KR20110030420A

KR20110030420A - 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치

Info

Publication number: KR20110030420A
Application number: KR1020107022946A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 카우쓰
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2011-03-23
Also published as: WO2009127349A1; US20110030816A1; JP2011517754A; EP2268927A1; DE102008018936A1

Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 조절 챔버(36, 38)를 포함하는 조절 밸브(2)를 조절하기 위한 파일럿 장치(6)를 구비한 조절 장치에 관한 것이다. 제 1 조절 챔버(36)는 한 방향으로 조절 밸브(2)를 조절하는데 이용되고, 제 2 조절 챔버(38)는 반대 방향으로 조절하는데 이용된다. 이 경우 조절 챔버들(36, 38)에 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력이 제공된다. 파일럿 장치(6) 외에 추가로 조절 장치는 조절 챔버(36, 38)에 출력 압력을 제공하기 위해 파일럿 밸브(4)를 포함한다. 파일럿 밸브(4)의 공급 압력은 조절 챔버들(36, 38) 중 하나의 조절 챔버에서 작용하는 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력이고, 파일럿 밸브(4)의 출력 압력은 다른 조절 챔버(36, 38)에 작용하고, 출력 압력은 파일럿 압력과 동일하거나 또는 더 작다.

Description

조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치{Control arrangement for controlling a control valve}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치에 관한 것이다.

압력 매체 체적 유량이 많은 경우에 조절 밸브의 조절을 위해 흔히 파일럿 밸브가 제공되고, 상기 파일럿 밸브는 이동식 작업 장치에서 기계-유압식 파일럿 장치로서 구현될 수 있다. 상기 파일럿 장치는 예컨대 출원인의 문서 RD 64 552에 공지되어 있다. 파일럿 장치는 조절 레버에 의해 수동으로 작동되는, 조절 가능한 다수의 감압 밸브들을 포함한다. 파일럿 압력(pilot pressure)의 레벨은 조절 레버의 위치에 의존하고, 이로써 조절 밸브의 비례-유압식 조절이 가능해진다. 상기 파일럿 장치는 그 구조와 관련해서 예컨대 DE 27 51 946 C2호 또는 DE 199 49 802 A1 호에 공지되어 있다. 조절 밸브의 기계-유압식 파일럿 조절 대신 또는 대안으로서 전기 유압식 파일럿 조절이 이루어질 수 있다.

DE 10 2005 005 928 호에는 조절 밸브의 기계-유압식 파일럿 조절과 전기-유압식 파일럿 조절의 조합이 공지되어 있다. 이 경우, 파일럿 장치에 또는 전기 조절 가능한 파일럿 밸브에 최대로 설정된 파일럿 압력이 조절 밸브의 조절 챔버에 인가된다. 이러한 해결책에서는, 전기적으로 조절 가능한 파일럿 밸브의 제어 전자 장치에 에러가 있는 경우 상기 파일럿 밸브는 조절 밸브를 예측 불가능하게 조절할 수 있고, 이것은 상기 조절 장치의 사용시 위험한 상황을 야기할 수 있는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 간단하게 구성되고 안전하게 사용될 수 있는 조절 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제 1 항의 특징을 가진 조절 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따라, 조절 장치는 제 1 및 제 2 조절 챔버를 포함하는 조절 밸브의 조절을 위한 파일럿 장치를 갖는다. 제 1 조절 챔버는 한 방향으로 조절 밸브를 조절하는데 이용되고, 제 2 조절 챔버는 반대 방향으로 조절하는데 이용되고, 이 경우 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에는 파일럿 장치의 파일럿 압력이 제공된다. 조절 장치는 파일럿 장치 외에 추가로 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에 출력 압력을 제공하는 파일럿 밸브를 포함한다. 이 경우, 파일럿 밸브의 공급 압력은 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에서 작용하는 파일럿 장치의 파일럿 압력이고, 파일럿 밸브의 출력 압력은 다른 조절 챔버에서 작용하고, 상기 출력 압력은 파일럿 압력과 동일하거나 또는 더 작다.

상기 해결책은, 파일럿 밸브가 파일럿 장치의 파일럿 압력에 따라서만 조절되고, 따라서 예컨대 파일럿 밸브의 오작동 시 조절 밸브는 파일럿 장치에 의해 미리 주어진 방향과 반대로 이동될 수 없는 장점을 갖는다. 이 경우, 조절 밸브의 평형 상태가 가능한데, 그 이유는 출력 압력이 최대로 파일럿 압력에 상응하기 때문이다.

파일럿 밸브는 바람직하게 전자기 감압 밸브이므로, 조절 챔버에서 작용하는 출력 압력은 간단하게 조절될 수 있다.

