KR200348333Y1 - 굴삭기의 붐동작 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 굴삭기의 붐동작 제어장치에 관한 것으로, 굴삭기의 붐실린더를 제어하는 제어밸브와 메인펌프사이의 센터바이패스라인에 원웨이 오일통로가 형성된 원웨이위치와 이 오일통로를 오리피스를 통해 오일탱크에 연결시키는 브리드오프 릴리이프위치를 갖춘 선택밸브가 배치되고, 이 선택밸브의 수압실에 온/오프솔레노이드밸브를 통하여 파이롯펌프가 연결되어 있으며, 상기 온/오프 솔레노이드밸브에 선택스위치가 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 고안의 장치는 선택스위치를 사용하여 상기 선택밸브의 원웨이 오일통로 또는 브리드오프통로가 선택적으로 메인펌프와 제어밸브사이를 연통시키게 하므로써, 굴삭기의 붐을 다운시킬 때 붐실린더가 급작스럽게 작동되지 않게 하거나, 이 붐실린더에 소정이상의 압력이 전달되게 할 수가 있다. 따라서, 본 고안의 장치는 붐을 다운 작동시킬 때 붐실린더에 필요이상의 압력이 전달되지 않게 하므로써 다짐작업과 같은 작업을 부드럽게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 굴삭기의 전면부를 지면에 대해 들어 올려야 하는 잭업동작 등을 간단하게 선택하여 제어할 수가 있는 것이다.

Description

굴삭기의 붐동작 제어장치{An apparatus for controlling the movement of boom in an excavator}

본 고안은 굴삭기의 붐다운 동작을 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 굴삭기의 붐을 하강시킬 때 급작스런 동작이 이루어지지 않게 함과 더불어, 버켓을 사용하여 다지기 작업을 할 때 붐다운 동작이 부드럽게 이루어지게 한 굴삭기의 붐다운 동작제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 전면에 설치된 붐과 이 붐의 선단에 설치된 버켓을 사용하여 굴삭작업 등을 수행하는 중장비로서, 버켓을 지면에 대고 압력을 가하기 위해서는 이 버켓이 설치되어 있는 붐을 효과적으로 작동시킬 수 있어야 한다.

그러나, 일반적인 굴삭기에서는 상기 붐에 연결된 붐실린더에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어하는 제어스푸울이 그 가공편차에 의해 붐실린더에 요구하는 바의 정확한 압력이 전달되지 않거나, 붐이 급작스럽게 작동하여 문제를 야기시키는 경우가 있다.

이러한 문제를 종래의 유압회로를 참조하여 설명하자면, 도면 3 에 도시된 바와 같이, 종래의 붐실린더제어장치는 메인펌프(101)와 붐실린더(102)사이에 붐제어밸브(103)가 설치되고, 굴삭기의 붐을 하강시키기 위해 상기 붐실린더(102)를 수축시키는 방향으로 압유를 공급하는 제어밸브(103)의 하강통로(104)에 메인콘트롤밸브의 센터바이패스라인(105)과 연결시키는 연결통로(106)가 형성되어 있으며, 이 연결통로(106)에 오리피스(107)가 설치되어 있는 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 종래의 장치에서는, 상기 붐실린더(102)를 하강시키기 위해 붐제어밸브(103)의 하강통로(104)가 메인펌프(101)와 붐실린더(102)사이를 연통시키는 위치로 절환시키면, 메인펌프(101)에서 공급되는 압유중의 일부는 공급라인(108)을 통하여 붐실린더(102)의 소구경체임버에 유입되지만, 나머지 일부는 센터바이패스라인(105)과 연결통로(106) 및 이 연결통로(106)에 형성된 오리피스 (107)를 통해 오일탱크(109)로 드레인되게 되는데, 이와 같이 메인펌프(101)에서 토출되는 압유의 일부가 연결통로(106)와 오리피스(107)를 통해 오일탱크(109)로 드레인되기 때문에 붐실린더(102)에 한꺼번에 많은 량의 압유가 유입되지 않게 되므로, 붐실린더(102)가 급작스럽게 작동하는 현상이 발생하지 않게 된다.

