있도록 한다. 예를 들어, (도 1의) 펌프(10)가 작동하지 않고 승강기 차(1)가 정지하고 있을 때가 바로 이러한 때이다.
파일럿밸브(5V)의 구동에 의해 움직이는 구동 부재들은 제1 유동 제한 부재(35)의 타측에서 작동한다. 이러한 구동 부재들은 그 위에 체크 로드(39)가 장착되어 있는 대향 피스톤(38)으로 구성된다. 상기 대향 피스톤(38)은, 제1 하우징부(30)에 구비된 안내 공간(guide space)(40)에서 이동할 수 있다. 상기 대향 피스톤(38)은 다음과 같이 파일럿밸브(5V)에 의해 구동될 수 있다. 공지된 방식으로 상기 비례 자석(5M)이 솔레노이드 플런저(solenoid plunger)(41)를 통하여 파일럿 조정 스프링(pilot regulating spring)(42)에 대향하여 파일럿 피스톤(43)을 작동시킨다. 파일럿 피스톤(43)의 움직임에 의해 제어 압력 챔버(44)에 제어 압력 Px이 발생된다. 상기 제어 압력 Px는 파일럿 피스톤(43)의 움직임에 의존하고, 또 파일럿 조정 스프링(42)에 의해 결정된다. 파일럿밸브(5V)가 제1 연결 채널(connecting channel)(45)을 통해 실린더 챔버(32)의 압력 Pz를 감지하고, 제2 연결 채널(connecting channel)(46)을 통해 리턴 챔버(34)의 압력을 감지하기 때문에, 정확한 제어 압력 Px를 얻기 위한 설정 부재가 필요하지 않다.
제어 압력 Px가 실린더 챔버(32)와 리턴 챔버(34)에서의 압력 및 상기 파일럿밸브(5V)의 선택에 의해 결정되는 파일럿 피스톤(43)의 리프트(lift)의 함수이므로 상기 파일럿밸브(5V)가 상기 제어 압력 Px를 조정한다.
제어 압력 Px는 제어 챔버(47)내에서 이동할 수 있는 피스톤(48)에 대하여 작동한다. 피스톤(48)은 메인 밸브 조정 스프링(49)을 통해 제1 하우징부(30)에 대해 지지된다. 피스톤(48)의 움직임은 체크 로드(50)에 의하여 상기 대향 피스톤(38)으로 전달된다. 상기 메인 밸브 조정 스프링(49)은 피스톤(48)을 위한 회복 스프링으로 작동하지만, 다른 한편으로는 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브를 위한 조정 스프링으로써도 작동한다. 또한, 상기한 본 발명에서는 어떠한 설정 부재도 필요하지 않다.
본 발명에 따르면 단지 하나의 유동 제한 부재(35)만이 필요하다. 역류방지밸브의 기능과 비례 밸브의 기능을 모두 얻기 위해, 상기 유동 제한 부재(35)는 밸브 시트(36)와 함께 (도 1의) 리프팅 실린더(3)로부터 그리고 리프팅 실린더(3)로의 유압 오일의 유동을 결정한다.
제2 제어밸브(15)도 동일한 기본 원칙에 따라 구성된다. 제2 유동 제한 부재(flow restrictor)(55)는 펌프챔버(33)와 리턴챔버(34) 사이의 개구부에 배치되는데, 상기 제2 유동 제한 부재(55)는 제1 하우징부(30)에 구비된 제2 밸브 시트(56)와 함께 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브를 형성한다. 상기 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브는 마찬가지로 역류방지밸브의 기능과 동시에 비례 밸브의 기능을 갖는다. 이러한 기능은 이하에서 설명된다. 제2 유동 제한 부재(55)는일측의 회복 스프링(57)에 의해 구동된다. 상기 회복 스프링(57)은 펌프챔버(33)의 압력 Pp가 리턴챔버(34)의 압력보다 크지 않은 한, 메인 밸브가 닫혀 있도록 한다. 예를 들어, (도 1의) 펌프(10)가 작동하지 않을 때가 바로 이 경우이다.
