KR20070102490A

KR20070102490A - 유압 구동장치

Info

Publication number: KR20070102490A
Application number: KR1020077013922A
Authority: KR
Inventors: 조오지 야곱; 요하네스 호네프
Original assignee: 브뤼닝하우스 히드로마틱 게엠베하
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-10-18
Also published as: JP2008524535A; US20080072589A1; CN101065583A; DE102004061559A1; WO2006066760A1; US7784278B2; CN101065583B; EP1828617A1

Abstract

본 발명은 유압 구동장치와 관련된다. 상기 유압 구동장치는 작동 피스톤(operating piston, 3)에 의해 제 1작동 압력 챔버(4)와 제 2작동 압력 챔버(5)로 나뉘어지는 유압 실린더(1)를 포함한다. 상기 유압 구동장치는 제 1연결부(first connector, 10)에 의해 제 1작동 라인(first working line, 7)을 통해 상기 제 1작동 압력 챔버(first operating pressure chamber, 4)에 연결되고, 제 2연결부(second connector, 12)에 의해 제 2작동 라인(second working line,13)을 통해 상기 제 2작동 압력 챔버(second operating pressure chamber, 5)에 연결된 제 1유압 펌프(first hydraulic pump, 43)를 가진 폐유압회로(39)를 더 포함한다. 게다가, 개방유압회로(40)는 제 3연결부(third connector, 11)에 의해 상기 제 1작동 압력 챔버(4)에 연결된 제 2유압 펌프(second hydraulic pump, 8)를 제공한다. 상기 제 2유압 펌프(8)에 있는 제 4연결부(fourth connector, 14)는 유압 저장소(hydraulic reservoir element, 75)에 연결된다.

유압 구동장치, 유압 실린더, 하이드로-펌프, 유압 축압기

Description

유압 구동장치{Hydraulic drive}

본 발명은 유압 실린더(hydraulic cylinder)를 가진 유압 구동장치에 관한 것이다.

본 발명은 유압 실린더를 가진 유압 구동장치와 관련된다.

예를 들어, 이동 작동 장치(mobile operational equipment)에서 확장 암즈(extension arms) 또는 셔블(shovels)의 운동은 일반적으로 유압에 의하여 실행된다. 일반적으로, 양 끝단에서 유압(hydraukic pressure)이 가해질 수 있는 피스톤이 구비된 유압 실린더들이 이런 목적을 위해 사용된다. 운동을 다른 부위 예컨대, 확장 암(extension arm)에 전달하기 위해서 피스톤 봉(piston rod)이 피스톤의 한쪽 측부에 부착된다. 이러한 피스톤 봉 때문에, 조절 피스톤(regulating piston)이 움직이는 동안 생기는 볼륨(volume)의 변화들은 조절 피스톤의 양쪽 측부에서 서로 다르다. 그러므로 상응하는 조절 피스톤 챔버들(regulating piston chambers) 바깥에서 안으로 그리고 독립적으로 안에서 바깥으로 압력 매체를 펌핑하는 것은 조절 피스톤의 양쪽 측부에 형성된 조절압 챔버들(regulating pressure chambers)에 맞추어서 조절되어야 한다.

폐회로(closed circuit)와 개방회로(open circuit)의 결합이 이런 목적을 위 해 사용될 수 있다는 것은 DE 40 08 792 A1에 개시되어 있다. 상기 조절 피스톤의 양쪽 측부에 있는 조절압 챔버들은 펌핑 볼륨이 조정될 수 있는 하이드로-펌프(hydro-pump)를 통해 폐회로에 연결되는데, 특히, 유사하게 조정될 수 있는(similarly-adjustable) 제2 하이드로-펌프의 연결 단부(connection end)는 피스톤 측부 조절압 챔버에 연결된다. 상기 제2 하이드로-펌프의 두 번째 단부(second end)는 진공 라인(vacuum line)을 통해 탱크 볼륨(tank volume)에 연결된다. 복동식(double-action) 유압 실린더 안에서의 조절 피스톤의 운동에 상응하여, 개방회로에 배치된 제2 하이드로-펌프에 의해 상응하는 조절압 챔버의 안으로 또는 바깥으로 볼륨의 차이만큼(differential volume) 펌프된다.

