KR101182469B1 - 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치에 관한 것으로, 굴삭기의 콘트롤밸브에 내장된 2개의 아암제어스풀에 각각 연결된 2개의 압유 공급라인이 합류라인을 통하여 서로 연결되고, 상기 합류라인에 개폐밸브가 설치되어 상기 개폐밸브의 개폐작동에 따라 2개의 아암제어스풀과 연결된 액튜에이터가 함께 또는 개별적으로 작동되며, 콘트롤밸브에 설치된 하나의 아암제어스풀에는 아암실린더를 연결하고, 다른 하나의 아암제어스풀에는 옵션작업기를 연결하여 상기 개폐밸브를 차단시킨 상태에서 가동시키면, 아암실린더와 옵션작업기를 개별적으로 작동시킬 수가 있으므로, 옵션작업기의 작동으로 인하여 아암실린더에 많은 양의 압유가 급작스럽게 공급되어 충격을 일으키는 현상을 방지할 수가 있고, 2개의 아암실린더를 동시에 작동시키고자 할 때는 상기 개폐밸브를 개방시킨 상태에서 가동시키면 동일한 양의 압유가 2개의 아암제어스풀을 통과하게 되어 2개의 아암실린더를 동시에 같은 속도로 가동시킬 수 있게 된다.

굴삭기,아암실린더, 충격방지,

Description

굴삭기의 아암실린더 충격방지장치{An apparatus for preventing the shock of an arm cylinder in excavator}

도 1은 종래 굴삭기의 개략적인 유압회로도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 아암실린더 충격방지장치의 개략적인 유압회로도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 아암실린더 충격방지장치의 개략적인 유압회로도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호설명

1: 엔진 2: 제1메인유압펌프

4 : 제1메인유압펌프 6 : 보조펌프

10 : 컨트롤밸브 12: 아암1속제어스풀

14: 아암2속제어스풀 15,16: 네가콘밸브

20: 조이스틱밸브 25: 페달밸브

27: 옵션제어스풀 29: 옵션작업기

30: 내부합류라인 32: 개폐밸브

33a: 유압라인

33: 스위치 35: 합류라인차단신호 검출수단

36,37: 셔틀밸브 38: 아암2속제어 파이롯신호라인

본 발명은 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치에 관한 것으로, 특히 콘트롤밸브에 구비된 2개의 아암제어스풀 중의 한쪽에 옵션작업기를 연결하여 사용하는 경우에 굴삭기의 옵션작업기의 사용으로 인하여 아암실린더에 충격이 발생하지 않게 한 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치에 관한 것이다.

굴삭기는 도 1의 유압회로도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)에 의해 함께 구동되는 제1메인유압펌프(2),제2메인유압펌프(4), 보조펌프(6)를 구비하고, 상기 제1메인유압펌프(2) 및 제2메인유압펌프(4)의 압유는 콘트롤밸브(10)내에 구비된 복수개의 제어스풀(여기서는 암제어스풀(12,14)만을 도시하고 나머지 제어스풀들은 생략함)들에 의해 흐름이 제어되어 아암실린더(18)를 포함한 여러가지 작업기에 공급됨으로써 이들 작업기를 작동시키게 된다.

굴삭기의 콘트롤밸브(10)에는 아암실린더를 1속으로 제어하는 1속제어스풀(14)과 2속제어스풀(12)이 콘트롤밸브내에 서로 다른 열로 배치되고 각각 다른 메인유압펌프(2,4)로부터 압유가 제공되게 되어 있으며, 2속제어시 2개의 제어스풀에서 토출되는 메인유압펌프(2,4)의 압유를 합류라인(13)에서 서로 합류시켜 하나의 아암실린더(18)에 공급함으로써 아암의 속도를 상대적으로 빠르게 할 수 있게 되어 있다.

그리고 콘트롤밸브(10)의 제어스풀들을 바이패스하는 바이패스라인에는 네가콘밸브(15,16)가 연결되고, 이 네가콘밸브(15,16)에서 생성하는 네가콘압력(Pi1,Pi2)에 의해 메인유압펌프(2,4)의 유량조정장치(2a,4a)가 메인유압펌프(2,4)의 유량을 조절하게 된 소위 "네가콘 제어방식"으로 메인유압펌프를 제어하게 되어 있다. 따라서 임의의 액츄에이터를 작동시키기 위하여 상기 콘트롤밸브(10)의 제어스풀들중 어느 하나의 제어스풀, 예컨대 아암1속제어스풀(14)을 어느 한쪽으로 절환시키면 바이패스라인을 통과하는 제1메인유압펌프(2,4)의 유량이 감소하여 네가콘압력(Pi1,Pi2)을 감소시키게 되고 이 감소된 네가콘압력(Pi1,Pi2)은 유량조정장치(2a,4a)에 작용하여 제1메인유압펌프(2,4)의 유량을 증가시키게 되어 있다.