파일럿밸브(15V)의 구동에 의해 움직이는 구동부재들은 제2 유동 제한 부재(55)의 타측에서 작동한다. 앞서 설명된 제1 제어밸브(5)와는 달리, 제2 제어밸브(15)의 경우에는 대향 피스톤의 게재 없이 비례 자석(15M)의 작동이 유동 제한 부재(55)에 영향을 주게 된다. 또한, 이하에서 명확히 설명되겠지만, 제2 유동 제한 부재(55)는 파일럿밸브(15V)에 의해 구동된다. 공지된 방식으로 비례 자석(15M)이 솔레노이드 플런저(61)를 통해 파일럿 조정 스프링(62)에 대향하여 파일럿 피스톤(63)을 작동시킨다. 파일럿 피스톤(63)의 움직임에 의해 제어 압력 챔버(64)내에 제어 압력 PY이 발생된다. 상기 제어 압력 PY는 파일럿 피스톤(63)의 움직임에 의존하고, 또 파일럿 조정 스프링(62)에 의해 결정된다. 파일럿밸브(15V)가 다른 연결 채널(65)을 통해 펌프챔버(33)의 압력 Pp를 감지하고, 또 상기 제2 연결 채널(46)을 통해서 리턴챔버(34)의 압력을 감지하므로 정확한 제어 압력 PY을 측정하기 위한 다른 설정 부재가 필요 없다. 연결 채널(65)이 리턴챔버(34)를 우회하여 파일럿밸브(15V)와 펌프챔버(33)가 연결되도록 다른 평면에 위치하기 때문에 도면에서 연결 채널(65)은 점선으로 도시되어 있다.
상기 제어 압력 PY는 펌프챔버(33)와 리턴챔버(34)에서의 압력 및 상기 파일럿밸브(15V)의 선택에 의해 재결정되는 상기 파일럿 피스톤(63)의 리프트의 함수이므로 파일럿밸브(15V)는 제어밸브 압력 PY를 조정한다. 제어압력 PY는 제어챔버(67)내에서 이동할 수 있는 피스톤(68)에 대하여 작동한다. 상기 피스톤(68)은 메인 밸브 조정 스프링(69)을 통해 상기 제1 하우징부(30)에 대해 지지된다. 피스톤(68)의 움직임은 체크 로드(70)에 의하여 상기 제2 유동 제한 부재(55)로 전달된다. 메인 밸브 조정 스프링(69)은 한편으로는 피스톤(68)을 위한 회복 스프링으로, 다른 한편으로는 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브를 위한 조정 스프링으로써 작동한다. 본 발명에 따르면, 어떠한 설정 부재도 필요 없게 된다.
이것은 도 3을 보면 보다 쉽게 이해될 수 있다. 도 3은 펌프(10)가 작동하고 있는 상태인데, 증가된 압력 Pp덕분에 펌프(10)가 제2 유동 제한 부재(55)를 회복 스프링(57)에 대하여 밀어서 제2 유동 제한 부재(55)를 밸브 시트(56)로부터 떨어지도록 밀어 올린 상태이다. 비례 자석(15M)이 선택되고, 제어압력 PY가 증가되기 때문에 피스톤(68)이 왼쪽으로 즉, 제2 유동 제한 부재(55)의 방향으로 밀려나게 된다. 피스톤(68)의 움직임은 체크 로드(70)에 의해 제2 유동 제한 부재(55)로 직접 전달된다.
펌프(10)가 작동하기 시작하자마자 압력 Pp는 증가한다. 그 결과로써 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브는 즉시 회복 스프링(57)의 반대방향으로 움직이는 유동 제한 부재(55)에 의해 열린다. 펌프(10)에 의해 이송되는 유압 오일은 펌프챔버(33)로부터 리턴챔버(34)로 흐른다. 그리고 다시 (도 1의) 리턴라인(14)을 따라 탱크(11)로 흐른다. 제1 제어밸브(5)의 제1 유동 제한 부재(35)는, 승강기 차(1)의 하중에 의한 상대적으로 높은 압력 Pz덕분에 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브가 항상 닫혀 있어, Pz-Pp가 양의 값을 가지기 때문에 회복 스프링(37)의 반대 방향으로 움직일 수 없다는 것 또한 언급되어야 한다.
승강기 차(1)가 상승운동을 시작하기 위해서는 서론에서 언급되었듯이 제2 제어밸브(15)의 비례 밸브 기능이 활성화된다. 이것은 제2 제어라인(26)을 통하여 비례 자석(15M)이 구동됨으로써 이루어진다.