파일럿 장치는 저렴한 표준 부품일 수 있고, 예컨대 파일럿 라인을 통해 조절 밸브의 조절 챔버에 연결되고, 파일럿 장치를 통해 파일럿 라인들 중 하나의 파일럿 라인은 조절 오일 공급 라인과 오일이 통하도록 연결될 수 있고, 다른 파일럿 라인은 탱크로 릴리스될 수 있다.

파일럿 밸브의 공급 라인은 바람직하게 파일럿 밸브의 최대 압력 파일럿 라인과 오일이 통하도록 연결되고, 이 경우 최대 압력 파일럿 라인은 조절 밸브의 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에 연결되고, 다른 조절 챔버는 파일럿 밸브의 조절에 의해 공급 라인 또는 낮은 압력의 파일럿 라인에 연결될 수 있다. 이로써 파일럿 밸브에는 간단한 배치에 의해 파일럿 장치의 파일럿 압력이 제공될 수 있다.

셔틀 밸브 캐스케이드는 파일럿 장치의 더 높은 파일럿 압력의 간단한 탭을 가능하게 하고, 상기 파일럿 압력은 다른 조절 챔버에 파일럿 밸브의 출력 압력을 제공하기 위해 그리고 파일럿 밸브의 공급 압력으로서 제공된다. 이 경우, 파일럿 장치의 2개의 출력 접속부들은 바람직하게 각각 파일럿 라인들 중 하나의 파일럿 라인에 접속되고, 상기 파일럿 라인들은 각각 2개의 파일럿 셔틀 밸브의 입력 접속부로 연장된다. 파일럿 셔틀 밸브의 다른 입력 접속부는 연결 라인 및 공통의 출력 라인을 통해 파일럿 밸브의 작동 접속부에 연결된다. 또한, 파일럿 셔틀 밸브의 각각의 출력 접속부는 한편으로는 조절 라인을 통해 조절 밸브의 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에 연결되고, 다른 한편으로는 공급 라인을 통해 공급 셔틀 밸브의 입력 접속부에 연결되고, 상기 공급 셔틀 밸브의 출력 접속부는 파일럿 밸브의 압력 접속부에 연결된다.

탱크로의 가능한 감압을 위해 파일럿 밸브의 탱크 접속부는 탱크 라인을 통해 역 조절 밸브의 출력 접속부에 연결될 수 있고, 이 경우 역 조절 밸브의 입력 접속부들은 각각 저압 라인을 통해 파일럿 라인들 중 하나의 파일럿 라인에 접속된다.

예컨대 유압 실린더 형태의 컨슈머는 공지된 방식으로 피스톤 로드측 링 챔버에 의해 하나의 작동 라인에 연결될 수 있고, 베이스측 실린더형 챔버에 의해 조절 밸브의 다른 작동 라인에 연결될 수 있다.

바람직하게 마이크로컨트롤러는 유입 실린더의 피스톤의 이동 거리에 의존하여 및/또는 유압 실린더와 조절 밸브 사이의 최대 압력 작동 라인 내의 조절 오일 압력에 의존하여 및/또는 파일럿 밸브를 향한 공급 라인 내의 조절 오일 압력에 의존하여 파일럿 밸브를 조절한다. 이것은, 조절 장치의 사용 조건에 따라 조절 밸브에 마이크로컨트롤러에 의해 조절되는 다양한 파일럿 밸브의 출력 압력이 제공되고 따라서 예컨대 조절 밸브의 밸브 슬라이드의 조절 속도가 제어될 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 이로써 EFM(Electronic Flow Matching)이 가능하다.

바람직한 실시예에서, 조절 장치는 적어도 2개의 컨슈머를 조절하고, 상기 컨슈머들에 각각 조절 장치가 할당 배치된다. 이 경우 하나의 컨슈머에 할당 배치된 파일럿 밸브에는 밸브 장치를 통해 다른 컨슈머에 할당 배치된 제 1 파일럿 장치의 파일럿 압력이 공급 압력으로서 제공된다. 이로 인해 하나의 파일럿 장치가 2개의 컨슈머를 조절하는 것이 가능해진다.

제 1 파일럿 장치만으로 2개의 소비자 장치들이 제어될 수 있도록, 밸브 장치는 예컨대 2개의 연결 셔틀 밸브들을 갖고, 상기 연결 셔틀 밸브들의 입력 접속부들은 제 1 파일럿 장치의 파일럿 라인으로부터 분기된 연결 채널 및 제 2 파일럿 장치의 파일럿 라인에 연결되고, 상기 연결 셔틀 밸브들의 각각의 출력 접속부는 제 1 파일럿 셔틀 밸브의 입력 접속부 및 셔틀 밸브 캐스케이드의 역 셔틀 밸브의 입력 접속부에 연결되고, 상기 셔틀 밸브 캐스케이드는 하나의 컨슈머를 위한 파일럿 밸브에 할당 배치된다.

제 1 파일럿 장치로 다른 컨슈머를 바람직하게 조절하기 위해, 제 1 파일럿 장치와 각각의 연결 셔틀 밸브 사이의 조절 오일 유동 경로에 차단 가능한 스위칭 밸브가 배치될 수 있다.