이런 종류의 유압 실린더에 있는 조절 피스톤은 일반적으로 유압에 의해 제한되기 때문에, 펌프되는 압력 매체(pressure medium)는 압력 하에 놓여 있다. 제 2 하이드로-펌프를 통해 운동의 한 방향에서 볼륨의 차이만큼의 펌핑은 탱크 볼륨 안으로 실행되기 때문에, 이러한 압력은 경감되어야 한다. 운동 방향이 바뀐(reversal) 경우에 이러한 사용되지 않은, 방출된 에너지는 회복될 수 없다. 반대로 탱크 볼륨의 압력 레벨에서 주어진(disposed) 압력 매체는 일(work)의 입력을 통해 조절압 챔버에서 주된(predominating) 압력으로 발생되어야 한다.

그러므로 개시된 시스템은 방출된 에너지가 사용되지 않은 채로 남아 있다는 단점을 가지고 있고, 운동 방향이 바뀐 경우에 상응하는 에너지가 하이드로-펌프에 의해 발생되어야 한다는 단점을 가지고 있다. 이것은 불필요한 에너지 낭비를 초래한다.

그러므로 본 발명의 목적은 유압 구동장치를 제공하는 것이다. 운동의 한 방향에서 방출된 에너지는 유압 구동장치에서 저장되고 운동 방향이 그 다음 바뀐 경우에 다시 방출될 수 있다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 유압 구동장치에 의해 이루어진다.

청구항 1에 따른 상기 유압 구동장치의 경우에, 상기 유압 실린더의 제1 조절압 챔버와 제2 조절압 챔버는 제1 작동 라인(first operating line)과 제2 작동라인(second operating line)을 통해 조절 가능한 제1 하이드로-펌프(first hydro-pump)의 제1 연결부(first connection)와 제2 연결부(second connection)에 연결된다. 그러므로 상기 유압 실린더와 작동 라인들과 함께 상기 제1 하이드로-펌프는 폐유압회로(closed hydraulic circuit)를 형성한다.

부가적으로, 제2 하이드로-펌프(second hydro-pump)의 제3 연결부(third connection)는 부가적인 개방회로를 형성하는 유압 실린더의 제1 조절압 챔버(first regulating-pressure chamber)에 연결된다. 제2 하이드로-펌프의 제4 연결부(fourth connection)는 유압 축압기(hydraulic accumulator)에 연결된다. 따라서, 압력 매체는 유압 축압기의 바깥쪽 또는 안쪽으로 각각 펌프될 수 있다. 즉, 상기 유압 실린더의 제1 및 제2 조절압 챔버에서 볼륨의 차등 변화들(different changes) 때문에 압력 매체는 폐회로의 바깥쪽 또는 안쪽으로 각각 펌프되어야 한다. 그러므로 상기 유압 축압기 안으로 압력 매체를 펌핑함으로써 에너지는 저장될 수 있고, 상기 에너지는 상기 유압 실린더에서 조절 피스톤의 운동 방향이 바뀐 경우에도 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 유압 구동장치의 더 많은 이점은 종속항에 기술되어 있다.

만약 제1 하이드로-펌프의 펌핑 볼륨이 제2 하이드로-펌프의 펌핑 볼륨과 공동으로(jointly) 조정될 수 있다면, 본 발명에 따른 유압 구동장치는 특별히 간단한 방법으로 실현될 수 있다. 결과적으로, 두 개의 하이드로-펌프들의 비용이 집약적일 필요가 없고, 두 개의 하이드로-펌프들 각각의 제어는 요구되지 않는다. 만약 더블-하이드로-펌프(double-hydro-pump)가 두 개의 분리된 하이드로-펌프들 대신에 사용된다면, 좀 더 단순하게 될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 폐회로와 개방회로는 폐회로와 또한 개방회로 모두에 공급하는 총 4개의 연결부들을 가진 하나의 피스톤 메카니즘만으로 실현된다.

고에너지들을 저장하기 위해서, 특히 유압 축압기를 하이드로-맴브레인 축압기(hydro-membrane accumulator)로 사용하는 것이 유리하다. 하이드로-맴브레인 축압기의 사용으로 인해, 저장할 수 있는 유체역학적인 에너지들(hydrostatic energies)은 특히 높다. 각각의 구동장치의 사용에 의존하는 경우라면 상기 하이드로-맴브레인 축압기를 고압 축압기로 사용하는 것은 특히 유리하다. 그렇지만, 만약 저장된 압력들을 위해 그런 높은 설명들(specifications)이 요구되지 않는다면, 좀 더 비용이 유리하고(cost-favourable), 압력도 낮은 축압기가 사용될 수 있다. 축압기-압력-제한 밸브(accumulator-pressure-limiting valve)와 같은 주변의 구조부들(peripheral structural elements)이 단지 상대적으로 낮은 압력을 위해 설계될 필요가 있는 경우에 저압 축압기의 사용은 좀 더 유리하다.