즉, 메인펌프(101)에서 토출되는 압유의 전부가 정지상태의 붐실린더(102)로전부 유입되게 되면, 정지해 있던 붐실린더(102)에 압유가 급작스럽게 유입되게 되므로 인해 이 붐실린더(102)가 도면 4 에 도시한 바와 같이 작동초기에 순간적인 오버런(over run)현상이 발생하게 되는데, 상기한 바와 같이 메인펌프(101)에서 토출되는 압유의 일부가 연결통로(106)를 통해 오일탱크(109)로 드레인되고 나머지 일부가 공급통로(108)를 통해 붐실린더(102)에 유입되면, 이 붐실린더(102)에 유입되는 압유의 량이 급작스럽게 증가하지 않기 때문에 상기한 바와 같은 오버런 현상이 발생하지 않아 붐을 천천히 이동시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

그러나, 이러한 장치에서도 여러 가지 문제점이 있는 바, 예컨대 상기 연결통로(106)에 형성된 오리피스(107)가 조금이라도 규정이상으로 크게 형성되어 있거나, 가공편차가 큰 경우에는 붐실린더(102)에 전달되는 압유의 량이 그만큼 적어지게 되므로, 결국 이 붐실린더(102)에서 충분한 힘을 발휘할 수가 없게 된다.

따라서, 도면 5 에 도시한 바와 같이, 굴삭기의 선단부를 지면에 대고 들어올리는 잭업(jack up)동작이 필요한 경우에, 붐의 동작을 제어하는 붐실린더(102)에서 충분한 힘을 발휘할 수가 없기 때문에 이러한 잭업동작을 수행할 수가 없다는 문제가 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 잭업동작을 발휘하게 하면서도 붐다운동작의 급조작시에 오버런 현상이 발생하지 않게 하기 위해 상기 붐제어밸브(103)의 귀환통로 (110)에 별도의 오리피스를 형성시킨 구조의 장치가 있기는 하나, 이와 같이 귀환통로(110)에 오리피스를 형성시키면, 붐실린더(102)에서 오일탱크(109)로 귀환하는 압유가 배압을 받게 되므로 붐제어스푸울(103)을 급격하게 조작하여도 붐은 급격하게 하강작동하지 않게 되어 상기한 바와 같은 붐의 오버런현상이 발생하지 않게 할 수는 있으나, 상기 귀환통로(110)의 오리피스로 인해 붐실린더(102)에서 배출되는 압유의 흐름이 제한을 받기 때문에, 붐을 다운시키는 속도가 너무 느려지게 되는 문제가 있다.

특히, 응답성이 요구되는 버켓을 사용하여 지면다지지 작업을 하고자 할 때, 운전자가 원하는 동작이 제대로 되지 않아 매우 답답함을 느끼거나 다지기 작업을제대로 수행하지 못하는 문제가 있게 된다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 운전자의 필요에 따라 붐실린더의 속도를 선택적으로 제어할 수 있게하여 굴삭기의 동작을 효율적으로 제어할 수 있게 한 굴삭기의 붐동작제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 굴삭기의 붐실린더를 제어하는 붐제어밸브와 메인펌프사이의 센터바이패스라인에 원웨이 오일통로가 형성된 원웨이위치와 이 오일통로를 오리피스통로를 통해 오일탱크에 연결시키는 브리드오프 릴리이프위치를 갖춘 선택밸브가 배치되고, 이 선택밸브의 수압실에 온/오프솔레노이드밸브를 통하여 파이롯펌프가 연결되어 있으며, 상기 온/오프 솔레노이드밸브에 선택스위치가 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 되어 있는 본 고안의 장치는, 상기 선택스위치의 온/오프에 따라 온/오프 솔레노이드밸브가 절환되면서 파이롯펌프에서 공급되는 압유가 선택밸브의 수압실에 선택적으로 유입되게 하므로써, 이 선택밸브가 원웨이위치와 브리드오프 릴리이프위치로 선택 절환되면서 메인펌프에서 토출되어 붐제어밸브를 통해 붐실린더로 공급되는 압유의 량을 조절해 주게 된다.