제 1 파일럿 장치에 연결된 연결 셔틀 밸브의 입력 접속부들에는 스위칭 밸브를 통해 탱크 압력 또는 제 1 파일럿 장치의 파일럿 압력이 제공될 수 있다.

파일럿 밸브들은 공통의 마이크로컨트롤러에 의해 조절되고 따라서 융통성 있게 조절될 수 있다.

본 발명의 바람직한 개선예는 다른 종속 청구항의 대상이다.

하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들이 개략적인 도면을 참고로 설명된다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치의 회로도.
도 2는 제 2 실시예에 따른 조절 장치의 회로도.
도 3은 도 2의 조절 장치의 회로도의 A 부분의 확대도.

도 1은 제 1 실시예에 따른 조절 밸브(2)의 조절을 위한 조절 장치(1)의 회로도를 도시한다. 조절 밸브(2)는 마이크로컨트롤러(3)에 의해 조절되는 파일럿 밸브(4)를 통해 및/또는 파일럿 장치(6)를 통해 조절될 수 있고, 조절 밸브(2)에 유압 실린더(8) 형태의 컨슈머가 접속된다. 상기 조절 장치(1)는 예컨대 백호로더(backhoe-loader), 미니- 또는 콤팩트형 로더에서 이동 유압 시스템에 사용될 수 있다.

파일럿 장치(6)는 기본적으로 조절 가능한 감압 밸브이고, 상기 밸브는 수동으로 조작된다. 이에 대한 상세한 설명은 예컨대 전술한 DE 27 51 946 C2 또는 DE 199 49 802 A1호에 공지되어 있다. 파일럿 장치(6)는 조절 오일 공급 라인(12)이 접속된 입력 접속부(VE), 각각 파일럿 라인(14, 16)에 연결된 2개의 출력 접속부들(VA1, VA2), 및 탱크(18)에 연결된 탱크 접속부(VT)를 갖는다. 파일럿 장치(6)의 조절 레버(20)에 의해 조절 오일 공급 라인(12)은 파일럿 라인(14 또는 16)에 오일이 통하도록 연결될 수 있고, 이 경우 조절 오일 공급 라인(12)에 연결되지 않은 각각의 파일럿 라인(14, 16)은 탱크(18)에 연결되고, 파일럿 라인(14 또는 16) 내의 파일럿 압력의 레벨은 조절 레버(20)의 위치에 의존한다. 상기 조절 레버는 감압 밸브를 통해 조절 오일 공급 라인(12) 내의 공급 압력을 필요한 파일럿 압력으로 적절하게 감소시킨다. 파일럿 장치가 작동되지 않는 경우에, 2개의 파일럿 라인들(14, 16)은 탱크(18)로 릴리스된다.

파일럿 라인들(14, 16)은 각각 파일럿 셔틀 밸브(22, 24)의 제 1 입력 접속부(EVW1)로 연장된다. 파일럿 셔틀 밸브들(22, 24)은 각각의 연결 라인(26, 28)이 접속된 다른 입력 접속부(EVW2)를 갖고, 상기 연결 라인들은 공통적으로 파일럿 밸브(4)의 작동 접속부(A)에 연결된 출력 라인(30)과 통한다. 셔틀 밸브들(22, 24)의 출력 접속부(AVW1)에서 각각 조절 라인(32, 34)이 분기하고, 상기 조절 라인은 각각 조절 밸브(2)의 조절 챔버(36, 38)에 연결된다. 조절 챔버들(36, 38)에 의해 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드에 파일럿 압력이 제공될 수 있고, 이로 인해 밸브 슬라이드가 이동될 수 있다.

조절 밸브(2)는 일정하게 조절 가능한 3-방향 조절 밸브이고, 상기 밸브는 도시된 기본 위치(0)에서 밸브 슬라이드에 의해 위치(a 또는 b)의 방향으로 조절될 수 있다.

파일럿 셔틀 밸브들(22, 24)은 다른 출력 접속부(AVW2)를 갖고, 상기 출력 접속부에서 각각의 공급 라인(40, 42)은 공급 셔틀 밸브(44)의 각각의 입력 접속부(EW1, EW2)에 대한 조절 오일 연결을 형성한다. 공급 셔틀 밸브(44)의 출력 접속부(EA1)는 압력 라인(46)을 통해 파일럿 밸브(4)의 압력 접속부(P)에 연결되고, 이로써 상기 파일럿 밸브에 공급 압력이 공급될 수 있고, 상기 공급 압력은 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력, 즉 출력 접속부들(VA1, VA2)에서의 파일럿 압력들 중 더 큰 파일럿 압력에 상응한다. 파일럿 셔틀 밸브들(22, 24)을 통해 최대 조절 오일 압력이 인가되는 상기 파일럿 셔틀 밸브들의 각각의 입력 접속부(EVW1, EVW2)는 2개의 출력 접속부들(AVW1, AVW2)에 연결된다. 공급 셔틀 밸브(44)에도 상응하는 것이 적용되고, 이 경우에도 최대 조절 오일 압력이 작용하는 입력 접속부(EW1, EW2)는 출력 접속부(EA1)에 대해 조절된다.

