KR100480975B1 - 중장비의바이패스유량조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비의 바이패스유량 조정장치에 관한 것으로, 2개의 메인펌프(1a,1b)에서 토출되는 압유가 다수개의 밸브스푸울(2,3,4,5,6,7,8)을 구비한 메인콘트롤밸브블록(9)에서 선택적으로 제어되어져 해당 액튜에이터(10)로 공급되어지게 되고, 상기 각 밸브스푸울(2∼8)이 전부 중립위치할 때 형성되는 두 개의 바이패스라인(11a,11b)중 일측 바이패스라인(11a)에 바이패스컷밸브(13)가 설치되어, 상기 일측 메인펌프(1a)에서 토출된 압유가 메인콘트롤밸브블록(9)을 거쳐 상기 바이패스컷밸브(13) 입구에서 분류되어 다른 액튜에이터(10)쪽으로 공급되어지도록 된 중장비의 바이패스유량 조정장치에 있어서, 상기 바이패스컷 밸브(13)가 개방통로(16)와 교축통로(17) 및 차단통로(18)가 형성된 구조로 되어, 상기 센터바이패스라인(11a)을 통과하는 바이패스유량이 광범위하게 조정되어 다른 액튜에이터(10)쪽으로 공급되는 유량도 광범위하게 조정되어 여러 형태의 작업기를 사용할 수 있게 한 것이다.

Description

중장비의 바이패스유량 조정장치{An apparatus for controlling by-pass flow rate of a heavy equipment}

본 발명은 중장비에 사용되는 유압장치에 관한 것으로, 특히 두 메인펌프 중 하나의 메인펌프로부터 토출된 압유를 탱크로 곧바로 드레인시키는 바이패스라인에 바이패스컷밸브(by-pass cut valve)를 설치하여 다른 메인펌프에 합류시켜, 하나의 액튜에이터에 두 메인펌프로부터 토출된 압유가 공급되어지도록 한 중장비의 바이패스유량 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같은 중장비에는 여러개의 작업기가 구비되어 있고, 통상 이들 작업기의 작동과 주행은 모두 유압의 작동으로 이루어지게 되어 있고, 이들 각 작업기와 주행은 그 동작을 제어하는 액튜에이터의 작동에 의해 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 중장비에는 여러개의 액튜에이터가 구비되어 있는데, 이들 각 액튜에이터에 선택적으로 압유의 공급을 제어하기 위한 여러 개의 제어밸브가 필요하고, 또한 이들 액튜에이터에 공급되는 압유는 통상 하나 또는 2 개의 메인펌프에서 공급되는 것을 사용하도록 되어 있다.

그러므로, 상기 메인펌프에서 공급되는 압유를 해당 액튜에이터에 선택적으로 공급하고, 그 제어가 용이하게 하며 유압장치의 구조를 간단하게 하기 위해 통상 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개의 메인펌프(101a,101b)에서 토출되는 압유가 메인 콘트롤밸브블록(109)에 구비된 복수개의 밸브스푸울(102,103,104,105,106,107,108)에서 선택적으로 제어되어 작동시키고자 하는 해당 액튜에이터(110; 도면에는 하나만 도시하고 나머지의 액튜에이터는 도시를 생략함)로 공급된다.

그리고, 보조펌프(111)에서 공급되는 압유는 조이스틱(112 ; 도면에는 하나만 도시됨)에서 제어되어 상기 각 밸브스푸울(102 ∼ 108)을 선택적으로 절환시키게 되고, 이에 따라 밸브스푸울은 메인펌프(101a,101b)에서 토출되어 메인라인(113a,113b)을 통해 공급되는 압유가 흐름을 제어하여 작동시키고자 하는 액튜에이터로 공급한다.

또한, 중장비의 어떠한 액튜에이터(110)도 작동시키지 않는 경우에는 상기 각 밸브스푸울(102 ∼ 108)이 전부 중립위치에 위치하게 되고, 이때 상기 메인콘트롤밸브블록(109)의 내부에 메인펌프(101a,101b)에서 토출된 압유가 메인콘트롤밸브블록(109)의 상단까지 통과하게 되는 바이패스통로(114a,114b)가 형성되게 된다.