도 3에는 증가된 압력 Pp에 따라 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브의 제1 유동 제한 부재(35)가 회복 스프링(37)에 대하여 움직인 것이 도시되어 있다. 이러한 움직임은 압력 Pp가 압력 Pz보다 훨씬 커져 회복 스프링(37)의 힘을 초과하게 되면 일어날 수 있다. 도 3에 도시된 상태에서 유압 오일은 실린더 라인(4)을 통해 리프팅 실린더(3)로 이동된다. 그리하여 승강기 차(1)가 상승한다. Pp-Pz값이 양의 값인 덕분에 비례 자석(5M)의 구동 없이 즉, 파일럿밸브(5V)의 도움이 없이도 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브가 열린다는 것에 주목해야 한다. 승강기 차(1)의 상승운동은 단지 비례 자석(15M)의 구동에 의해서만 얻어지고, 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브는 단지 역류방지밸브로만 작용한다.
제1 제어밸브(5)와 유사하게, 제2 제어밸브(15)는 또한 대향 피스톤(58)과 체크 로드(59)를 갖는다. 체크 로드(39)가 대향 피스톤(38)에 견고하게 부착되어 있고 제1 유동 제한 부재(35)는 분리되어 있는 제1 제어밸브(5)와는 달리, 제2 제어밸브(15)의 경우 상기 대향 피스톤(58), 체크 로드(59) 및 제2 유동 제한 부재(55)는 단일 부품으로 이루어져 있다. 이러한 차이점은 도 2와 도 3에서 명확하게 볼 수 있다. 제2 제어밸브(15)가 닫혀 있을 때, 상기 대향 피스톤(58)은 제1 하우징부(30)에 있는 오목부(60)에 위치한다. 상기 오목부(60)의 직경은 상기 대향 피스톤(58)의 직경보다 상당히 클 수 있다. 이 경우 힘의 작용이 고려되는 한, 상기 대향 피스톤(58)은 메인 밸브가 제2 유동 제한 부재(55)와 밸브 시트(56)로 이루어지는 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브에 영향을 미치지 않는다. 상기 대향 피스톤(58)이 안내되도록 상기 오목부(60)에는 가이드 립(guide ribs)이 배치되는 것이 바람직하다.
기능에 있어서 상기 대향 피스톤(38, 58)은 그 의의가 다르다. 상기 대향 피스톤(38, 58)에 대하여 펌프챔버(33)내의 압력은 유동 제한 부재(35, 55)에 대해서와 동일한 방식으로 작용한다. 만약 대향 피스톤(38, 58)의 직경이 유동 제한 부재(35, 55)의 직경과 같으면, 힘이 균형을 이루게 된다. 제1 제어밸브(5)에서 제1 유동 제한 부재(35)와, 일측에 체크 로드(39)가 있는 대향 피스톤(38)이 분리된 부품인 경우, 대향 피스톤(38)은 제1 유동 제한 부재(35)처럼 압력 Pp에 의해 발생하는 동일한 힘을 받게 된다. 상기 대향 피스톤(38)과 제1 유동 제한 부재(35)에대항하여 피스톤(48)과 체크 로드(50)를 움직이기 위해 파일럿밸브(5V)에 의해 가해져야 하는 힘은 차동적(差動的)인 힘(differential forces)에 의해 변화하지 않는다. 제2 제어밸브(15)의 경우, 제2 유동 제한 부재(55)와 대향 피스톤(58)의 견고한 연결이 필요하다. 왜냐하면, 대향 피스톤(58)은 파일럿밸브(15M)와 마주하지 않고 메인 밸브측에 위치하고 있어 힘이 상기 대향 피스톤(58)을 통해 전달되지 않기 때문이다. 오목부(60)의 직경이 대향 피스톤(58)의 직경보다 상당히 크기 때문에 압력 Pp는 상기 대향 피스톤(58)의 경우에 모든 면에 작용한다. 즉, 유동 제한 부재(55)에는 어떤 반력도 가해지지 않는다.