따라서, 잭업동작을 위해 붐의 하강속도를 빠르게 하거나 붐실린더의 동작에 힘이 들어가게 할 필요가 있을 경우에는, 메인펌프에서 토출된 압유의 전부가 선택밸브의 원웨이 통로와 붐제어밸브를 통해 붐실린더로 유입되게 하고, 다짐 등의 작업을 위해 붐의 하강속도를 느리게 할 필요가 있을 경우에는 메인펌프에서 토출된 압유의 일부가 상기 선택밸브의 브리드오프 릴리이프위치를 통해 오일탱크에 릴리이프되게 하므로써 붐을 원하는 바의 속도로 제어할 수가 있는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 굴삭기의 붐동작 제어장치를 도시한 개략적 유압회로도,

도 2 는 본 고안에 따른 선택밸브가 브리드오프위치에 절환되어 있을 때 붐실린더에 유입되는 압유의 속도를 나타낸 그래프,

도 3 은 종래의 일반적인 굴삭기 붐동작 제어장치를 도 1 과 같은 상태로 도시한 개략적 유압회로도,

도 4 는 도 3 에 도시한 장치를 사용하였을 경우에 붐실린더에 유입되는 압유의 속도를 나타낸 그래프,

도 5 는 일반적인 굴삭기에서 굴삭기 차체의 앞부분을 들어올리는 잭업작동과정을 도시한 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 붐실린더 2 - 붐제어밸브

3 - 메인펌프 4 - 센터바이패스라인

5 - 원웨이통로 6 - 브리드오프통로

7 - 오일탱크 8 - 선택밸브

9 - 수압실 10 - 온/오프솔레노이드밸브

11 - 파일롯펌프 12 - 선택스위치

13 - 귀환통로 14 - 오리피스

15 - 메인라인

이하 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 고안에 따른 장치의 구성을 개략적으로 도시한 유압회로도로서, 이 도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 장치는, 굴삭기의 붐실린더(1)를 제어하는 붐제어밸브(2)와 메인펌프(3)사이의 센터바이패스라인(4)에 원웨이 오일통로(5)가 형성된 원웨이위치와 이 오일통로(5)를 브리드오프통로(6)를 통해 오일탱크(7)에 연결시키는 브리드오프 릴리이프위치를 갖춘 선택밸브(8)가 배치되고, 이 선택밸브 (8)의 수압실(9)에 온/오프솔레노이드밸브(10)를 통하여 파이롯펌프(11)가 연결되어 있으며, 상기 온/오프 솔레노이드밸브(10)에 선택스위치(12)가 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안의 장치는, 우선 붐을 빠른 속도로 하강시켜야 할 필요가 있을 경우이거나 붐을 지면에 대고 굴사기의 차체를 들어올리는 잭업동작 등의 실현을 위해 붐실린더(1)에 큰 힘 또는 많은 량의 압유가 주입되게 할 필요가 있을 경우에는, 상기 선택스위치(12)를 오프시키면 솔레노이드밸브(10)가 오프위치로 절환되면서 파일롯펌프(11)에서 공급되는 압유의 흐름을 차단시키게 된되므로, 상기 선택밸브(8)의 수압실(9)에 아무런 압력이 가해지지 않는 상태가 된다.

따라서, 이 선택밸브(8)는 도면에 도시된 바대로 좌측위치, 즉 원웨이통로 (5)가 바이패스라인(4)과 연결된 위치에 있게 되므로, 메인펌프(3)에서 토출된 압유의 전량이 이 선택밸브(8)를 통해서 붐제어밸브(2)로 유입되고, 이 붐실린더(1)는 도시되지 않은 조이스틱의 작동에 따라 좌우로 위치절환되면서 공급된 압유를 붐실린더(1)의 대구경체임버와 소구경체임버에 선택적으로 유입시키게 되는데, 상기 붐제어밸브(2)를 통과한 압유가 붐실린더(1)의 소구경체임버에 유입되도록 붐제어밸브(2)를 절환시키면, 메인펌프(3)에서 토출되는 압유의 전량이 붐실린더(1)에 유입되어 이 붐실린더(1)를 빠른 속도로 수축작동시키게 되고, 이에 따라 붐이 빠른 속도로 하강하게 됨과 더불어 붐에서 요구되는 압력(힘)도 얻을 수 있게 된다.