보조 펌프(auxiliary pump)를 추가 펌프(further pump)로 사용하는 것이 특히 유리하다. 그 이유는 제1 및 제2 하이드로-펌프 또는 더블-하이드로-펌프 각각의 기능은 확장 암이나 셔블을 들어올리기, 낮추기 또는 상응하는 운동을 위해 독점적으로 조정되도록 하기 때문이다. 반대로, 피할수 없는 누출 오일의 펌핑은 보조 펌프를 통해 실행된다. 또한 상기 보조 펌프는 시스템 개시(system start-up)에서 제1 또는 제2 하이드로-펌프의 주어진 시작 압력(given starting pressure)을 시스템에 독립적으로 가져온다. 특히 에너지의 저장을 고려하여, 이러한 디-커플링(de-coupling)은 특히 유리하다. 왜냐하면, 상기 제2 하이드로-펌프의 제4 연결부는 상기 축압기 및 축압기-압력-제한 밸브에 독점적으로 연결되어야 하기 때문이다. 그러므로 예를 들어, 누출에 의해 에너지 손실을 가져오는 추가적인 밸브들 또는 장치들은 에너지 저장의 영역에서는 요구되지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 도면들에 개시되어 있고, 아래에 좀 더 상세하게 설명될 것이다. 상기 도면들은 다음과 같다:

도 1은 본 발명에 따른 유압 구동장치의 제1 실시예의 회로도를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 유압 구동장치의 제2 실시예의 회로도를 나타낸다.

작동부(operational unit)에서 본 발명에 따른 유압 구동장치의 제1 실시예는 도 1과 관련하여 아래에 설명되어 있다.

도 1은 작동부에서 유압 실린더(hydraulic cylinder, 1)와 하이드로-펌프 부(hydro-pump unit, 2)를 제공하는 본 발명에 따른 유압 구동장치의 회로도를 나타낸다. 유압 실린더(1)를 피스톤 측부, 제1 조절압 챔버(first regulating pressure, 4)와 피스톤 봉 측부, 제2 조절압 챔버(second regulating pressure, 5)로 나누는 조절 피스톤(regulating piston, 3)은 상기 유압 실린더(1) 내에서 전치할 수 있는(displaceable) 방식으로 설치된다. 하이드로-펌프부(2)의 제1 연결 단부(first connection end, 6)는 제1 작동 라인(first operating line, 7)을 통해 유압 실린더(1)의 제1 조절압 챔버(4)에 연결된다. 하이드로-펌프부(2)는 축(shaft, 9)을 통해 서로 기계적으로 연결된 제1 하이드로-펌프(first hydro-pump, 43)와 제2 하이드로-펌프(second hydro-pump, 8)로 이루어져 있다.

하이드로-펌프부(2)의 제1 연결 단부(6)는 제1 하이드로-펌프(43)의 제1 연결부(first connection, 10)와 제2 하이드로-펌프(8)의 제3 연결부(third connection, 11)로 구성된다. 제1 하이드로-펌프(43)의 제2 연결부(second connection, 12)는 제2 작동 라인(second operating line, 13)을 통해 유압 실린더(1)의 제2 조절압 챔버(5)에 연결된다. 제2 하이드로-펌프(8)의 제4 연결부(fourth connection, 14)는 유압 라인(hydraulic line, 15)을 통해 유압 축압기(hydraulic accumulator, 75)에 연결된다. 제2 연결부(12)와 제4 연결부(14)는 함께 하이드로-펌프부(2)의 제2 연결 단부(second connection end, 78)를 형성한다. 제1 하이드로-펌프(43)는 제1 펌프-제어 장치(first pump-control device, 17)를 통해 유압유(hydraulic fluid)의 흐름에 대해 제어될 수 있다. 유추하여 볼때, 제2 하이드로-펌프(8)는 제2 펌프-제어 장치(second pump-control device, 18)를 통해 유압유의 흐름에 대해 제어될 수 있다. 두 개의 펌프-제어 장치들(17, 18)은 기계적, 유압적, 공기압적 또는 전기적인 것 중의 하나를 선택적으로 제어할 수 있다.