한편, 이러한 2개의 바이패스통로(114a,114b)중 도면을 기준으로 좌측 메인펌프(101a)와 연결된 액튜에이터(106,107,108)가 어느 것도 작동치 않을 때는 좌측바이패스라인(114a)을 통과하는 압유가 무용하게 오일탱크(115)로 드레인되는 것을 차단하여 우측바이패스라인(114b)에 설치된 특정한 액튜에이터(110; 이하 합유 액튜에이터라 한다.)쪽으로 합류시켜 많은량의 압유를 공급시키기 위해, 통상 좌측바이패스라인(114a) 최하단에 이 바이패스라인(114a)을 차단하기 위해 바이패스컷밸브(116)를 설치하고, 이 바이패스컷밸브(116) 입구측에 합류라인(117)을 분기시켜, 좌측 메인펌프(101a)로부터 토출된 압유가 합류액튜에이터(110)로 공급되어지도록 되어 있다.

여기서, 상기 바이패스컷밸브(116)의 절환작동은 상기 합류 액튜에이터(110)의 해당 절환밸브(103,이하 합류 절환밸브라 한다.)를 절환작동시키는 합류조이스틱(112)에 의해 이루어지도록 되어 있다.

이에 따라 합류조이스틱(112)을 조작함과 동시에 보조펌프(118)로부터 발샌된 파이롯신호압이 합류조이스틱(112)을 거쳐 상기 합류절환밸브(103)와 바이패스컷밸브(116)에 전달되어져 이 밸브(103,116)를 동시에 절환시키게 되고, 이에 따라 상기 합류액튜에이터(110) 쪽으로 두 메인펌프(101a,101b)에서 토출된 압유가 공급되어지는 것이다.

그런데, 상기한 바이패스컷밸브(116)에 의해 상기 좌측 메인펌프(101a)에서 토출되는 압유의 전부를 우측 메인펌프(101b)에서 토출되는 압유와 합류시키면, 상기 합류액튜에이터(110)로 공급되어지는 압유량이 너무 많아져 필요이상으로 작동속도가 빨라진다든가 유동저항에 의한 압력손실량도 커지는 결점이 있었다.

이에 상기한 결점을 해소하기 위하여 종래에는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 바이패스컷밸브(116)에 차단통로(119) 대신 교축통로(120)를 형성시켜, 좌측메인펌프(101a)에서 토출된 유량의 일부를 교축통로(120)를 통해 오일탱크(115)로 드레인되어지고, 나머지의 유량은 상기 합류액튜에이터(110)로 공급되어지도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 이루어진 종래의 중장비의 바이패스유량 조정장치에 따르면, 바이패스컷밸브(116)의 교축통로(102)를 통해 항상 소정량의 유량이 오일탱크(115)로 드레인되는 구조로 되어 있으므로, 좌측바이패스라인(1114a)을 통과하는 전 유량의 합류가 필요한 작업기에는 사용할 수가 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바이패스컷 밸브에 교축통로와 차단통로를 모두 형성시켜 필요에 따라 밸브위치를 선택절환시켜 바이패스유량을 광범위하게 조정하여 액튜에이터에 공급할 수 있도록 한 중장비의 바이패스유량 조정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2개의 메인펌프에서 토출되는 압유가 다수개의 밸브스푸울을 구비한 메인콘트롤밸브블록에서 선택적으로 제어되어져 해당 액튜에이터로 공급되어지게 되고, 상기 각 밸브스푸울이 전부 중립위치할 때 형성되는 두 개의 바이패스라인중 일측 바이패스라인에 바이패스컷밸브가 설치되어, 상기 일측 펌프에서 토출된 압유가 콘트롤밸브블록을 거쳐 상기 바이패스컷밸브 입구에서 분류되어 다른 액튜에이터쪽으로 공급되어지도록 된 중장비의 바이패스유량 조정장치에 있어서, 상기 바이패스컷 밸브가 개방통로와 교축통로 및 차단통로가 형성된 구조로 되어, 상기 센터바이패스라인을 통과하는 바이패스유량이 조정되어 다른 액튜에이터쪽으로 공급되는 유량을 조정할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 바이패스유량 조정장치는, 바이패스되는 압유가 필요한 액튜에이터에 따라, 바이패스컷밸브를 통과하는 바이패스유량을 완전하게 차단시켜 바이패스되는 펌프에서 토출된 압유 전부를 공급하든지, 아니면 완전히 차단시키지 않고 일부를 오일탱크로 드레인시키고 나머지의 압유를 공급할 수 있게 된다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 중장비의 바이패스유량 조정장치의 유압회로도로서, 2개의 메인펌프(1a,1b)에서 토출되는 압유가 다수개의 밸브스푸울(2,3,4,5,6,7,8)을 구비한 메인콘트롤밸브블록(9)에서 선택적으로 제어되어져 해당 액튜에이터(10; 도면에는 하나만 표시됨)로 공급되어지게 되어 있고, 상기 각 밸브스푸울(2 ∼ 8)은 보조펌프(1c)에서 공급되는 압유를 조이스틱(15)으로 제어함으로써 선택절환되어지도록 되어 있다.