조절 오일 배출 라인(48)은 파일럿 밸브(4)의 조절 오일 배출 접속부(T)를 역 셔틀 밸브(50)의 출력 접속부(IA)에 연결한다. 역 셔틀 밸브(50)의 2개의 입력 접속부들(IE1, IE2)은 저압 라인들(52, 54)을 통해 각각 파일럿 라인들(14, 16) 중 하나의 파일럿 라인에 오일이 통하도록 연결되고, 이로써 파일럿 밸브(4)의 조절 오일 배출 접속부(T)는 파일럿 라인들(14, 16) 중 하나의 파일럿 라인에 연결될 수 있다. 압력이 더 낮은 저압 라인(52, 54)과 출력 접속부(IS) 사이의 조절 오일 연결은 역 셔틀 밸브(50)에 의해 개방된다.

파일럿 밸브(4)는 3개의 접속부들(P, A, T)을 가진 전기 유압식 감압 밸브이고, 이 경우 파일럿 밸브(4)의 작동 접속부(A)에 인가된 출력 압력은 파일럿 밸브(4)의 밸브 슬라이드로 되돌아가고, 전자석(56)의 힘에 대항해서 작용한다. 파일럿 밸브(4)의 밸브 슬라이드는 마찬가지로 전자석(56)에 대항해서 작용하는 스프링(58)의 힘에 의해, 출력 라인(30)과 조절 오일 배출 라인(48) 사이의 연결이 제어되는 위치의 방향으로 예비 응력을 받는다. 전자석(56)에 전류가 공급되면 밸브 슬라이드는 출력 라인(30)이 압력 라인(46)과 연결되는 방향으로 이동된다.

하기에서, 조절 장치(1)의 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드의 조절이 상세히 설명된다. 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드를 위치(a)의 방향으로 이동시키기 위해, 파일럿 장치(6)의 조절 레버(20)는, 조절 레버(20)의 위치에 의존하는 레벨을 갖는, 파일럿 라인(14 또는 16) 내의 파일럿 압력이 조절되도록 작동된다. 파일럿 셔틀 밸브(22)를 통해 조절 라인(32) 및 공급 라인(40)과의 연결은 파일럿 라인(14) 내의 파일럿 압력에 의해 개방된다. 공급 라인(40), 공급 셔틀 밸브(44) 및 압력 라인(46)을 통해 파일럿 라인(14) 내의 파일럿 압력에 상응하는 공급 압력이 파일럿 밸브(4)의 입력 접속부(P)에 인가된다. 파일럿 압력은 파일럿 셔틀 밸브(22)로부터 조절 라인(32) 및 조절 챔버(36)를 통해 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드에 제공된다. 출력 압력은 파일럿 밸브(4)에 의해 파일럿 압력과 반대로 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드에 작용하고, 이것은 하기에서 설명된다.

출력 라인(30) 내의 출력 압력을 조절하기 위해 파일럿 밸브(4)의 전자석(56)에 전류가 공급되므로, 상기 전자석의 권선을 통해 특정 유효 전류가 흐른다. 자석은 전류 강도에 의존하는 힘을 파일럿 밸브(4)의 밸브 슬라이드에 가하고, 상기 힘은 스프링(58)의 힘 및 출력 라인(30) 내의 출력 압력에 대항해서 작용한다. 상기 출력 압력은 밸브 슬라이드에서 힘의 평형이 이루어질 때까지 상승한다. 힘의 평형이 이루어지면, 파일럿 밸브(4)의 밸브 슬라이드는 조절 위치에 놓이고, 상기 위치에서 작동 접속부(A)를 압력 접속부(P) 및/또는 조절 오일 배출 접속부(T)에 연결하기 위해 어느 한 방향 또는 다른 방향으로 약간의 운동이면 충분하다. 상기 조절 오일 배출 접속부는 조절 오일 배출 라인(48), 역 셔틀 밸브(50) 및 저압 라인(54)을 통해 파일럿 라인(16)에 연결되고, 따라서 파일럿 장치(6)를 통해 탱크(18)와 오일이 통하도록 연결된다. 전류 강도에 따라, 출력 라인(30) 내의 출력 압력이 조절되고, 상기 출력 압력은 연결 라인(28), 파일럿 셔틀 밸브(24), 조절 라인(34) 및 조절 챔버(38)를 통해 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드에 제공되고, 파일럿 압력에 대항해서 작용한다. 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드에서 파일럿 압력과 출력 압력 사이의 압력차가 조절된다. 압력차는 출력 압력이 0일 때 최대이므로, 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드는 최대 조절 속도로 조절 밸브(2)의 위치(a)의 방향으로 이동된다. 파일럿 밸브(4)에 의해 출력 압력이 상승하면, 밸브 슬라이드의 조절 속도는 감소한다. 출력 압력이 파일럿 압력에 상응하면, 압력차는 0이고 따라서 최소가 되므로 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드는 정지된다. 조절 밸브(2)의 밸브 슬라이드를 위치(b)의 방향으로 이동 또는 조절은 전술한 바와 같이 이루어지고, 이 경우 파일럿 라인(16)에는 파일럿 장치(6)를 통해 파일럿 압력이 제공되는 한편, 파일럿 라인(14)은 파일럿 장치(6)를 통해 탱크(18)에 연결된다.