따라서, 굴삭기의 잭업과 같은 동작을 실현시킬 수가 있으며, 필요에 따라 붐을 빠른 속도로 하강시킬 수가 있는 것이다.

한편, 붐의 선단에 설치된 버켓의 뒷면을 사용하여 평탄작업한 지면을 다짐작업하거나, 붐을 안정된 속도로 하강시키고자 하는 경우에는 상기 선택스위치(12)를 온시키면, 솔레노이드밸브(10)가 위치절환되면서 파이롯펌프(11)에서 토출된 압유가 선택밸브(8)의 수압실(9)에 유입되게 한다.

이와 같이 파이롯압유가 선택밸브(8)의 수압실(9)에 유입되면, 이 선택밸브 (6)가 좌측으로 위치절환하면서, 브리드오프통로(6)를 구비한 브리드오프 릴리이프위치가 상기 센터바이패스라인(4)과 연결되게 된다.

따라서, 메인펌프(3)에서 토출된 압유의 일부는 메인라인(13)을 통하여 붐제어밸브(2)로 유입되고, 나머지 일부의 압유는 상기 브리드오프통로(6)를 통해 오일탱크(7)로 드레인되게 된다.

즉, 상기 붐실린더(1)에 메인펌프(3)에서 토출된 압유의 전량이 유입되지 않고 그 중 일부는 드레인되고, 나머지 일부만이 붐실린더(1)에 유입되게 하므로써 상기 붐실린더(1)와 연결된 붐의 하강속도를 안정되게 유도할 수가 있고, 특히 붐의 선단에 설치된 버켓으로 지면을 다지는 다짐작업을 하는 경우에 붐이 천천히 하강되면서 지면을 탄력적으로 다져줄 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 붐제어밸브(2)와 메인펌프(3)를 연결시키는 센터바이패스라인(4)의 중간에 브리드오프통로(6)를 갖춘 선택밸브(8)가 설치되고, 이 선택밸브(9)의 수압실(9)에 온/오프 솔레노이드밸브(10)를 통하여 파이롯펌프(11)가 연결되어 있으면서, 상기 솔레노이드밸브(10)에 선택스위치(12)가 전기적으로 연결되어 있으므로, 운전자가 선택스위치(12)의 선택적 작동에 따라 상기 선택밸브(8)의 위치를 절환시키면서, 메인펌프(3)에서 붐실린더(1)로 유입되는 압유의 량을 조절하여 붐실린더(1)의 작동속도를 선택적으로 조절할 수가 있으므로, 이 붐실린더(1)와 연결된 붐의 작동속도를 필요에 따라 굴삭기의 운전자가 조절할 수 있게 되어 있다.

따라서, 본 고안에 따른 장치를 사용하므로써 붐의 하강속도를 작업의 필요에 따라 빠르게 하거나 느리게 조정하여, 잭업 또는 다짐작업등과 같은 여러 가지 동작을 효과적으로 제어할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 굴삭기의 붐실린더(1)를 제어하는 붐제어밸브(2)와 메인펌프(3)사이의 센터바이패스라인(4)에 원웨이 오일통로(5)가 형성된 원웨이위치와 이 오일통로(5)를 브리드오프통로(6)를 통해 오일탱크(7)에 연결시키는 브리드오프 릴리이프위치를 갖춘 선택밸브(8)가 배치되고, 이 선택밸브(8)의 수압실(9)에 온/오프솔레노이드밸브(10)를 통하여 파이롯펌프(11)가 연결되어 있으며, 상기 온/오프 솔레노이드밸브 (10)에 선택스위치(12)가 전기적으로 연결되어 이루어진 굴삭기의 붐동작 제어장치.