제1 작동 라인(7)에서 과도한 압력의 경우에, 제1 작동 라인(7)에 연결된 제1 압력-제한 밸브(first pressure-limiting valve, 19)는 밸브의 입력부(input, 32)에서 개방한다. 제1 작동 라인(7)에서의 압력은 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 21)을 통해 제1 압력-제한 밸브(19)의 제1 제어 연결부(first control connection, 20)에 적용된다. 제1 작동 라인(7)에서의 허용 가능한 최대 압력을 조정할 수 있는 조정 스프링(adjustment spring, 23)의 압력은 제1 제어 연결부(20)를 가진 제1 압력-제한 밸브(19)의 인게이즈먼트(engagement, 22)의 한 점에 적용된다. 조정 스프링(23)의 힘과 같은 액션의 방향에서, 제1 압력-제한 밸브(19)의 출력부(output, 33)에서의 압력은 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 31)을 통해 제1 압력-제한 밸브(19)의 출력부(33)에 연결된 제2 제어 연결부(second control connection, 44)에 작용한다. 만약 제1 압력-제한 밸브(19)의 입력부(32)와 출력부(33) 사이에서의 압력차가 조정 스프링(23)에 의해 설정된 최대 압력차보다 크다면, 작동 라인(7)에서의 과도한 압력의 경우에 대비하여 제1 압력-제한 밸브(19)는 개방된다. 제1 압력 -제한 밸브(19)를 개방함으로써, 제1 작동 라인 (7)에서의 과도한 압력은 제1 및 제2 작동 라인(7, 13)을 연결하는 라인(38)에서 제1 압력-제한 밸브(19)와 제2 작동 라인(13) 사이에 연결된 제1 역행 방지판(first non-return valve, 24)을 통해 제2 작동 라인(13)으로 방출된다.

유추하여 볼때, 제2 작동 라인(13)에서의 과도한 압력의 경우에 대비하여, 제2 압력-제한 밸브(second pressure-limiting valve, 25)의 입력부(34)에서 제2 작동 라인(13)에 연결된 제2 압력-제한 밸브(25)는 개방한다. 제2 압력-제한 밸브(25)는 제1 역행 방지판(24)과 평행하게 연결되어 있다. 제2 작동 라인(13)에서의 압력은 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 27)을 통해 제2 압력-제한 밸브(25)의 제1 제어 연결부(26)에 적용된다. 제2 작동 라인(13)에서의 허용 가능한 최대 압력을 조정할 수 있는 조정 스프링(adjustment spring, 29)의 압력은 제 2 압력-제한 밸브(25)의 인게이즈먼트(28)의 한 점에 적용된다. 조정 스프링(29)의 압력과 같은 액션의 방향에서, 제2 압력-제한 밸브(25)의 출력 부(output, 37)에서의 압력은 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 36)을 통해 제2 압력-제한 밸브(25)의 출력부(37)에 연결되는 제2 압력-제한 밸브(25)의 제2 제어 연결부(35)에 작용한다. 만약 제2 압력-제한 밸브(25)의 입력부(34)와 출력부(37) 사이에서의 압력차가 조정 스프링(29)에 의해 설정된 최대 압력차보다 크다면, 제2 작동 라인(13)에서의 과도한 압력의 경우에 대비하여 제2 압력-제한 밸브(25)는 개방된다. 제2 압력 -제한 밸브(25)를 개방함으로써, 제2 작동 라인(13)에서의 과도한 압력은 라인(38)에서 제1 압력-제한 밸브(19)에 평행하고, 제2 압력-제한 밸브(25)와 제1작동 라인(7) 사이에 배치되는 제2 역행 방지판(second non-return valve, 30)을 통해 제1 작동 라인(7)으로 방출된다.

유압 실린더(1), 제1 유압 라인(7) 및 제2 유압 라인(13)과 함께, 제1 하이드로-펌프(43)는 폐유압회로(closed hydraulic line, 39)를 형성한다. 제2 하이드 로-펌프(8)는 개방회로(40)를 통해 유압 실린더(1)의 제1 조절압 챔버(4)인 피스톤 측부에 공급한다. 이런 목적을 위해, 따라서 제2 하이드로-펌프(8)의 제2 연결부(11)는 작동 라인 브랜치(operating line branch, 77)를 통해 제1 작동 라인(7)과 제1 조절압 챔버(4)에 연결된다.