조절 밸브(2)는 작동 접속부(WP), 탱크 접속부(WT) 및 2개의 출력 접속부들(WA1, WA2)을 포함한다. 출력 접속부(WA1)는 작동 채널(60)을 통해 유압 실린더(8)의 베이스측 실린더 챔버(62)에 연결되고, 출력 접속부(WA2)는 작동 채널(64)을 통해 유압 실린더(8)의 링 챔버(66)에 연결된다. 압력 접속부(WP)에 예컨대 유압 실린더(8)의 압력 매체 공급을 위한 펌프가 접속된다. 조절 밸브(2)가 위치(a 또는 b)로 이동됨으로써 유압 실린더(8)의 피스톤(68)이 조절되고, 이 경우 위치(a)에서는 실린더 챔버(62)에 또는 위치(b)에서는 링 챔버(64)에 압력 접속부(WP)의 압력이 제공된다.

파일럿 밸브(4)의 전자석(56)은 전기 라인(70)을 통해 마이크로컨트롤러(3)에 의해 조절되므로, 조절 장치는 EFM-원리(electronic flow matching)에 따라 작동될 수 있다. EFM-원리에서 밸브 부재들은 전기 또는 전기 유압식으로 마이크로 컨트롤러(3)에 저장된 특성 곡선 세트에 따라 조절된다. 설정값의 입력은 작동 장치의 장비들(붐, 셔블)을 속도 및 위치와 관련해서 제어하는 조작자에 의해 작동되는 조이스틱에 의해 이루어진다. 마이크로컨트롤러(3)에 의한 제어는 다수의 입력 변수들에 의존한다. 하나의 입력 변수는 파일럿 밸브(4)의 공급 압력이고, 상기 공급 압력은 압력 측정 라인(72)에 의해 공급 셔틀 밸브(44)의 출력 접속부(EA2)에서 탭 되고, 압력 트랜스듀서(74)에 의해 전기 신호(I1)로 변환되고, 상기 신호는 신호 라인(76)을 통해 마이크로컨트롤러(3)에 전달된다. 마이크로컨트롤러(10)를 위한 다른 입력 변수는 유압 실린더(8)의 조절 압력이다. 상기 조절 압력은 측정 셔틀 밸브(78)의 출력 접속부(AM)을 통해 탭되고, 상기 측정 셔틀 밸브의 입력 접속부들(EM1, EM2)은 각각 측정 라인(80, 82)을 통해 조절 채널들(60, 64)에 접속된다. 탭된 조절 압력은 측정 셔틀 밸브(78)의 출력 접속부를 통해 압력 측정 라인(84)을 지나 다른 압력 트랜스듀서(86)에 안내되고, 상기 압력 트랜스듀서는 측정된 압력을 전기 신호(I2)로 변환하고, 상기 전기 신호는 신호 라인(88)을 통해 마이크로컨트롤러(3)에 안내된다. 마이크로컨트롤러(3)를 위한 다른 입력 변수는 유압 실린더(8)의 피스톤(68)의 조절 거리이고, 상기 조절 거리는 거리 센서(92) 및 거리 측정 트랜스듀서(94)에 의해 전기 신호(I3)로 변환되고 신호 라인(96)을 통해 마이크로컨트롤러(3)에 전달된다. 마이크로컨트롤러(3)에 다른 입력 변수가 공급됨으로써 EFM-제어가 가능해지는 것이 고려되고, 이것은 도 1에 파선(97)으로 도시된다.

도 2에 제 2 실시예에 따른, 2개의 조절 밸브들(2, 98)에 의해 2개의 컨슈머를 조절하기 위한 조절 장치(1)의 회로도가 도시된다. 도 1의 제 1 실시예의 조절 장치(1)는 도 2에 기본적으로 두 번 제공되고, 이 경우 파일럿 밸브들(4, 100)은 공통의 마이크로컨트롤러(3)에 의해 제어된다. 도 1의 제 1 실시예에서처럼, 도 2 좌측의 제 1 조절 밸브(2)는 제 1 파일럿 장치(6) 및 제 1 파일럿 밸브(4)에 의해 조절되고, 제 2 조절 밸브(98)는 제 2 파일럿 장치(102) 및 제 2 파일럿 밸브(100)에 의해 조절된다. 도 2의 조절 장치(1)에 의해 제 2 조절 밸브(98)는 추가로 제 1 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력에 의해 조절될 수 있고, 이것은 하기에서 도 3과 함께 상세히 설명된다.

