KR970011609B1 - 굴삭기의 옵션작업기용 유압펌프 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

굴삭기의 옵션작업기용 유압펌프 제어장치

제1도는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타낸 유압회로도,

제2도는 종래의 굴삭기에서 채택하고 있는 옵션작업기용 펌프토출유량 제어장치를 도시한 유압회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 펌프2 : 옵션스푸울

3 : 유압라인4 : 옵션작업기

5 : 바이패스라인6 : 네가티브 콘트롤밸브

7 : 오일탱크8 : 보조펌프

9 : 혼스위치10 : 제어밸브

11 : 파일롯라인12 : 파일롯체임버

13 : 비례감압밸브14 : 셔틀밸브

15 : 파일롯라인16 : 유압라인

17 : 펌프레귤레이터

본 발명은 굴삭기의 옵션작업기로 공급되는 펌프의 토출유량을 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 설치된 옵션작업기의 종류에 따라 그에 부합하는 정격유량을 정확하게 제어할 수 있도록 한 굴삭기의 옵션작업기용 펌프유량 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설작업 현장에서 널리 사용되는 굴삭기에는 구매자의 요구사항에 따라 굴삭기에 설치된 고유의 버켓이외에 여러가지 부가적인 작업기(option attachment)를 설치하여 굴삭기의 용도를 다양화시킬 수 있도록 되어 있는 바, 이러한 옵션작업기(여기서, "옵션작업기"라는 용어는 굴삭기 고유의 여러가지 작동기와 선택사양으로 설치된 작업기에서 사용되는 작동기를 구분시키기 위해 편의적으로 붙인 이름이다.)는 굴삭기의 펌프에서 토출되는 압유를 이용하도록 되어 있고, 이러한 옵션작업기는 그 작업기의 종류에 따라 각기 정격유량이 서로 다르게 되어 있다.

그런데, 종래의 일반적인 굴삭기에 있어서 옵션작업기의 정격 유량에 알맞는 유량을 공급해 줄 수 있도록 되어 있지 않아서, 펌프의 토출유량이 그대로 공급되기 때문에, 이 옵션작업기에서 필요한 이외의 나머지 유량은 오일탱크로 브리드 오프(bleed off)시키는 방법을 채택하고 있다.

이와 같이, 펌프의 토출유량을 그대로 옵션작업기에 공급하는 방법에는 여러가지 문제점이 있었다. 예컨대 부품구성수가 많아지고, 주변장치의 가격이 고가이며, 특히 에너지 손실이 크다는 문제점이 있다는 한편, 펌프의 작동범위가 넓어 내구성을 감소시키는 원인이 되고 있다.

이러한 문제점을 첨부한 제2도의 종래 장치를 참조하여 설명하자면, 종래의 굴삭기에 선택품목으로 설치되는 옵션작업기의 작동기에 압유를 공급해 주는 장치는, 유압펌프(101)에서 토출된 압유가 콘트롤밸브몸체의 옵션스푸울(102)를 거쳐서 라인(103)을 통해서 옵션작업기(104)에 공급되어지도록 되어 있는 한편, 상기 옵션스푸울(102)이 중립위치에 있을 때 이 스푸울(102)의 바아패스 라인(105)을 거쳐 나가는 압유가 네가티브 콘트롤밸브(106)을 통해서 오일탱크(107)로 드레인되도록 되어 있고, 이 네가티브 콘트롤밸브(106)의 오리피스(108)를 통과하기 전의 압력이 펌프레귤레이트(109)로 공급되어져서 상기 바이패스라인(105)의 압력에 부합하도록 펌프(101)의 사판각을 조절하여 펌프 토출유량을 제어하도록 되어 있다.