그리고, 상기 각 밸브스푸울(2 ∼ 8)이 전부 중립위치에 위치할 때 메인펌프(1a,1b)에서 토출된 압유가 메인콘트롤밸브블록(9)의 상단까지 통과하게 되는 두 개의 바이패스라인(11a,11b)이 형성되는 한편, 이 두 개의 바이패스라인(11a,11b)중 일측 바이패스라인(11a)에 이 바이패스라인(11a)을 통과하여 오일탱크(12)로 드레인되는 바이패스유량을 조정하도록 된 바이패스컷밸브(13)가 설치되어, 상기 두 메인펌프(1a, 1a)중 바이패스컷밸브(13)가 설치된 쪽으로 압유를 토출하는 좌측 메인펌프(1a)에서 토출된 압유가 메인콘트롤밸브블록(9)을 거쳐 상기 바이패스컷밸브(13) 입구에서 분류되어, 일부는 바이패스컷밸브(13)를 통과하여 오일탱크(12)로 드레인되어지고 나머지는 바이패스컷밸브(13) 입구의 바이패스라인(11a)에서 분기된 합류라인(14)을 통해 많은 량의 압유가 필요한 액튜에이터(10; 이하 합류엑튜에이터라 한다.)로 공급되어 빠른 속도로 작동되어지도록 되어 있다.

물론, 상기 합류액튜에이터(10)에 유입되어지는 압유는 해당 밸브스푸울(2; 이하 "합류 밸브스푸울"이라 한다.)를 거쳐 공급받도록 되어 있고, 이 합류 밸브스푸울(2)의 선택적 절환작동은 보조펌프(1c)에서 공급되는 압유를 해당 조이스틱(15)으로 제어함으로써 이루어지게 되어 있다.

그리고, 상기 바이패스컷밸브(13)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 개방통로(16)와 교축통로(17) 및 차단통로(18)가 형성되고, 밸브스푸울의 이동에 의해 선택적으로 절환되어, 상기 바이패스라인(11a)을 통해 오일탱크(12)로 드레인되는 바이패스유량을 조정할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 바이패스컷밸브(13)의 스푸울 일측은 스프링(19)을 매개로 탄력지지되고, 타측은 파이롯라인(20)을 통해 파이롯신호압(Pi)이 작용되는 구조로 되어, 이 파이롯신호압(Pi)과 스프링(19)의 압력이 평형을 이루는 쪽으로 스푸울이 이동되면서 상기한 통로(16,17,18)중 어느 하나의 위치로 절환되게 된다.