조절 피스톤(3)은 유압 구동장치에 의해 구동되는 작동부의 운동학(kinematics)의 운동 방향과 요구되는 위치에 상응하여 유압 실린더(1) 내에서 움직이고 위치가 정해진다. 유압 실린더(1) 내에서 조절 피스톤(3)을 움직이고 위치를 정하기 위해, 유압유의 상응하는 양은 펌프-흐름 제어부(pump-flow control unit)를 통해 하이드로-펌프부(2)에 의해 유압 실린더(1)의 제1 및 제2 조절압 챔버(4, 5)로 펌프된다. 조절 피스톤 운동의 경우에 제1 조절압 챔버(4) 또는 제2 조절압 챔버(5)에서 각각 야기된 볼륨 변화들은 다르다. 왜냐하면 조절 피스톤(3)은 한쪽 측부에 조절 피스톤 봉(regulating-piston rod)을 사용하기 때문이다. 도 1에 나타난 바와 같이 오른편에 있는 폐회로 내에서 조절 피스톤(3) 운동의 경우에 제 2 작동 라인(13)과 제1 작동 라인(7)을 통해 제2 조절압 챔버(5)로부터 제1 조절압 챔버(4)로 압력 매체를 펌프하는 제1 하이드로-펌프(43)에 의해 조절 운동(regulating movement)은 실질상 야기된다. 두 개의 조절압 챔버들(4, 5)에서 볼륨의 차등 변화를 맞추기 위해, 제1 조절압 챔버(4)에서 부가적으로 요구되는 압력 매체는 개방회로(40)를 통해 제1 조절압 챔버(4)에 공급된다. 상기 압력 매체는 제 2 조절압 챔버(5)로부터 제1 조절압 챔버(4)로 제1 하이드로-펌프(43)에 의해 펌프될 뿐만 아니라, 제2 하이드로-펌프(8)를 거쳐 작동 라인 브랜치(77)를 통해 제1 조절압 챔버(4)로도 압력 매체가 펌프된다.

이런 목적을 위해, 제2 하이드로-펌프(8)는 유압 라인(15)을 통해 유압 축압기(hydraulic accumulator, 75)에 저장된 압력 매체를 펌프한다.

유압 축압기(75)는 위에서 기술한 운동의 방향과 반대로 운동을 함으로써 채워진다. 만약 조절 피스톤(3)이 도 1에 나타난 바와 같이 왼쪽편으로 움직인다면, 압력 매체는 제2 조절압 챔버(5) 안으로 펌프되는 것보다 제1 하이드로-펌프(43)에 의해 제1 조절압 챔버(4)의 바깥쪽으로 좀더 펌프되어야 한다. 과도한 압력 매체는 제2 하이드로-펌프(8)와 유압 라인(15)에 의해 유압 축압기(75)로 펌프된다. 유압 축압기(75)는 하이드로-멤브레인 축압기(hydro-membrane accumulator)로 형성되는 것이 바람직하다. 유압 축압기(75)로 상기 압력 매체가 들어올 때, 유압 축압기(75)가 차등의 압력 매체의 조절 뿐만 아니라 동시에 에너지 저장을 위해 사용되도록 맴브레인 뒤쪽에 배치된 가스 볼륨은 압축된다. 반대로 조절 피스톤(3)의 운동 방향의 변화에 대비하여 축압기(75) 뒤에 배치된 압력 매체를 제1 조절압 챔버(4)로 펌프시키기 위해서 유압 축압기(75)에 저장된 에너지는 사용될 수 있다. 그러므로 제2 하이드로-펌프(8)가 탱크 볼륨에 연결되어 있는 개방회로에서 나온 차이점으로서, 예를 들어, 디거(digger)의 셔블(shovel)을 낮추는 경우에 에너지 방출은 조절판(throttle)을 통해 압력 매체의 방출에 의해 열로 전환되는 것이 아니라 맴브레인 축압기에 저장된다는 것이다. 따라서 상기 저장된 에너지는 사용될 수 있고, 압력 매체는 볼륨을 균형화하기 위해서 탱크 볼륨을 진공압으로 만들 필요가 없다.