그리고, 상기 콘트롤밸브의 옵션스푸울(102)은 보조펌프(110)에서 토출되어 혼스위치(111)에 의해 제어작동되는 제어밸브(112)와 파일롯 라인(113)을 통해서 공급되는 압유에 의해서 제어되지도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성되어 있는 종래의 장치는 혼스위치(111)를 조작하여 보조펌프(110)에서 토출되는 압유가 제어밸브(112)를 거쳐서 파일롯라인(113)으로 공급되게 하면, 이 압유를 공급받은 상기 옵션스푸울(102)을 당겨지거나 밀려져서 펌프(101)에서 토출되는 압유가 라인(103)을 따라 옵션작업기(104)로 공급되어지게 되어 있다.

이때, 상기 바이패스라인(105)으로는 압유가 흐르지 않기 때문에 상기 네가티브 콘트롤밸브(106)에는 압력이 전달되지 않게 되고, 상기 네가티브 콘트롤밸브(106)의 오리피스(108)와 연결되어 있는 펌프레귤레이터(109)에도 압력이 전달되어지지 않아 펌프(101)를 조절하지 않게 되는데, 이러한 경우에 상기 유입펌프(101)는 최대 유량을 토출하도록 작동되어지게 되고, 이 토출유량은 그대로 옵션작업기(104)로 전달되어져서 그 일부는 옵션작업기(104)를 가동시키는데 사용되며, 나머지 일부는 브리드 오프되어 오일탱크로 귀환되어지게 되어 있다.

한편, 상기 옵션작업기(104)를 작동시키지 않을 경우에는 옵션스푸울(102)이 중립위치에 있게 되고, 이 경우에는 펌프(10)에서 토출되는 압유가 바이패스라인(105)을 따라 네가티브 콘트롤밸브(106)로 유입되게 되며, 이 압유의 압력은 다시 상기 밸브(106)의 오리피스(108) 앞에서 부터 파일롯 라인(114)을 통해서 연결되어 있는 펌프레귤레이터(109)으로 전달되어서 펌프(101)의 토출량이 최소가 되도록 시판각을 조절해 주도록 되어 있다.

즉, 옵션작업기(104)를 작동시킬 때에는 이 작업기(104)에 압유를 공급해 주기 위해 펌프(101)가 최대의 용량으로 가동되어지고, 작업기(104)를 가동시키지 않을 경우에는 압유의 공급이 필요치 않으므로 펌프(101)의 토출유량이 최소가 되게 하도록 되어 있는 것이다.

물론, 이러한 작동과정중에 옵션작업기(104) 이외의 다른 작동기, 예컨대 굴삭기에 고유레 설치된 부움실린더나 상부몸체의 선회모우터, 버켓실린더등을 작동시킬 때에는 상기 네가티브 콘트롤밸브(106)로 압유가 공급되지 않기 때문에, 상기에서 설명한 바와 같이 펌프(101)의 토출유량이 최대로 되게 된다.