상기 파이롯라인(20)에는 방향절환밸브(21)가 설치되어, 상기 보조펌프(1c)에서 토출되는 고압(약 40 kg/cm² 정도) 파이롯신호압(Pi)을 상기 바이패스컷밸브(13)에 작용시켜 차단통로(18)가 바이패스라인(11a)에 위치하게 하거나, 상기 합류조이스틱(15)을 거치면서 도 4에 나타낸 바와 같이 저압(약 25 kg/cm² 정도)으로 된 파이롯신호압(Pi)을 상기 바이패스컷밸브(13)에 작용시켜 교축통로(17)가 바이패스라인(11a)에 위치하게 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 바이패스유량 조정장치의 작동과정은, 작업기를 빠른 속도로 작동시키기 위해 많은 량의 압유가 필요한 합류액튜에이터(10)를 작동시키기 위해 합류조이스틱(15)을 조작하면, 이 합류조이스틱(15)에 의해 합류밸브스푸울(2)이 절환되어, 도 1에서 볼 때 우측 메인펌프(1b)에서 토출된 압유는 합류밸브스푸울(2)을 거쳐 합류액튜에이터(10)로 공급되어지고, 이와 동시에 상기 방향절환밸브(21)를 절환시켜 파이롯신호압(Pi)을 바이패스컷밸브(13)에 작용되게 하면, 바이패스컷밸브(13)의 스푸울은 스프링(19)을 압축시키는 방향으로 절환되어 센터바이패스라인(11a)에 교축통로(17) 혹은 차단통로(18)가 위치되게 하여, 상기 좌측 메인펌프(1a)에서 토출된 압유는 상기 바이패스컷밸브(13) 입구에서 분류되어 상기 합류라인(14)과 합류밸브스푸울(2)을 거쳐 합류액튜에이터(10)로 공급되어지게 된다.

이와 같이, 상기 합류액튜에이터(10)로 좌,우측 메인펌프(1a,1b)에서 토출된 압유가 합류되어 공급되므로 이 합류액튜에이터(10)에 의해 작동되는 작업기는 빠른 속도로 작업이 이루어지게 된다.

한편, 상기 방향절환밸브(21)의 절환위치가 상기 보조펌프(1c)에서 토출되는 압유를 상기 파이롯라인(20)으로 흐르게 연통시키면, 이 파이롯라인(20)에 보조펌프(1c)에서 발생되는 고압의 파이롯신호압(Pi)이 작용되면서 스프링(19)을 최대로 압축시켜 밸브의 차단통로(18)가 좌측 바이패스라인(11a)에 위치되게 되므로, 좌측메인펌프(1a)에서 토출된 압유가 모두 합류액튜에이터(10)측으로 흐르게 되어 작업기를 작동속도를 빠르게 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 방향절환밸브(21)의 절환위치가 상기 합류조이스틱(15)을 거친 저압유를 상기 파이롯라인(20)으로 흐르게 연통시키면, 바이패스컷밸브(13)의 교축통로(17)가 좌측 바이패스라인(11a)에 위치되게 되므로, 좌측 메인펌프(1a)에서 토출된 압유의 일부는 합류액튜에이터(10)측으로 흐르게 되고, 나머지는 오일탱크(12)쪽으로 바이패스되게 된다.

이상에서 설명한 것은 좌측 메인펌프(1a)에서 토출되어 좌측 바이패스라인(11a)을 흐르는 바이패스유량을 우측 메인펌프(1b)에서 토출되는 압유와 합류시켜 합류액튜에이터(10)를 빠른 속도로 작동시키는 실시례에 대해서 설명하였지만, 상기 바이패스유량을 중장비의 옵션작업기의 구동에 필요한 다른 옵션 액튜에이터로 공급하여 바이패스유량을 효과적으로 이용할 수 있는 데, 도 1과 2는 합류작업을 옵션작업을 선택적으로 수행하게 할 수 있도록 한 유압회로도이다.

도 1은 하나의 실시례로서, 합류라인(14)에 별도의 3포트 2포지션 방향절환밸브(22)가 설치되어, 필요에 따라 이 절환밸브(22)를 절환시켜 합류라인(14)을 통해 공급되는 바이패스유량을 합류액튜에이터(10)로 공급하거나 옵션작업기(23)로 공급하여 두 작업을 선택적으로 할 수 있도록 되어 있다.