유압 축압기(75)는 축압기-압력 제한 밸브(accumulator-pressure limiting valve, 76)를 통해 지나치게 높은 축압기 압력의 발생에 대해 안전하도록 한다. 축압기-압력 제한 밸브(76)는 유압 브랜치 라인(hydraulic branch line, 15`)을 통해 입력 단부(input end)에서 유압 라인(15)에 연결된다. 거기에서 주된 압력은 축압기-압력 제한 밸브(76)의 개방 압력을 조정할 수 있는 조정 스프링(adjustment spring, 79)과 반대편에 있는 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 80)을 통해 작용한다. 만약 임계치(threshold value)가 초과된다면, 유압 라인(15)은 탱크 볼륨(16) 안으로 구제된다(relieved).

볼륨 균형을 위해 요구되는 압력 매체 흐름(pressure-medium flow)은 제2 하이드로-펌프에 의해 하나의 탱크 볼륨에서 다른 탱크 볼륨으로 펌프되는 개방 시스템에서 나온 차이점으로서, 제2 하이드로-펌프(8)를 통한 누출 압력 매체의 펌핑은 본 발명에 따른 실시예의 경우에 가능하지 않다는 것이다. 그러므로 축(9)에 의해 또한 구동되는 보조 펌프(auxiliary pump, 41)가 제공된다. 보조 펌프(41)는 탱크 볼륨으로부터 진공 라인(47)을 통해 압력 매체를 이끌어내고 피더 라인(feeder line, 46)으로 압력 매체를 펌프한다. 보조 펌프(41)는 단지 한 방향에서만 펌핑하도록 일정한 펌프인 것이 바람직하다. 이런 종류의 일정한 펌프의 펌핑 파워는축(9)의 회전 속도에 의존하기 때문에, 피더 라인(46)은 제3 압력-제한 밸브(third pressure-limiting valve, 45)에 의해 안정화된다. 제3 압력-제한 밸브(45)는 피더 라인 브랜치(feeder line branch, 46`)를 통해 피더 라인(46)에 연결된다. 조정 스프링(adjustment spring, 51)은 제3 압력-제한 밸브(45)의 인게이즈먼 트(engagement, 50)의 한 점에 작용한다. 피더 라인(46)과 피더 라인 브랜치(46`)에서 각각 주된 압력은 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 49)을 통해 제 3 압력-제한 밸브(45)의 제어 입력(control input, 48)의 반대 방향에 작용한다. 만약 제어 입력(48)에서 상응하는 유압력(hydraulic force)이 반대편 조정 스프링(51)의 힘을 초과한다면, 제3 압력-제한 밸브(45)는 피더 라인(46)과 탱크 볼륨(16) 사이에서 관류 연결(through-flow connection)을 개방 및 방출한다.

피더 라인(46)은 보조 펌프(41)에서 라인(line, 38)으로 향해 있는 피더 라인(46)의 끝부분에서 개방한다. 왜냐하면 압력 매체가 제1 역행 방지판(24) 또는 독립적으로 제2 역행 방지판(30)을 통해 제2 작동 라인(13) 또는 독립적으로 제1 작동 라인(7)으로 공급되도록 하기 위해서이다. 즉, 피더 라인(46)보다 각각의 작동 라인(7 또는 13)에서 더 낮은 압력이 우세하게 제공되도록 하기 위함이다.

도 2는 작동부의 발명에 따른 유압 구동장치의 제2 실시예를 보여준다.

도 2에서 나타난 제2 실시예의 하이드로-펌프부(2)는 두개의 유압 회로 즉, 제1 연결부(10)와 제2 연결부(12)를 통한 폐유압회로(39)와 제3 연결부(11)와 제4 연결부(14)를 통한 개방유압회로(40)를 공급하는 더블 하이드로-펌프(double hydro-pump, 52)에 의해 실현된다. 보통의 펌프-제어 장치(common pump-control device, 53)를 통해 조절되는 흐름 분할 축의 피스톤 펌프(flow-dividing axial piston pump, 79)는 이번 문맥에서 바람직하게 사용된다.