그러나, 굴삭기에 설치된 고유의 작동기는 펌프(101)의 최대 토출유량에 알맞도록 설계되어 있기 때문에, 펌프가 최대토출유량으로 작동되어도 아무런 문제점이 없지만, 대부분의 옵션작업기는 그 소유유량이 굴삭기의 메인펌프(101)에서 토출되는 압유의 량보다 적은 량의 유량을 소요로 하기 때문에, 상기한 바와 같이 옵션작업기(104)를 가동시키는 경우에는 펌프(101)의 최대유량의 토출되게 하면서 그 중 일부는 사용하지도 않고 그대로 오일탱크(107)로 귀환되게 함으로써 동력을 손실시키게 되는 한편, 구성부품수가 많아지게 되고, 펌프의 작동범위가 넓어져 내구성이 감소되는 등의 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제 문제점을 해소시켜, 굴삭기의 메인펌프에서 토출되는 압유의 량이 옵션작업기에서 필요로 하는 정격유량만큼으로 제어되어질 수 있도록 하여, 에너지 손실을 줄이고 펌프의 내구성을 향상시키는 한편, 부품의 구성수를 적게할 수 있도록 된 굴삭기의 옵션작업기용 유압펌프 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보조펌프에서 토출되는 압유를 혼스위치에 의해 제어작동되는 제어밸브를 통해서 콘트롤밸브의 옵션스푸울로 공급하는 파일럿 라인에 비례감압밸브를 설치하고, 이 비례감압밸브에 셔틀밸브의 한쪽 선단을 연결시키는 한편, 상기 셔틀밸브의 다른 쪽 선단에는 콘트롤밸브의 바이패스 라인 후단에 설치된 네가티브 콘트롤밸브를 연결시키고, 상기 셔틀밸브의 출구단을 유압펌프의 토출량을 제어하는 펌프 레귤레이터와 연결시킨 구조로 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 옵션작업기를 작동시키기 위해 혼스위치를 조작하면 제어밸브가 절환작동되어서 보조펌프에서 토출되는 압유가 콘트롤밸브의 옵션스푸울과 연결된 파일롯라인을 통해서 상기 옵션스푸울을 작동시켜서, 메인펌프에서 부터 공급되는 압유가 상기 옵션 작업기로 공급되어지도록 함과 더불어, 상기 보조펌퍼에서 부터 토출된 압유의 흐름을 조절하는 제어밸브를 통과한 압유의 일부가 비례감압밸브를 통과해서 셔틀밸브의 한쪽단으로 유입되고, 이와 동시에 콘트롤밸브의 바이패스라인에 설치된 네가티브 콘트롤밸브로부터 상기 셔틀밸브로 유입되는 압유의 압력이 유입되어지게 됨으로써, 이 셔틀밸브의 출력단으로는 상기 보조펌프쪽의 제어밸브를 거쳐서 유입되는 압유의 압력과 상기 네가티브 콘트롤밸브에서 유입되는 압유의 압력중에서 압력이 큰 쪽의 압유를 상기 펌프레귤레이터와 연결된 파일롯라인으로 공급해 주도록 되어 있다.

따라서, 상기 펌프레귤레이터는 메인펌프로 부터 공급되는 압유의 압력과 보조펌프에서 공급되는 압력의 크기에 따라 펌프레귤레이터의 조절상태가 달라지게 되는 것이다. 특히 상기 보조펌프에서 제어밸브와 비례감압밸브를 거쳐서 셔틀밸브로 유입되는 압유는 비례감압밸브를 통해서 유입되어지므로, 이 비례감압밸브를 통해서 상기 셔틀밸브로 유입되는 압유의 압력도 비례적으로 변하게 되어, 궁극적으로 펌프레귤레이터로 공급되는 압유의 압력이 상기 비례감압밸브를 통해서 셔틀밸브로 유입되는 압유의 압력에 따라 가변되게 되는 것이다.

이러한 비례감압밸브와 셔틀밸브, 네가티브 콘트롤밸브 및 펌프레귤레이터의 상호작용에 의해 메인펌프에서 토출되는 압유의 량이 옵션작동기의 정격유량에 알맞게 조절되어지게 되는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한 유압회로도로서, 유압펌프(1)에서 토출된 압유가 콘트롤밸브의 옵션스푸울(2)에서 그 유동방향이 절환된 다음 라인(3)을 통해 옵션작업기(4)로 공급되어지게 되어 있고, 상기 옵션스푸울(2)이 중립상태를 유지할 때 형성되는 바이패스 라인(5)을 거쳐 나가는 압유는 네가콘트롤밸브(6)를 통해서 오일탱크(7)로 드레인되게 되어 있다.

그리고, 보조펌프(8)에서 토출된 압유는 혼스위치(9)에 의해 제어되는 제어밸브(10)를 통과한 다음 파일롯 라인(11)을 거쳐 상기 콘트롤밸브 옵션 스푸울(2)의 양단에 마련된 파일롯 체임버(12)로 공급되어져 이 옵션스푸울(2)을 좌우로 이동시켜서 메인 펌프(1)에서 토출되는 압유의 공급 방향을 절환시켜 주도록 되어 있다.