한편, 요즘의 건설장비에는 옵션 작업기가 많이 장착되는 추세인데, 옵션 작업기를 사용하기 위해서는 콘트롤밸브에 기본적으로 구비되어 있는 하나의 옵션스풀로서는 감당할 수 없으므로 콘트롤밸브(10)와는 별도로 외부에 옵션밸브(27)가 구비되어 2개의 메인유압펌프(2,4)중 어느 하나의 메인유압펌프(2)로부터 압유를 분배하여 옵션작업기(29)에 공급하게 되어 있다.

그리고 옵션작업기(29)를 작동시킬 때에는 아암을 빠르게 작동시킬 필요가 없고 옵션작업기(29)의 작동에 필요한 제1메인유압펌프(2,4)의 유량을 증대시키기 위하여 콘트롤밸브(10)에 구비된 아암2속제어스풀(12)을 움직이게 된다.

이 경우 옵션작업기(29)의 작동에 필요한 메인유압펌프(2,4)의 유량을 증대 시키기 위하여 콘트롤밸브(10)의 아암 2속제어스풀(12)을 절환시키게 되면 이에 따라 아암실린더에 공급되는 메인유압펌프의 유량도 변동하면서 아암실린더에 불규칙적인 충격을 발생시키게 되고 뿐만아니라 아암동작이 부드럽게 이루어지지 않는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여, 옵션작업기를 연결하여 사용하는 경우에 옵션작업기에 필요한 유량을 증대시키기 위하여 콘트롤밸브의 아암제어스풀들을 반복적으로 움직여주더라도 아암실린더에는 충격이 발생하지 않도록 된 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 작업기용 제어스풀들을 구비하고, 상기 제어스풀들을 바이패스하여 탱크로 귀환하는 유량에 반비례하여 펌프의 토출유량이 가변되는 적어도 2개의 메인펌프와, 상기 메인펌프로부터 공급되는 압유를 합류시켜 하나의 액츄에이터에 공급하는 제1제어스풀 및 제2제어스풀과, 상기 메인펌프 중 어느하나로부터 압유를 공급받아 옵션작업기를 작동시키는 옵션제어스풀을 포함하는 굴삭기의 유압회로에 있어서,

상기 제1제어스풀과 제2제어스풀의 입구 또는 출구중 어느한 쪽에서 상기 메인펌프의 압유를 합류시키는 내부합류라인과, 상기 내부합유라인상에 설치되어 상기 내부합유라인을 개폐하는 개폐밸브와, 상기 옵션작업기의 작동여부를 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에서 검출된 신호를 신호전달수단을 통해 상기 개폐밸브 에 전달함과 동시에, 상기 제1,2제어스풀 중 상기 메인펌프의 압유가 바이패스되는 것을 차단하는 구조의 제어스풀의 일측 수압부와 유압적으로 연결한 구조로 이루어진다.

한편, 여기서 상기 검출수단은 옵션작동기용 옵션제어스풀의 양측 수압부로 제공되는 파이롯신호라인에 설치된 셔틀밸브가 바람직하며, 상기 신호전달수단은 유압라인으로 연결하거나, 옵션작동기용 옵션제어스풀의 양측 수압부로 제공되는 파이롯신호라인에 설치된 셔틀밸브에서 검출된 유압신호를 전기적 신호로 변환하는 압력스위치와, 상기 압력 스위치와 상기 개폐밸브를 전기적으로 연결 구성할 수도 있다. 또한, 상기 검출수단에서 검출된 신호와 상기 제1,2제어스풀을 조종하는 조이스틱으로부터 검출된 파이롯신호압중 높은 신호압을 상기 제어스풀의 일측 수압부와 유압적으로 연결할 수도 있다.