펌프-제어 장치(pump-control device, 53)의 제1 및 제2 펌프-조절압 챔버(first and second pump-regulating-pressure chamber, 54A, 54B)를 위한 조절압 은 유압 라인들(hydraulic lines, 55A, 55B)을 통해 공급된다. 유압 조절판(hydraulic throttles, 64A, 64B)은 펌프 흐름을 제한하기 위해 유압 라인들(55A, 55B)에 삽입될 수 있고, 4/3-웨이 밸브(4/3-way valve)로서 설계되는 조정 밸브(adjustment valve, 56)에서 조정될 수 있다. 조정 밸브(56)의 제어력은 조정 스프링(adjustment spring, 58A)과 전기적으로 제어 가능한 전자석(electrically-controllable electromagnet, 59A)에 의해 제1 제어 입력부(first control input, 57A)에서 발생되고, 조정 스프링(adjustment spring, 58B)과 전기적으로 제어 가능한 전자석(electrically-controllable electromagnet, 59B)에 의해 제2 제어 입력부(second control input, 57B)에서 발생된다. 조정 밸브(56)의 입력부(input, 60A)는 유압 연결 라인(hydraulic connecting line, 61)을 통해 보조 펌프(41)의 피더 연결부(42)에 연결된다. 유압 조절판(hydraulic throttle, 62)은 펌프 흐름을 제한하기 위해 유압 연결 라인(61)에 삽입된다. 조정 밸브(56)의 출력부(output, 60B)는 탱크 볼륨(16)에 연결된다. 제1 및 제2 제어 입력부(57A, 57B)에서 2개의 전자석(59A, 59B)의 전기적 제어에 의존하기 때문에, 제1 펌프-조절압 챔버(54A)는 조절압(regulating-pressure)에 연결되고, 상기 제2 펌프-조절압 챔버(54B)는 탱크 볼륨(16)에 연결된다. 또는 그 반대도 가능하다. 상기 제1 및 제2 펌프-조절압 챔버(54A, 54B) 사이에서의 압력은 조정 스프링(58A, 58B)에 의해 정의되는 조정 밸브(56)의 정지 상태에서 균형이 맞춰진다.

제1 및 제2 압력-제한 밸브(19 또는 25)를 통해 과도한 압력의 방출의 결과로서 유압 실린더(1) 안에 있는 조절 피스톤(3)의 말단부(end position)에서 본 발 명에 따른 유압 구동장치에 필요한 것보다도 더 영구적인 유압 전력의 손실을 피하기 위해서 압력 차단 밸브(pressure cut off valve, 65)는 제1 작동 라인(7)과 제 2 작동 라인(13) 사이에서 제공되는 것이 바람직하다. 압력 차단 밸브(65)는 제1 작동 라인(7)과 제2 작동 라인(13) 사이에서 연결되는 압력 셔틀 밸브(pressure shuttle valve, 66)를 포함한다. 유압 실린더(1) 안에 있는 조절 피스톤(3)의 말단부 때문에 생기는 제1 작동 라인(7) 또는 제2 작동라인(13)에서 과도한 압력을 대비하기 위해, 상기 과도한 압력은 압력 셔틀 밸브(66)의 출력부(67)에 연결된다. 압력 셔틀 밸브(66)의 출력부(67)는 제4 압력-제한 밸브(69)의 제어 입력부(68)에 연결된다. 만약 제1 작동 라인(7) 또는 제2 작동 라인(13)에서의 과도한 압력 때문에 제4 압력-제한 밸브(69)의 제어 입력부(68)에서의 압력이 제4 압력-제한 밸브(69)의 인게이즈먼트(70)의 한 점에서 조정 스프링(adjustment spring, 71)에 의해 조정 가능한 최대 압력보다 더 높다면, 제4 압력-제한 밸브(69)는 개방한다. 이와 같이, 조정 밸브(56)의 입력부(60A)는 제4 압력-제한 밸브(69)의 입력부에 연결되는 유압 작동 라인(72)을 통해 탱크 볼륨에 연결된다.

이것은 조정 밸브(56)의 입력부(60A)에서 펌프 제어 장치(53)를 위한 조절압을 감소시키고, 펌프 제어 장치(53)의 조절 피스톤(74)은 정지 상태쪽으로 바뀌어진다. 결과적으로, 더블 하이드로-펌프(52)의 펌프-흐름양은 다시 제어되고, 제1 작동 라인(7) 또는 제2 작동 라인(13)에서의 과도한 압력은 감소한다. 제1 작동 라인(7) 또는 제2 작동 라인(13)에서 주어진 압력에 도달하자마자, 압력-셔틀 밸브(66)는 다시 닫히고, 그러므로 펌프 제어 장치(53)를 위한 조절압의 감소를 종결 시킨다.