한편, 상기 제어밸브(10)에 연결된 파일롯 라인(11)에는 비례감압밸브(13)가 병렬설치되고, 이 비례감압밸브(13)에는 셔틀밸브(14)가 연결되어 있으며, 상기 셔틀밸브(14)의 다른 한쪽은 파일롯라인(15)을 통해서 상기 바이패스라인(5)에 설치된 네가티브 콘트롤밸브(6)와 연결되어 있는 한편, 이 셔틀밸브(14)의 출구단은 라인(16)을 통해서 펌프(1)의 토출량을 제어하는 펌프 레귤레이터(17)와 연결된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 제어밸브(10)는 전기식으로 작동되는 솔레노이드밸브로 하거나, 케이블등에 의해서 기계식으로 작동되게 하거나 또는 유압에 의해 절환작동되는 타입의 것중에서 필요에 따라 취사 선택하여 사용할 수가 있다.

한편, 상기 비례감압밸브(13)는 미리 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞도록 세팅된 상태에서 설치해 주도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명은, 유압펌프(1)에서 공급되는 압유를 상기 옵션스푸울(2)이 구비된 콘트롤밸브를 조작하여 굴삭기의 해당 작동기를 조작하는 한편, 굴삭기에 기본으로 설치된 버켓을 떼어내고 이 버켓이외에 유압브레이커나 기타 다른 옵션작동기를 설치하여, 이 옵션작업기로 작업을 하고자 하는 경우에는 상기 혼스위치(9)를 조작하여 제어밸브(10)를 절환시킨다.

이에 따라 상기 보조펌프(8)에서 토출되는 파일롯 압유가 상기 옵션스푸울(2)의 파일롯체임버(12)로 공급되게 함으로써, 메인펌프(1)에서 토출되는 압유가 이 옵션스푸울(2)을 통해서 라인(16)으로 공급되어 옵션작동기(4)를 작동시키게 되는데, 이와 같이 상기 옵션밸브(2)를 통해서 압유가 통과하는 경우에는 상기 바이패스 라인(5)을 통해서 압유가 유통되지 않게 되므로 이 바이패스 라인(5)에 설치되어 있는 네가티브 콘트롤밸브(6)에 압력이 거의 가해지지 않게 되고, 그 대신 이 밸브(6)와 파일롯 라인(15)을 통해서 연결되어 있는 셔틀밸브(14)에는 보조펌프(8)에서 부터 토출되는 압유가 제어밸브(10)를 거쳐서 감압밸브(13)로 유입되는 압유의 압력이 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞도록 세팅되어 있는 감압밸브(13)에 의해서 옵션작동기(4)에 알맞도록 조절되어져서 셔틀밸브(14)로 전달되어지게 된다.

따라서, 이 셔틀밸브(14)에서는 네가티브 콘트롤밸브(6)에서 부터 파일롯라인(15)을 통해서 전달되는 압력과 상기 비례감압밸브(13)에서 전달되는 압력중에서 큰 압력을 선택하여, 이 압력을 펌프레귤레이트(17)에 전달함으로써 펌프레귤레이터(17)는 상기 유압펌프(1)가 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞는 유량을 토출하도록 조절되어지게 되는 것이다.

즉, 옵션작동기(4)를 작동시키기 위해 혼스위치(9)를 조작하면, 보조펌프(8)에서 토출되는 압유가 제어밸브(10)를 통해서 옵션스푸울(2)의 파일롯 체임버(12)로 유입되어져서 이 옵션스푸울(2)을 작동시키게 되고, 이 옵션스푸울(2)의 조작에 따라 메인펌프(1)에서 토출되는 압유가 라인(16)을 통해서 옵션작업기(4)로 공급되어져서 이 옵션작업기(4)를 작동시키게 되는 것이다.