다른 한편으로 상기 제1,2제어스풀 중 상기 메인펌프의 압유가 바이패스되는 것을 차단하는 구조의 제어스풀의 일측 수압부로는 상기 옵션작업기의 작동여부를 검출하는 검출수단에서 검출된 신호를 유압적으로 연결할 수 있으며, 상기 개폐밸브를 절환하는 수단은 운전석에 마련된 선택 스위치로 구성할 수 있다.

바람직하게는 볼 발명에서 제1,2제어스풀은 특정의 액츄에이터용으로 제한할 필요는 없으며, 2개의 메인펌프로부터 압유를 공급받으며 각각의 제어스풀을 구비하여 소위 2속 기능을 구비한 액츄에이터라면 모두 적용될 수 있다. 다만 본 발명세서는 이해를 돕기위해 상기 제1,2제어스풀을 굴삭기의 암 제어용 제어스풀로 취급하여 설명하기로 한다.

상기 본 발명에 따른 장치를 이용하면 상기 개폐밸브를 차단시킨 상태에서 아암실린더와 옵션작업기를 동시에 작동시킬 때 아암실린더와 옵션작업기를 서로 다른 메인유압펌프의 압유로 작동하므로 옵션작업기의 작동으로 인하여 하나의 메인유압펌프에 유량변화가 있더라도 아암실린더는 그 메인유압펌프의 유량변화에 영향을 받지 않아 유량변화에 따른 충격이 일어나지 않게 할 수 있다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 아암실린더 충격방지장치의 제1실시예에 대한 개략적인 유압회로도로서, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명은 엔진(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 제1 및 제2메인유압펌프(2,4)와 보조펌프(4)를 구비하고, 상기 제1 및 제2메인유압펌프(2,4)의 압유는 컨트롤밸브(10)에 구비된 제어스풀들에 의해 제어되어 아암실린더(18)를 포함한 유압액츄에이터에 공급된다.

상기 컨트롤밸브(10)는 상기 제2메인유압펌프(4)의 압유를 단독으로 아암실린더(18)에 공급하여 아암실린더(18)를 1속으로 제어하는 아암1속제어스풀(14)과, 제2메인유압펌프(2)의 압유를 제어하여 상기 아암1속제어스풀(14)을 거친 제2메인유압펌프(4)의 압유와 합류라인(13)에서 합류시켜 아암실린더(18)에 공급함으로써 아암실린더(18)를 2속으로 제어하는 아암 2속제어스풀(12)을 포함한다.

또한 상기 콘트롤밸브(10)와는 별개로 옵션작업기(29)를 제어하는 옵션제어밸브(27)가 구비되고 상기 옵션제어밸브(27)는 제1메인유압펌프(2)로부터 분류된 압유를 제어하여 옵션작업기(29)에 공급하며, 보조펌프(6)의 압유를 제어하여 옵션 작업기 제어용 파이롯신호를 출력하는 페달밸브(25)에 의해 절환작동하게 된다.

그리고 상기 아암2속제어스풀(14)에 제공되는 제1메인유압펌프(2)의 압유를 상기 암1속제어스풀(14)에 제공되는 제2메인유압펌프(4)의 압유에 합류시키는 내부합류라인(30)이 컨트롤밸브(10)의 내부에 구비된다. 그리고 상기 내부합류라인(30)에는 내부합유라인(30)을 개폐하는 개폐밸브(32)가 설치되고, 상기 개폐밸브(32)는 옵션작동기용 옵션제어스풀(27)의 양측 수압부로 제공되는 파이롯신호라인에 설치된 셔틀밸브(36)에서 검출되어 유압라인(33a)에 의해 전달되는 옵션작업기의 작동신호에 의해 차단위치로 절환한다.

즉, 상기 개폐밸브(32)를 차단하는 신호 검출수단(35)은, 상기 페달밸브(25)에서 출력되는 옵션제어 파이롯신호를 검출하는 제1셔틀밸브(36)와, 상기 제1셔틀밸브(36)에서 검출한 옵션제어 파이롯신호와 상기 조이스틱밸브(20)에서 출력되는 아암2속파이롯신호(Pa2)중 어느 하나의 파이롯신호로부터 합류차단신호(Pa2)를 검출하는 제2셔틀밸브(37)로 이루어진다. 도면부호 38은 아암2속제어용 파이롯신호라인이다.

한편, 조이스틱밸브(20)는 보조펌프(6)의 압유를 제어하여 상기 아암1속제어스풀(14)과 아암2속제어스풀(12)들을 절환시키는 파이롯신호(Pa1,Pa2)(Pb1,Pb2)를 출력한다. 도 2의 부호40은 아암 2속제어스풀에 작용하는 아암2속제어신호를 선택적으로 공급하는 선택밸브를 나타낸다.