도 2는 또 다른 실시례로서, 상기 합류라인(14)에 2포트 2포지션 방향절환밸브(24)가 설치되고, 상기 좌측 메인펌프(1a)에 연결되는 좌측메인라인(25)에 옵션라인(26)을 통해 옵션작업기(27)가 연결됨과 더불어 상기 옵션라인(26)에 옵션용 방향절환밸브(28)가 설치되어, 좌측 메인펌프(1a)에서 토출되는 압유가 상기 방향절환밸브(24)와 옵션용 방향절환밸브(28)를 절환작동시킴에 따라 좌측펌프(1a)로부터 토출되 압유를 합류라인(14)을 통해 합류액튜에이터(10)로 공급 또는 옵션라인(26)을 통해 옵션작업기(27)로 공급하거나 둘 모두에게 동시에 공급할 수 있게 되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중장비의 바이패스유량 조정장치에 따르면, 바이패스컷 밸브에 교축통로와 차단통로를 모두 형성되어 필요에 따라 밸브위치를 선택절환시켜 바이패스유량의 전부 혹은 일부를 합류액튜에이터에 공급하거나 옵션작업기로 공급할 수 있는 구조로 되어 있으므로써, 오일탱크로 드레인되는 바이패스유량을 효과적으로 사용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 중장비의 바이패스유량 조정장치의 유압회로도,

도 2는 본 발명의 다른 실시례를 나타낸 유압회로도,

도 3은 본 발명을 구성하는 바이패스컷밸브의 확대도,

도 4는 조이스틱의 이동변위에 대한 파이롯신호압과의 관계를 나타낸 그래프,

도 5는 종래의 일반적인 중장비의 바이패스유량 조정장치의 유압회로도,

도 6은 종래의 바이패스컷밸브의 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1a,1b : 메인펌프 2,3,4,5,6,7,8 : 밸브스푸울

9 : 메인콘트롤밸브블록 10 : 액튜에이터

11a,11b : 바이패스라인 12 : 오일탱크

13 : 바이패스컷밸브 14 : 합류라인

15 : 조이스틱 16 : 개방통로

17 : 교축통로 18 : 차단통로

19 : 스프링 20 : 파이롯라인

21,22,24: 방향절환밸브 25 : 좌측메인라인

23,27 : 옵션작업기 28 : 옵션용향절환밸브

Claims (1)

1. 2개의 메인펌프(1a,1b)에서 토출되는 압유가 메인콘트롤밸브블록(9)에 구비된 다수개의 밸브스푸울(2~8)에서 선택적으로 제어되어져 합류액튜에이터(10)를 포함한 복수개의 액튜에이터에 선택적으로 공급되어지게 되고, 상기 각 밸브스푸울(2∼8)이 전부 중립위치할 때 형성되는 두 개의 바이패스라인(11a,11b)중 일측 바이패스라인(11a)에 바이패스컷밸브(13)가 설치되어, 상기 일측 메인펌프(1a)에서 토출된 압유가 메인콘트롤밸브블록(9)을 거쳐 상기 바이패스컷밸브(13) 입구에서 분류되어 합류액튜에이터(10)쪽으로 합류되어지도록 된 중장비의 바이패스유량 조정장치에 있어서,

   상기 바이패스컷 밸브(13)가 개방통로(16)와 교축통로(17) 및 차단통로(18)를 구비하고, 수압부에 보조펌프(1c)의 파이롯신호압력(Pi)이 작용하지 않을 때에는 상기 바이패스라인(11a)과 상기 개방통로(16)을 연통시키고, 수압부에 상대적으로 작은 파이롯신호압력(Pi)이 작용하는 경우에는 상기 교축통로(17)가 상기 바이패스 라인(11a)과 연통되며, 수압부에 상대적으로 큰 파이롯신호압력(Pi)이 작용하는 경우에는 상기 차단통로(18)와 바이패스라인(11a)를 연통시키도록 된 것을 특징으로 하는 중장비의 바이패스유량 조정장치.