도 4에는 (도 1의) 승강기 차(1)가 하강하는 동안의 제어밸브유닛(28)의 위치가 도시되어 있다. (도 1의) 펌프(10)는 이 경우 작동하지 않는다. 따라서 압력 Pp가 작다. 승강기 차(1)의 하강운동이 시작하기 전에는, 실린더 챔버(32)의 압력 Pz가 펌프챔버(33)의 압력 Pp보다 상당히 크기 때문에 제1 유동 제한 부재(35)와 밸브 시트(36)로 형성된 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브는 닫혀 있다. 승강기 차(1)가 하강운동을 시작하기 위해서는 비례 자석(5M)이 구동된다. 비례 자석(5M)은 솔레노이드 플런저(41)를 통해 파일럿밸브(5V)에 작동하게 되어 제어챔버(47)내에 제어 압력 Px을 형성시킨다. 제어압력 Px의 크기는 비례 자석(5M)의 구동과 파일럿 조정 스프링(42)에 의해 결정될 뿐만 아니라, 실린더 챔버(32)의 압력 Pz에 의해 그리고 리턴챔버(34)의 압력에 의해 영향을 받는다. 비례 자석(5M)의 구동이 증가하면서 제어압력 챔버(44)의 제어압력 Px도 증가한다. 그 결과로 피스톤(48)은 메인 밸브 조정 스프링(49)의 힘에 대항하여 상기 대향 피스톤(38)의 방향으로 움직인다. 여기서 이러한 움직임은 체크 로드(50)를 통해 대향 피스톤(38)으로 전달된다. 상기 대향 피스톤의 움직임은 제1 유동 제한 부재(35)로 체크 로드(39)를 통하여 전달된다. 제1 제어밸브(5)의 메인 밸브는 이렇게 해서 열린다.
이렇게 열리면 펌프챔버(33)에서 압력 Pp가 증가한다. 그에 따라 제2 유동 제한 부재(55)는 회복 스프링(57)에 대항하여 가압되고, 그 결과로 제2 유동 제한 부재(55)가 밸브 시트(56)로부터 상승한다. 그러면 유압 오일이 제2 제어밸브(15)의 제2 유동 제한 부재(55)와 밸브 시트(56)에 의해 형성되는 메인 밸브를 따라 리턴챔버(34), (도 1의) 리턴라인(14) 그리고 탱크(11)로 흐르는 것이 가능하게 된다. 보다 완전한 설명을 위해서는 펌프에서는 대개 오일이 새는 손실이 있기 때문에 유압 오일의 일부는 (도 1의) 펌프 라인(8)과 펌프(10)를 통하여 펌프 챔버(33)로부터 탱크(11)로 역류할 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 어느 보조유동이 펌프(10)를 통해 흐르는가는 펌프(10)의 구성 형태와 회복 스프링(57)의 스프링 계수에 달려있다. 펌프(10)의 구성 형태에 의존하기 때문에, 유압 오일의 유동이 모터(12)에 의해 구동되지 않음에도 불구하고 펌프(10)를 회전시키는 것이 가능하다. 보다 완전한 설명을 위해서는 다른 보조유동은 파일럿밸브(5V)를 통해서도 흐른다는 것이 언급되어야 한다.
제2 제어밸브(15)의 메인 밸브는, 유동 제한 부재(55)와 밸브 시트(56)로 형성되기 때문에, 하강 중에는 역류방지밸브로써 작동한다. 그리고 압력 Pp에 의해서만 열린다. 비례 자석(15M)의 구동이 일어나지 않고, 파일럿밸브(15V)도 역시 작동하지 않는다.
(도 1의) 승강기 차(1)의 상승 및 하강 운동을 제어하기 위해서는 본 발명에서는 단지 두 개의 제어밸브(5, 15)만이 필요하다. 각각의 제어밸브(5, 15)는 역류방지밸브와 비례 밸브의 기능을 결합하여 가지고 있다. 제어밸브(5, 15)의 역류방지밸브 기능은 유럽 안전기준을 만족시킨다. 제1 제어밸브(5)는 안전밸브의 기능을 수행한다. 그리고 제2 제어밸브(15)는 추가적인 펌프 안전 밸브가 필요 없게 한다. 본 발명에 따른 제어밸브유닛(28)은 특히 간단한 구성을 가지고 있고 효율적인 비용으로 생산될 수 있다. 유동 제한 부재(35, 55)가 본 발명의 실시예와 동일하게 구성되면, 다른 유동 제한 부재를 생산할 필요가 없기 때문에 생산 단가 면에서 유리하다.
유동 제한 부재(35) 또는 유동 제한 부재(55)를 마주보고 있는 상기 대향 피스톤(38, 58)의 측면은 평면이 아닌 원뿔대 모양으로 구성되어 있다. 도 5에는 제2 유동 제한 부재(55)가 대향 피스톤(58), 그리고 제2 유동 제한 부재(55)와 대향 피스톤(58)을 연결하는 체크 로드(59)와 함께 도시되어 있다. 제2 유동 제한 부재(55)의 전면은 원뿔대(80) 모양으로 되어 있다. 원뿔대(80)는 표면이 바람직하게는 세로축에 수직하게 위치한 평면에 대하여 대략 15°에서 25°의 각도 α를 이룬다. 이 것 덕분에 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브를 통해 큰 유량이 흐르는 경우에 발생하는 동적인 힘이 파일럿밸브(15V)에 악영향을 주는 것이 방지된다.