따라서 조이스틱밸브(20)를 아암2속제어위치로 조작하여 아암2속제어 파이롯신호를 출력하거나 옵션작업기(29)를 조작하기 위하여 페달밸브(25)를 밟는 경우 상기 페달밸브(25)에서 출력되는 옵션제어 파이롯신호를 출력하면 상기 셔틀밸브(36,37)가 상기 아암2속 파이롯신호(Pa2)와 상기 옵션제어 파이롯신호로부터 검출한 합류차단신호를 유압라인(33a)를 통하여 상기 개폐밸브(32)에 작용시켜 내부합류라인(30)을 차단하게 되므로 옵션작업기(29)는 제1메인유압펌프(2)의 압유로써만 작동하게 되고 아암실린더(18)는 제1메인유압펌프(2)의 유량변화에 영향을 받지 않고 아암1속제어스풀(14)의 작동에 의해 제2메인유압펌프(4)의 압유만으로 작동하므로 아암실린더(18)에는 제1메인유압펌프(2)의 유량변화에 의한 충격이 가해지지 않게 된다.

한편, 도 3에는 본 발명에 따른 아암실린더 충격방지장치의 제2실시예가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 엔진(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 적어도 1이상의 메인유압펌프(2,4)와, 보조펌프(6)와, 상기 메인유압펌프(2,4)중 제2메인유압펌프(4)의 압유를 단독으로 아암실린더(18)에 공급하여 아암실린더(18)를 1속으로 제어하는 아암1속제어스풀(14)과, 나머지 하나의 제1메인유압펌프(2)의 압유를 제어하여 상기 아암1속제어스풀(14)을 거친 제2메인유압펌프(4)의 압유와 합류시켜 아암실린더(18)에 공급함으로써 아암실린더(18)를 2속으로 제어하는 아암 2속제어스풀(12)을 포함한 콘트롤밸브(10)와, 상기 콘트롤밸브(10)와는 별개로 구비되고 상기 아암실린더(18)에 아암2속제어용 유압을 제공하는 제1메인유압펌프(2)의 압유를 분류하여 옵션작업기(29)에 공급하는 옵션제어스풀(27)과, 상기 보조펌프(6)의 압유를 제어하여 상기 아암1속제어스풀(14) 및 아암2속제어스 풀(12)을 절환시키기위한 파이롯신호를 발생시키는 조이스틱밸브(20)와, 상기 보조펌프(6)의 압유를 제어하여 상기 옵션제어스풀(27)을 제어하기 위한 옵션제어 파이롯신호를 출력하는 페달밸브(25)를 구비한다.

그리고 상기 아암2속제어스풀(14)에 제공되는 제1메인유압펌프(2)의 압유는 상기 암1속제어스풀(14)에 제공되는 제2메인유압펌프(4)의 압유와 내부합류라인(30)에서 합류되게 되어 있고, 상기 내부합류라인(30)상에는 내부합류라인(30)을 개폐하는 개폐밸브(32)가 설치되며, 상기 개폐밸브(32)는 스위치(33)의 작동에 의해 개폐작동을 한다.

따라서 이 실시예에 의하면 옵션작업기(29)를 작동시킬 때 스위치(33)를 '온'위치로 작동시키면 개폐밸브(32)가 차단위치로 절환되어 내부합류회로(30)를 차단하게 된다. 이 상태에서 조이스틱밸브(20)를 조작하여 아암실린더(18)를 작동시키면서 페달밸브(25)를 조작하여 옵션제어밸브(27)를 절환작동시키면 옵션작업기(29)는 제1메인유압펌프(2)의 압유로써만 작동하게 되고 아암실린더(18)는 제1메인유압펌프(2)의 유량변화에 영향을 받지 않고 아암1속제어스풀(14)의 작동에 의해 제2메인유압펌프(4)의 압유만으로 작동하므로 아암실린더(18)에는 제1메인유압펌프(2)의 유량변화에 의한 충격이 가해지지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 장치에서는 굴삭기의 콘트롤밸브의 내부에 설치된 2개의 아암제어스풀(12,14)을 서로 연결한 내부합류라인(30)에 개폐밸브(32)가 설치되어, 필요에 따라 상기 내부합류라인(30)을 선택적으로 차단 할 수 있게 함으로써, 상기 아암실린더(18)는 2개의 아암제어스풀(18,20)중에서 하나의 아암제어스풀에 의해 작동제어되고, 옵션작업기(29)는 다른 메인유압펌프(2)의 유압에 의해 작동되게 하므로 굴삭기의 아암을 작동시키면서 동시에 옵션작업기를 작동시켜도 옵션 작업기의 작동에 필요한 유압이 아암실린더에 전달되지 않게 하여 굴삭기의 아암실린더에 갑작스런 충격이 발생하는 현상을 방지할 수가 있는 것이다.