이러한 과정중에서, 상기 혼스위치(9)를 최대의 각도로 조작하여도 옵션작업기(4)는 이 작업기(4)에 알맞은 정격유량이 공급되어지게 되는데, 이러한 작동은 상기 옵션스푸울(12)이 중립 위치로 절환되어짐으로써 바이패스라인(5)을 통해 공급되는 압유가 거의 없게 되므로 이 바이패스라인(5)에 설치된 네가티브 콘트롤밸브(6)에 압유의 압력이 거의 전달되어지지 않게 되고, 또한 이 밸브(6)의 압력은 파일롯라인(15)을 통해서 상기 셔틀밸브(14)로 전달되어짐과 더불어 이 셔틀밸브(14)에는 상기 보조펌프(8)에서 부터 제어밸브(10)와 감압밸브(13)를 통해서 전달되는 압유의 압력이 동시에 가해지도록 되어 있기 때문에, 상기 셔틀밸브(14)에서는 네가티브 콘트롤밸브(6)와 비례감압밸브(14)를 통해서 전달되는 압력중에서 큰쪽의 압력을 선택하여서, 선택된 큰 쪽의 압력을 상기 라인(16)을 통해서 펌프레귤레이터(17)로 전달하게 되는 것이다.

따라서, 상기 유압펌프(1)는 셔틀밸브(14)로 부터 전달받은 압력에 의해 작동되는 펌프레귤레이터(17)에 의해 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞는 토출량으로 제어되게 되는 것이다.

상기한 바에서, 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞도록 펌프(1)의 토출유량이 제어되게 되는 것은, 상기 비례감압밸브(13)가 그 설치시에서 부터 옵션 작동기(4)의 적격유량에 알맞는 유량으로 조절되어 있기 때문인 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성된 본 발명의 장치는 굴삭기의 작동자가 옵션작동기(4)를 별다른 주의를 기울이지 않고 작동시켜도 펌프(1)에서 토출되는 압유의 량은 옵션작동기(4)의 정격유량에 알맞는 량으로 조절되어서 토출되어지기 때문에, 종래와 같이 펌프의 토출유량중에서 일부를 브리드 오프시키므로써 야기되는 동력손실의 문제를 해소시킬 수가 있고, 또한 펌프가 항시 최대 용량으로 가동되기 때문에 발생되는 펌프의 내구성에 관한 문제가 발생하지 않게 되며, 고가인 주변장치의 부품수를 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 장치와 같이 구성시키므로써, 제어회로를 패키지화 할 수가 있어서 옵션작업기를 손쉽게 장착시킬 수 있게 되고, 굴삭기의 작업자 옵션작업기(4)를 자유롭게 가동시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 유압펌프(1)에서 토출되는 압유를 옵션스푸울(2)을 통해서 옵션작업기(4)로 공급하도록 되어 있고, 상기 옵션스푸울(2)의 절환작동을 보조펌프(8)에서 토출하는 압유를 혼스위치(9)에 의해 작동되는 비례감압밸브(13)를 조작하여 제어시키도록 된 굴삭기의 옵션작업기용 유압펌프 제어장치에 있어서, 상기 제어밸브(10)에서 부터 옵션스푸울(2)로 연결된 파일롯라인(11)에 제어밸브(13)가 병렬설치되고, 이 제어밸브(13)에 셔틀밸브(14)의 한쪽 선단이 연결되며, 이 셔틀밸브(14)의 다른쪽 선단에는 상기 옵션스푸울(2)의 바이패스라인(5)에 설치된 네가티브 콘트롤밸브(6)가 연결되어 있는 한편, 상기 셔틀밸브(14)의 출구단이 유압펌프(1)의 토출량을 조절하는 펌프레귤레이터(17)와 연결된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비례감압밸브(13)가 옵션작업기(4)의 정격유량에 알맞도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프 제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비례감압밸브(13)가 릴리이프밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브(10)가 전기적으로 작동되는 솔레노이드밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브(10)가 기계식으로 작동되는 수동밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프 제어장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브(10)가 유압식으로 작동되는 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션작동기용 유압펌프 제어장치.