상기 제2 제어밸브(15)의 대향 피스톤(58)이 상기 제1 제어밸브(5)의 대향 피스톤(38)과 같은 형상과 크기를 갖는 것이 또한 바람직하다. 상기 대향 피스톤(38, 58)이 서로 동일하다면, 생산 및 비축되어야 하는 다른 부품의 수와 생산 로트 크기(production lot size)가 두 배가 될 필요가 없는 이점이 있다. 그리고 이것은 생산 원가와 관련하여 바람직한 영향을 미친다. 이것은 또한 공장에서의 서비스 워크(service work)를 고려하는 한 중요한 점이다. 도 6에는 (도 4의) 대향 피스톤(38)에 대응하는 형상과 크기를 가진 대향 피스톤(58)이 도시되어 있다. 각도 α가 여기에도 도시되어 있다.
도 7에는 제1 제어밸브(5)의 대향 피스톤(38)처럼, 그리고 제2 제어밸브(15)의 대향 피스톤(58)처럼 사용될 수 있는 또 다른 대향 피스톤이 도시되어 있다. 여기에도 각도 α가 도시되어 있다.
오목부(60)의 크기는 각각의 경우에 대향 피스톤(58)의 크기에 맞추어진다. 만약 대향 피스톤(58)이 도 5에 따라 설계된다면, 오목부(60)의 깊이는 작을 것이다. 그러나, 대향 피스톤(58)이 도 6에 따라 설계된다면, 제2 제어밸브(15)의 메인 밸브가 닫혀있을 때, 대향 피스톤(58)이 오목부(60)에 수용될 수 있어야 하므로 오목부(60)의 깊이는 상대적으로 더 크게 된다.
도 8a, 8b, 8c 및 8d에는 유동 제한 부재(35, 55)의 실시예들이 상세히 도시되어 있다. 부재번호 92로 표시되어 있는 쉘 면(shell surface)을 구비한 실린더(91)와 베이스(90)가 결합되어 있고 실린더(91)에는 유압 오일이 통과하여 흐를 수 있도록 개구부(93)가 형성되어 있다. 6개의 균일하게 분포된 개구부(93)들이 실린더(91)의 둘레에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 개구부(93)들은 다른 모양을 가질 수 있다. 도 8a에 도시된 실시예에서 상기 개구부(93)는 베이스(90)에 인접한 부분에서 V-자 모양을 이루고 있다. 그리고 인접한 부분에서 일정한 폭을 갖는다. 이러한 구성에 의하면 유동 제한 부재(35, 55)의 변위가 증가하면서 유압 오일을 위한 유효 통로 단면이 선형적으로 증가하고, 변위가 그 이상으로 증가하면 일정하게 유지되게 된다. 도 8b에 도시된 다른 바람직한 실시예에서는 베이스에 인접한 부분에서 개구부(93)가 V자 모양 대신에 종 모양이다. 이러한 구성에 의하여 유압 오일을 위한 유효 통로 단면이 선형이 아니게 된다. 제어밸브(5, 15)가 닫힌 상태로부터 시작하여 개방되는 방향으로 구동되는 경우, 처음에 유압 오일을 위한 유효 통로 단면은 서서히 증가한다. 그리고 변위가 증가하면서 상기 단면은 더 커지고 그 후 더 작은 정도로 커진다. 그 후로는 일정하게 된다.
도 8c에는 개구부(93)가 단차식으로 이루어진 예가 도시되어 있다. 제1 변위 영역에서 개구부(93)는 V자 모양이다가 사각형으로 변한다. 이것은 유압 오일을 위한 유효 통로 단면이 초기에는 조금 증가하다가 갑자기 최대 값에 다다른다는 것을 나타내는 것으로, 상기 유효 통로 단면은 추가적인 변위와 독립적이다.
도 8d에는 개구부(93)가 단지 계단식으로 이루어진 실시예가 도시되어 있다. 제1 변위 영역에서 개구부(93)는 작은 폭의 사각형이다가 갑자기 더 큰 폭을 가진사각형으로 변한다. 이것은 유압 오일을 위한 유효 통로 단면이 초기에는 제1 값을 가지고 있다가 갑자기 최대 값으로 변한다는 것을 나타내는 것으로, 상기 유효 통로 단면은 추가적인 변위에 대하여 독립적이라는 것을 의미한다.