Claims (7)

1. 복수의 작업기용 제어스풀들을 구비하고, 상기 제어스풀들을 바이패스하여 탱크로 귀환하는 유량에 반비례하여 펌프의 토출유량이 가변되는 적어도 2개의 메인펌프(2,4)와, 상기 메인펌프(2,4)로부터 공급되는 압유를 합류시켜 하나의 액츄에이터에 공급하는 제1제어스풀 및 제2제어스풀과, 상기 메인펌프(2,4) 중 어느하나로부터 압유를 공급받아 옵션작업기(29)를 작동시키는 옵션제어스풀(27)을 포함하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로에 있어서,

   상기 제1제어스풀과 제2제어스풀의 입구 또는 출구중 어느한 쪽에서 상기 메인펌프(2,3)의 압유를 합류시키는 내부합류라인(30)과,

   상기 내부합류라인(30)상에 설치되어 상기 내부합류라인(30)을 개폐하는 개폐밸브(32)와,

   상기 옵션작업기(29)의 작동여부를 검출하는 검출수단과,

   상기 옵션작업기의 작동 검출수단에서 검출된 신호를 신호전달수단을 통해 상기 개폐밸브(32)에 전달함과 동시에, 상기 제1,2제어스풀 중 상기 메인펌프의 압유가 바이패스되는 것을 차단하는 구조의 제어스풀의 일측 수압부와 유압적으로 연결한 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 옵션작업기의 작동 검출수단은 옵션작동기용 옵션제어스풀(27)의 양측 수압부로 제공되는 파이롯신호라인에 설치된 셔틀밸브(36)인 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 신호전달수단은 유압라인()으로 연결된 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호전달수단은 옵션작동기용 옵션제어스풀(27)의 양측 수압부로 제공되는 파이롯신호라인에 설치된 셔틀밸브(36)에서 검출된 유압신호를 전기적 신호로 변환하는 압력스위치와, 상기 압력 스위치와 상기 개폐밸브(32)를 전기적으로 연결한 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
5. 제1항에 있어서, 상기 검출수단에서 검출된 신호와 상기 제1,2제어스풀을 조종하는 조이스틱(20)으로부터 검출된 파이롯신호압중 높은 신호압을 상기 제어스풀의 일측 수압부와 유압적으로 연결한 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
6. 복수의 작업기용 제어스풀들을 구비하고, 상기 제어스풀들을 바이패스하여 탱크로 귀환하는 유량에 반비례하여 펌프의 토출유량이 가변되는 적어도 2개의 메인펌프(2,4)와, 상기 메인펌프(2,4)로부터 공급되는 압유를 합류시켜 하나의 액츄에이터에 공급하는 제1제어스풀 및 제2제어스풀과, 상기 메인펌프(2,4) 중 어느하나로부터 압유를 공급받아 옵션작업기(29)를 작동시키는 옵션제어스풀(27)을 포함하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로에 있어서,

   상기 제1제어스풀과 제2제어스풀의 입구 또는 출구중 어느한 쪽에서 상기 메인펌프(2,3)의 압유를 합류시키는 내부합류라인(30)과,

   상기 내부합류라인(30)상에 설치되어 상기 내부합류라인(30)을 개폐하는 개폐밸브(32)와,

   상기 개폐밸브(32)를 절환하는 수단과,

   상기 옵션작업기(29)의 작동여부를 검출하는 검출수단과,

   상기 검출수단에서 검출된 신호를 상기 제1,2제어스풀 중 상기 메인펌프의 압유가 바이패스되는 것을 차단하는 구조의 제어스풀의 일측 수압부와 유압적으로 연결한 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 개폐밸브(32)를 절환하는 수단은 운전석에 마련된 선택 스위치(33)인 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션작업기용 유압회로.

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