도 3은 명확하게 나타내기 위해 도 2의 조절 장치(1)의 부분 A를 확대 도시한다. 연결 채널들(104, 106;도 2 및 도 3참조)은 제 1 파일럿 장치(6)에 접속된 파일럿 라인들(14, 16)로부터 각각 분기되고, 차단 가능한 스위칭 밸브(108, 110)의 압력 접속부(SP)에 각각 연결된다. 상기 스위칭 밸브(108, 110)는 전기 조절 가능한 2-방향 조절 밸브이고, 상기 2-방향 조절 밸브는 도 2에 도시된 바와 같이 무전류 상태에서 스프링 예비 응력을 받는 기본 위치(0)에 있고, 전류가 공급되면 작동 위치(a)로 이동될 수 있다. 스위칭 밸브들(108, 110)의 작동 접속부(SA)에는 각각 연결 라인(112, 114)이 접속되고, 상기 연결 라인들은 연결 셔틀 밸브(116, 118)의 입력 접속부(VE1)와 오일이 통하도록 연결된다. 연결 셔틀 밸브들(116, 118)의 다른 입력 접속부(VE2)는 출력 접속부들(VA1, VA2)을 통해 파일럿 장치(102)에 접속된 제 1 파일럿 라인 섹션(120, 122)에 연결된다. 각각의 연결 셔틀 밸브(116, 118)의 출력 접속부(VA)는 다른 파일럿 라인 섹션(124, 126)과 오일이 통하도록 연결되고, 상기 다른 파일럿 라인 섹션은 도 1의 제 1 실시예에서 파일럿 라인(14, 16)처럼 역 셔틀 밸브(128)의 입력 접속부들(IE1, IE2) 및 파일럿 셔틀 밸브(130, 132)의 입력 접속부들 (EVW1, EVW2)에 연결된다. 스위칭 밸브(108, 110)는 탱크 접속부(ST)를 통해 탱크(18)에 연결된다.

마이크로컨트롤러(3)에 의해 조절되는 스위칭 밸브들(108, 110)의 스프링 예비 응력을 받는 기본 위치(0)에서, 연결 라인들(112, 114)과 탱크(18) 사이의 연결이 개방되고, 작동 위치(a)에서 연결 채널들(104, 106)과 연결 라인들(112, 114) 사이의 연결이 개방된다. 조절 밸브들(2, 98)은 각각 상응하는 파일럿 장치(6, 102)와 파일럿 밸브들(4, 100)에 의해 도 1의 제 1 실시예에 설명된 것처럼 작동된다.

제 1 파일럿 장치(6)를 통해 제 2 조절 밸브(98)를 조절하기 위해, 파일럿 압력이 제공된 파일럿 라인들(14, 16)에 연결된 스위칭 밸브(108, 110)는 작동 위치(a)에서 예컨대 마이크로컨트롤러(3)에 의한 조절을 통해 개방된다. 하기에서 파일럿 라인(16)에 파일럿 장치(6)를 통해 파일럿 압력이 제공되고, 이로써 스위칭 밸브(108)가 작동 위치(a)의 방향으로 스위칭되는 것이 설명된다. 파일럿 압력은 연결 채널(104) 및 스위칭 밸브(108)를 통해 연결 라인(112)으로 전달되고, 상기 연결 라인은 연결 셔틀 밸브에 접속된다. 상기 연결 셔틀 밸브는 파일럿 라인 섹션(120)에 대한 연결을 차단하고, 제 2 파일럿 라인 섹션(124)에 대한 조절 오일 연결을 개방한다. 그리고 나서 파일럿 압력은 파일럿 셔틀 밸브(130)를 통해 한편으로는 조절 라인(134)을 지나 조절 밸브(98)의 밸브 슬라이드에 제공되고, 다른 한편으로는 공급 라인(136), 공급 셔틀 밸브(138) 및 압력 라인(140)을 지나 파일럿 밸브(100)에 공급 압력으로서 전달된다. 파일럿 밸브(100)에 의해 도 1의 제 1 실시예에서처럼 조절 밸브(98)의 밸브 슬라이드에는 파일럿 압력에 대항해서 출력 압력이 제공될 수 있다. 또한 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력은 도 1의 제 1 실시예에서처럼 조절 밸브(2)의 조절에 이용된다.