상기 유동 제한 부재(35, 55)의 형상에 따른 제어밸브(5, 15)의 통과유량 특성이 넓은 제한 안에서 각각의 승강기 시스템과 제어 형태에 적용될 수 있도록 한다. 앞서 든 예는 추천할 만한 가능성을 보여준다. 상기 유동 제한 부재(35, 55)의 다양한 형상에 따라 제어밸브(5, 15)가 다른 목적과 시스템에 적용될 수 있다. 공지된 선행 기술에 다른 응용예에 대한 각각의 경우에 구성의 형태와 전체적인 크기가 다른 예가 있다. 본 발명은 약간의 수정을 통해 단지 제어밸브유닛(28)을 사용하여 조금 더 작거나 조금 더 큰 승강기 시스템을 제어하는 것을 가능하게 한다.
변위를 제한할 수 있게 하는 다른 바람직한 실시예가 있다. 제어챔버(47, 67) 안에서 피스톤(48, 68)에 의해 움직여질 수 있는 거리를 각각 제한함으로써 바람직하게 변위를 제한 할 수 있다. 이에 알맞은 변형예가 도 9a 및 도 9b에 도시되어 있다.
도 9a에는 도 2, 도 3 및 도 4 보다 상세히 즉, 그 내부에서 이동할 수 있는 피스톤(48, 68)을 구비한 제어챔버(47, 67)가 도시되어 있다. 제어챔버(47, 67)의 내부 실린더에는 여러 개의 고리 모양의 그루브(groove)(95)가 형성되어 있다. 상기 고리모양의 그루브(95)에는 유지 스프링(96)이 삽입된다. 바람직한 변위 제한에 따라 스프링(96)이 고리 모양의 그루브(95) 중의 하나에 삽입된다. 그에 따라 피스톤(48, 68)이 만들 수 있는 변위가 제한된다. 또한, 정확하게 그것에 대응하여 (도2, 도 3 및 도 4의) 제어밸브(5, 15)의 유동 제한 부재(35, 55)의 변위도 각각 제한된다. 이러한 방식을 통하여 제어밸브유닛(28)의 설치 시에 제어밸브유닛(28)이 얼마의 공칭 최대 통과 유량에 대해 설계되어야 하는지가 결정된다. 그래서 제어밸브유닛(28)의 전체적인 크기가 다를 필요가 없다.
도 9b에는 바람직한 변위-제한 변형예가 도시되어 있다. 이 경우에, 제조와 관련하여 문제가 있는 (도 9a의) 고리 모양의 그루브(95)가 필요 없다. 대신에 스페이서 고리(spacer ring)(97)가 제어챔버(47, 67)에 삽입된다. 상기 고리(97)의 외경은 제어챔버(47, 67)의 직경보다 조금 작다. 이 경우, 원통형의 고리(97)의 길이가 변위 제한을 결정한다. 가능한 변위제한이 예를 들어 5, 8, 11 및 14mm와 같이 각각의 고리 모양의 그루브(95)의 위치에 따라 결정되는 도 9a에 도시된 변형체와 비교하여볼 때, 본 변형예에서는 임의의 변위제한도 가능하다.
도 10에는 피스톤(48, 68)이 상세히 도시되어 있다. 피스톤에는 외부 둘레 위에 고리 모양의 탄성 씰(elastic seal)(99)이 삽입되는 그루브(98)가 구비되어 있다. 상기 씰(99)은 원통형의 피스톤(48, 68)의 외면과 (도 2의) 제어챔버(47, 67)의 내면사이의 개구부를 최대로 막는다. 씰(99)은 제어밸브(5, 15)의 메인 밸브의 방향에서 제어챔버(47, 67)로부터 나오는 유압 오일의 누출유동을 결정적으로 감소시키기 때문에 누출을 감소시킨다.