유압 축압기(75)에 의한 에너지의 저장과 에너지의 회복은 도 1과 관련하여 개시된 방법에 상응한다.

본 발명은 개시된 실시예에 한정하는 것은 아니다. 특히, 모든 실시예의 모든 특징들은 서로 유리하게 결합될 수 있다.

본보기가 되는 실시예들의 설명은 단순화된 방법으로 본 발명에 개시되어 있다. 특히, 유압 구동장치의 향상을 위한 더 나은 특징들은 보조 펌프(41)의 회로 내에서 생각할 수 있다. 예를 들어, 보조 펌프의 진공 측부에서 전체 시스템을 통해 유압유(hydraulic fluid)를 깨끗이 하기 위해 필터를 준비하는 것이 가능하다. 게다가, 제3 압력-제한 밸브를 통해 탱크 볼륨으로의 압력 방출은 냉각기(cooler)를 통해 실행될 수 있다.

유압 축압기는 저압 축압기 또는 고압 축압기로서 설계될 수 있다. 저장된 에너지에 의존하기 때문에 저압 축압기의 사용은 특히 이로울 수 있다. 예를 들어, 유압 라인(15)에서의 압력은 저압 축압기의 사용을 통해 낮게 유지할 수 있다. 이것은 축압기-압력 제한 밸브(76)에 상응하는 디자인을 이끌어낸다. 게다가, 제2 하이드로-펌프(8)에 관해서, 압력 매체는 유압 라인(15)을 따라 유압 축압기(75)로 고압 레벨에서 펌프될 필요는 없다.

반대로, 더 높은 실제 압력 때문에 더 많은 양의 에너지가 고압 축압기에서 저장될 수 있다. 두 경우에, 펌프된 압력 매체의 공급을 위해 보조 펌프(41)는 피더 라인(46)을 통해 제1 작동 라인(7) 또는 제2 작동 라인(13)으로 곧바로 펌프하 기 때문에 손실은 감소된다. 그러므로 축압기에서 유압 에너지의 저장을 위해 축압기 시스템과의 비용 집약적인 결합은 요구되지 않는다. 연결 라인(15)은 압력 매체를 가진 유압 축압기(75)를 채우기 위해 또는 거기에 저장된 압력 매체의 제거를 위해 각각 독점적으로 사용된다.

본 발명은 유압 구동 장치를 생산하거나 이를 판매 및 사용하는 산업등에 널리 이용될 수 있다.

Claims

조절 피스톤(regulating piston, 3)에 의해 제1 조절압 챔버(first regulating-pressure chamber, 4)와 제2 조절압 챔버(second regulating-pressure chamber, 5)로 나뉘어지는 유압 실린더(hydraulic cylinder, 1);

제1 작동 라인(first operating line, 7)을 통해 제1 연결부(first connection, 10)에 의해 상기 제1 조절압 챔버(4)에 연결되고, 제2 작동 라인(second operating line, 13)을 통해 제2 연결부(second connection,12)에 의해 상기 제2 조절압 챔버(5)에 연결되는 제1 하이드로-펌프(first hydro-pump, 43)를 포함하는 폐유압회로(closed hydraulic circuit, 39);

제3 연결부(third connection, 11)에 의해 상기 제1 조절압 챔버(4)에 연결되는 제2 하이드로-펌프(second hydro-pump, 8)를 포함하는 개방유압회로(open hydraulic circuit, 40)를 포함하고,

상기 제2 하이드로-펌프(8)의 제4 연결부(fourth connection, 14)는 유압 축압기(hydraulic accumulator, 75)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 하이드로-펌프(43)와 상기 제2 하이드로-펌프(8)의 펌핑 볼륨은 공동으로(jointly) 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제1 하이드로-펌프(43)와 상기 제2 하이드로-펌프(8)는 더블 하이드로-펌프(79)로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 유압 축압기(75)는 하이드로-멤브레인 축압기(hydro-membrane accumulator)인 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 유압 축압기(75)는 저압 축압기인 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 유압 축압기(75)는 고압 축압기인 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 제1 하이드로-펌프(43)와 상기 제 2 하이드로-펌프(8)에 추가하여, 압력 매체의 공급을 위해 상기 제1 작동 라인(7) 및/또는 상기 제2 작동 라인(13)에 연결될 수 있는 보조 펌프(41)가 포함되는 것을 특징으로 하는 유압 구동장치.