조절 밸브(98)의 밸브 슬라이드를 파일럿 장치(6)를 이용하여 반대 방향으로 이동시키기 위해, 파일럿 라인(14) 내의 파일럿 압력은 상응하게, 전술한 스위칭 밸브(108)에서처럼 스위칭 밸브(110)를 통해 조절 밸브(98) 및 파일럿 밸브(100)로 전달된다.

마이크로컨트롤러(3)에 의해 특정 파라미터에 따라 조절 가능한, 스위칭 밸브(108, 110)가 폐쇄되는 경우에, 또는 제 2 파일럿 장치(106)가 작동되는 경우 그리고 제 2 파일럿 압력이 제 1 파일럿 압력보다 높은 경우에, 조절 밸브(98)에 제 1 파일럿 장치(6)의 제 1 파일럿 압력을 제공하는 것이 중단된다. 이때 연결 셔틀 밸브(116, 118)의 입력 접속부(VE1)는 폐쇄되고, 제 1 파일럿 라인 섹션(120, 122)과 제 2 파일럿 라인 섹션(124, 126) 사이의 연결이 이루어진다.

도 1 및 도 2의 전술한 실시예들에 조절 장치(1)가 도시되고, 상기 조절 장치에서 조절 밸브들(2, 98)은 파일럿 장치들(6, 106)에 의해 유압식으로 조절된다. 이러한 조절은 전기 유압식 파일럿 밸브들(4, 100)에 의해 마이크로컨트롤러(3)를 통해 영향을 받을 수 있다(EFM). 전기 유압식 조절에 장애가 발생하거나 또는 오류가 발생하면, 조절 밸브(2, 98)의 밸브 슬라이드에 작용하는 파일럿 밸브들(4, 100)의 출력 압력은 기껏해야 파일럿 압력에 상응하므로, 압력차는 최대 0이 되고, 밸브 슬라이드는 평형 상태로 유지된다. 이로써 조절 장치(1)는 매우 안전해지는데, 그 이유는 전기 장애 시에도 조절 밸브(2, 98)의 밸브 슬라이드는 파일럿 장치(6, 106)에 의해 미리 주어진 위치와 다른 위치로 이동될 수 없기 때문이다.

제 1 조절 챔버 및 제 2 조절 챔버를 포함하는 조절 밸브의 조절을 위한 파일럿 장치를 구비한 조절 장치가 공개되어 있다. 제 1 조절 챔버는 한 방향으로 조절 밸브를 조절하는데 이용되고, 제 2 조절 챔버는 반대 방향으로 조절하는데 이용된다. 이 경우 조절 챔버들에 파일럿 장치의 파일럿 압력이 제공된다. 파일럿 장치 외에도 추가로 조절 장치는 조절 챔버에 출력 압력을 제공하기 위한 파일럿 밸브를 가진다. 이 경우, 파일럿 밸브의 공급 압력은 조절 챔버들 중 하나의 조절 챔버에서 작용하는 파일럿 장치의 파일럿 압력이고, 파일럿 밸브의 출력 압력은 다른 조절 챔버에서 작용하고, 이 경우 출력 압력은 파일럿 압력과 동일하거나 또는 더 작다.