도 11에는 (도 2의) 유동 수축 밸브(35)의 쉘(shell) 표면이 도시되어 있다. 상기 개구부(93)는 도 8a 내지 도 8d에서는 각각 다른 형상을 가지고 있고 유동 수축 밸브(35)에 잘 맞도록 같은 크기로 되어 있는 것으로 설명되어 있으나 도 11이경우, 전부가 같은 형상은 아니다. 도 11의 왼쪽 끝의 개구부(93)는 (도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d의) 베이스(90)로부터 d의 거리만큼 떨어진 곳에서 시작한다. 또, 상기 개구부(93)의 오른 쪽에 위치한 또 다른 개구부(93′)는 베이스(90)로부터 d′의 거리만큼 떨어진 곳에서 시작한다. 상기 개구부(93′)의 오른 쪽에 위치한 또 다른 개구부(93″)는 베이스(90)로부터 d″의 거리만큼 떨어진 곳에서 시작한다. 베이스(90)와의 거리가 가장 작은 경우의 d는 1mm이다. 각각의 개구부(93)들의 크기가 다른 덕분에, 상기 밸브 리프트(valve lift)에 의존하는 유동 특성이 각각의 필요에 적응할 수 있도록 하기 위해 d, d', d″ 등의 각각의 거리들을 정함으로써 유동 특성이 임의로 정해진다.
도 12a 및 도 12b에는 개구부(93)의 가능한 다른 세부 형상들이 도시되어 있다. 도 12a에서 개구부(93)는 도 11에서와 유사하게 상기 베이스(90)와 일정한 거리를 두고 93w 지점에서부터 시작된다. 상기 개구부의 폭과 길이는 상기 개구부(93)의 유효면적(A)이 상기 시작부분(93w)으로부터의 거리 y의 함수라는 것에 특징이 있는 치수결정 규칙을 따르는 것이 바람직하다. 유효면적(A)이 거리 y의 2.5승에 비례한다는 다음의 수학식이 치수결정을 위한 규칙으로 바람직하다.
A=k·y^2.5
단, 상기 k는 비례상수이다.
도 12b에는 도 12a의 개구부(93)의 시작부분(93w)으로부터의 거리가 y인 지점에서의 단면이 도시되어 있다. 도 11의 실시예와는 달리 모든 개구부(93)들이 상기 베이스(90)로부터 같은 거리에 있는 (도 12a의) 지점(93w)에서 시작된다. 그러나 한편으로는 이러한 해결책이 도 11의 방법과 결합될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 상기 베이스(90)로부터 더 가까운 거리에 시작지점(93w)이 위치하여 개구부의 하나가 더 깊이 위치하는 것이 점선으로 표시되어 도 12b에 도시되어 있다.
도 13에는 개구부(93)의 바람직한 외곽선의 형태가 도시되어 있다. 상기 개구부(93)의 시작지점 부근은 예를 들어 1mm의 반경을 갖는다. 180°호에 굽은 외곽선이 연결된다. 상기 외곽선의 설계에 의해 특수한 유동 특성이 얻어질 수 있다.
기본적으로 상기 개구부(93) 설계의 독특한 치수는 압력 조절이 충분히 큰 범위에서 가능하도록 하기 위함이다.
본 발명의 제어밸브유닛(28)이 서론에서 도 1과 함께 설명되었다. 이런 형태의 제어를 위해서는 필요한 압력센서(18, 23)가 선행기술에서 공지되었기 때문에 나머지 도면에서는 도시하지 않았다. 온도센서도 마찬가지이다.
그러나 본 발명의 제어밸브유닛(28)은 도 1에 도시된 조합, 또 도 1의 설명에서 언급한 작동과 관련하여서만 사용되는 것으로 한정되지 않는다. 본 발명의 제어밸브유닛(28)이 다른 바람직한 변형된 구성과 함께 사용되는 것 또한 가능하다. 예를 들어, 펌프(10)가 속도가 조정되는 경우는 물론, 제어밸브유닛(28)을 위한 다른 제어 규칙을 포함하는 것 또한 가능하다.
본 발명에 다른 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛은 간단한 구조를 가지며 조정 부재가 없어도 유지되기 때문에, 낮은 생산단가와 시동 단계에서의 시간이 많이 걸리는 조정이 없이도 보다 편안하고 편리하게 승객 또는 화물을 운반할 수 있다.

Claims (18)

  1. 유압 오일의 유동을, 탱크(11)로부터 승강기 차를 움직이게 하는 리프팅 실린더(3)로 그리고 리프팅 실린더(3)로부터 탱크(11)로 제어하는 것이 가능한 제어밸브(5, 15)와 파일럿밸브(5V, 15V)를 구비하고 있으며;
    승강기 차(1)의 상승운동을 위해서는 전기 모터(12)로 구동되는 펌프(10)에 의해 탱크(11)로부터 제어밸브유닛(28)을 통하여 리프팅 실린더(3)로 유압 오일이 전달되며, 하강운동을 위해서는 탱크(11)로부터 제어밸브유닛(28)을 통하여 리프팅 실린더(3)로 유압 오일이 전달되는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛(28)에 있어서,
    상기 승강기 차(1)의 상승운동 및 하강운동을 제어하기 위하여 각각 역류방지밸브뿐만 아니라 비례 밸브로도 작동하는 단일한 파일럿-작동가능 제어밸브(5, 15)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 제어밸브(5, 15)에는, 밸브 시트(36; 56)에 대하여 위치가 변하는 단일한 유동 제한 부재(35; 55)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유동 제한 부재(35; 55)는 일측에서는 회복스프링(37; 57)의 움직임이 가해지고, 다른 한편으로는 전기적으로 선택될 수 있는 비례 자석(5M; 15M)에 의해 구동되는 각각의 파일럿밸브(5V; 15V)의 움직임이 가해지는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  4. 제 3항에 있어서, 상승운동을 제어하는 상기 제2 제어밸브(15)에서, 회복 스프링(57)과 파일럿밸브(15V)가 함께 제2 유동 제한 부재(55)가 닫히는 방향으로 작동하는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  5. 제 3항에 있어서, 하강운동을 제어하는 상기 제1 제어밸브(5)에서, 회복 스프링(37)은 제1 유동 제한 부재(35)가 닫히는 방향으로 작동하고, 반면에 파일럿밸브(5V)는 제1 유동 제한 부재(35)가 열리는 방향으로 작동하는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 하강운동을 제어하는 상기 제1 제어밸브(5)의 제1 유동 제한 부재(35)와 상승운동을 제어하는 상기 제2 제어밸브(15)의 제2 유동 제한 부재(55)는 동일한 형상과 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  7. 제 6항에 있어서, 하강운동을 제어하는 상기 제1 제어밸브(5)에서, 파일럿밸브(5v)로부터 전달되는 힘은 메인 밸브 조정스프링(49)에 대항하여 작동하는 피스톤(48)에 의해 체크 로드(50)를 통하여 대향 피스톤(38)으로 전달되어, 상기 대향 피스톤(38)에 고정되어 있는 체크 로드(39)를 통하여 유동 제한 부재(35)에 가해져 유동 제한 부재(35)가 움직이며;
    상기 대향 피스톤(38)의 직경은 상기 유동 제한 부재(35)의 직경과 일치하는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  8. 제 6항에 있어서, 상승운동을 제어하는 상기 제2 제어밸브(15)에서, 파일럿밸브(15v)로부터 전달되는 힘은, 메인 밸브 조정스프링(69)에 대항하여 작동하는 피스톤(68)에 의해 체크 로드(70)를 통하여 유동 제한 부재(55)로 전달되어, 상기 체크 로드(59)를 통하여 상기 대향 피스톤(58)에 견고하게 연결되어 있는 유동 제한 부재(55)에 가해지며;
    대향 피스톤(58)의 직경은 상기 유동 제한 부재(55)의 직경과 일치하는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 피스톤(48; 68)에는 외부 원주 위에 탄성 씰이 삽입되는 그루브(groove)(98)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 유동 제한 부재(35; 55)를 마주보는 상기 대향 피스톤(38; 58)의 표면이 원뿔대 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 원뿔대(80) 형상의 쉘 면(shell surface)이 세로축에 수직한 면에 대해 15°내지 25°의 각도(α)를 이루는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  12. 제 2항 내지 제 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한 부재(35; 55)는, 베이스(90)와 상기 베이스(90)에 연결되어 있는 실린더(91)로 구성되고 그 쉘 면(92)에는 개구부(93)가 뚫려 있는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 개구부(93)는 부분적으로 V자 모양인 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 개구부(93)가 종(bell) 모양인 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 개구부(93)가 계단 모양인 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  16. 제 7항 내지 제 15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(48; 68)의 변위를 제한할 수 있게 하는 수단(95, 96; 97)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 피스톤의 변위 제한은, 제어챔버(47; 67)의 원통형 내부 벽면에 만들어진 고리 모양의 그루브(95) 중의 하나로 삽입될 수 있는 리테이너 고리(retainer ring)(96)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
  18. 제 16항에 있어서, 외부 직경이 상기 제어챔버(47; 67)의 직경보다 작은 원통형 리테이너 고리(97)를 제어챔버(47; 67)로 삽입시키는 것이 가능하고, 상기 리테이너 고리(97)의 길이에 의해 리프트(lift)의 길이 제한이 결정되는 것을 특징으로 하는 유압식 승강기를 위한 제어밸브유닛.
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