2 조절 밸브
4 파일럿 밸브
6 파일럿 장치

Claims

조절 밸브(2)를 한 방향으로 조절하기 위해 파일럿 장치(6)를 통해 파일럿 압력이 제공될 수 있는 제 1 조절 챔버(36), 반대 방향으로 조절하기 위해 상기 파일럿 장치(6)를 통해 파일럿 압력이 제공될 수 있는 제 2 조절 챔버(38), 및 조절 챔버(36, 38)에 출력 압력을 제공하는 파일럿 밸브(4)를 구비한, 조절 밸브(2)의 조절을 위한 조절 장치에 있어서,
상기 파일럿 밸브(4)의 공급 압력은 상기 조절 챔버들(36, 38) 중 하나의 조절 챔버에서 작용하는 상기 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력이고, 다른 조절 챔버(36, 38)에서는 상기 파일럿 밸브(4)의 출력 압력이 작용하고, 상기 출력 압력은 상기 파일럿 압력과 같거나 또는 더 작은 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 밸브(4)는 전자기 감압 밸브인 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 파일럿 장치(6)는 각각의 파일럿 라인(14, 16)을 통해 상기 조절 밸브(2)의 조절 챔버(36, 38)에 연결되고, 파일럿 라인들(14, 16) 중 하나의 파일럿 라인은 상기 파일럿 장치(6)를 통해 조절 오일 공급 라인(12)과 오일이 통하도록 연결되고, 다른 파일럿 라인(14, 16)은 탱크(18)로 릴리스될 수 있는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 파일럿 밸브(4)의 공급 라인(40, 42)은 상기 파일럿 장치(6)의 최대 압력의 파일럿 라인(14, 16)과 오일이 통하도록 연결되고, 상기 최대 압력의 파일럿 라인(14, 16)은 상기 조절 밸브(2)의 상기 조절 챔버들(36, 38) 중 하나의 조절 챔버에 연결되고, 다른 조절 챔버(36, 38)는 상기 파일럿 밸브(4)의 조절에 의해 상기 공급 라인(40, 42) 또는 압력을 낮추는 파일럿 라인(14, 16)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 밸브(4)의 출력 압력으로서 상기 파일럿 장치(6)의 더 높은 파일럿 압력을 탭하고 상기 다른 조절 챔버(36, 38)에 상기 파일럿 밸브(4)의 출력 압력을 제공하기 위해 조절 밸브 캐스케이드가 제공되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 장치(6)의 2개의 출력 접속부들(VA1, VA2)은 각각 파일럿 라인들(14, 16) 중 하나의 파일럿 라인에 접속되고, 상기 파일럿 라인들은 각각 2개의 파일럿 셔틀 밸브들(22, 24)의 입력 접속부(EVW1)로 연장되고, 상기 파일럿 셔틀 밸브들(22, 24)의 다른 입력 접속부(EVW2)는 각각 연결 라인(26, 28) 및 공통의 출력 라인(30)을 통해 상기 파일럿 밸브(4)의 작동 접속부(A)에 연결되고, 상기 파일럿 셔틀 밸브(22, 24)의 각각의 2개의 출력 접속부(AVW1, AVW2)는 한편으로는 조절 라인(32, 34)을 통해 상기 조절 밸브(2)의 상기 조절 챔버들(36, 38) 중 하나의 조절 챔버에 연결되고, 다른 한편으로는 상기 공급 라인(40, 42)을 통해 공급 셔틀 밸브(44)의 입력 접속부(EW1, EW2)에 연결되고, 상기 공급 셔틀 밸브의 출력 접속부는 상기 파일럿 밸브(4)의 압력 접속부(P)에 연결되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 밸브(4)의 탱크 접속부(T)는 조절 오일 배출 라인(48)을 통해 역 셔틀 밸브(50)의 출력 접속부(IA)에 연결되고, 상기 셔틀 밸브의 입력 접속부들(IE1, IE2)은 각각 저압 라인(52, 54)을 통해 상기 파일럿 라인들(14, 16) 중 하나의 파일럿 라인에 접속되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 실린더(8)는 피스톤 로드측 링 챔버(64)에 의해 하나의 작동 라인(62)에 연결되고, 베이스측 실린더 챔버(62)에 의해 상기 조절 밸브(2)의 다른 작동 라인(60)에 연결되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 8 항에 있어서, 마이크로컨트롤러(10)는 상기 유압 실린더(8)의 피스톤(68)의 이동 거리에 따라 및/또는 상기 유압 실린더(8)와 상기 조절 밸브(2) 사이의 최대 압력 작동 라인(60, 62) 내의 조절 오일 압력에 따라 및/또는 상기 파일럿 밸브(4)를 향한 상기 공급 라인(40, 42) 내의 조절 오일 압력에 따라 상기 파일럿 밸브(4)를 조절하는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 조절 장치가 할당 배치된 적어도 2개의 컨슈머를 조절하기 위한 조절 장치로서, 상기 컨슈머들 중 하나의 컨슈머에 할당 배치된 파일럿 밸브(98)에는 밸브 장치를 통해 다른 컨슈머에 할당 배치된 제 1 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력이 공급 압력으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 밸브 장치는 2개의 연결 셔틀 밸브들(116, 118)을 포함하고, 상기 연결 셔틀 밸브들의 입력 접속부들(VE1, VE2)은 각각 상기 제 1 파일럿 장치의 상기 파일럿 라인들(14, 16)로부터 분기된 연결 채널들(104, 106) 및 제 2 파일럿 장치(108)의 파일럿 라인 섹션들(120, 122)에 연결되고, 상기 연결 셔틀 밸브들의 출력 접속부(VA)는 상기 파일럿 셔틀 밸브들(116, 118)의 입력 접속부(EVW1) 및 셔틀 밸브 캐스케이드의 역 셔틀 밸브(128)의 입력 접속부(IE1, IE2)에 연결되고, 상기 셔틀 밸브 캐스케이드는 컨슈머들 중 하나의 컨슈머를 위한 파일럿 밸브(100)에 할당 배치되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 파일럿 장치(6)와 각각의 상기 연결 셔틀 밸브(116, 118) 사이의 조절 오일 유동 경로에 차단 가능한 스위칭 밸브(108, 110)가 배치되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 제 1 파일럿 장치(6)에 연결된 상기 연결 셔틀 밸브들(116, 118)의 입력 접속부들에는 상기 스위칭 밸브(108, 110)를 통해 탱크 압력 또는 상기 제 1 파일럿 장치(6)의 파일럿 압력이 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 밸브들(4, 100)은 공통의 마이크로컨트롤러(10)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 조절 밸브의 조절을 위한 조절 장치.