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KR100305742B1 - 중장비의재생장치 - Google Patents

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KR100305742B1
KR100305742B1 KR1019960017894A KR19960017894A KR100305742B1 KR 100305742 B1 KR100305742 B1 KR 100305742B1 KR 1019960017894 A KR1019960017894 A KR 1019960017894A KR 19960017894 A KR19960017894 A KR 19960017894A KR 100305742 B1 KR100305742 B1 KR 100305742B1
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KR
South Korea
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flow path
actuator
arm
regeneration
return
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KR1019960017894A
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Inventor
정대승
이양구
Original Assignee
토니헬샴
볼보건설기계코리아 주식회사
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Publication date
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Priority to GB9625701A priority patent/GB2313412A/en
Priority to CN96120876A priority patent/CN1082116C/zh
Priority to JP8352207A priority patent/JPH09317704A/ja
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Abstract

본 발명은 중장비의 재생장치에 관한 것으로, 특히 장비의 자중에 의해 작동하는 액츄에이터의 귀환유량을 공급측으로 다시 이용하는 중장비의 재생장치에 있어서, 상기 액츄에이터를 구동하는 콘트롤밸브의 귀환측 내부유로상에 형성된 오리피스와, 상기 귀환측 내부유로와 탱크로 귀환하는 리턴유로 사이에 설치되어 상기 액츄에이터의 하강시 귀환측 내부유로와 연결되는 재생유로, 및 상기 오리피스를 통과한 내부유로를 분기하여 공급측 내부유로와 연결되어 탱크로 귀환되는 유량의 일부를 공급측에 공급하여 재생기능을 수행하는 내부재생회로를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비의 재생장치에 관한 것이다.

Description

중장비의 재생장치
제1도는 종래의 재생기능이 구비된 굴삭기의 아암 콘트롤밸브의 일부를 도시하는 간략도.
제2도는 제1도의 아암 콘트롤밸브와 관련된 유압회로도.
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 중장비의 재생장치를 나타내는 굴삭기의 아암 콘트롤밸브의 개략도.
제4도는 제3도의 아암 콘트롤밸브와 관련된 유압회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
ARM : 아암실린더 P : 유압펌프
CV : 아암 콘트롤밸브 T : 탱크
1a,1b : 유로 3,7 : 내부유로
5 : 내부재생유로 6,12 : 체크밸브
8 : 오리피스 10 : 스푸울
11 : 재생유로 13 : 밸브스프링
100,101 : CV 조작신호
본 발명은 중장비의 재생장치에 관한 것으로, 특히 굴삭기의 부움 또는 아암에 적용되어 액츄에이터의 귀환측 유로에 배압을 형성함으로써 액츄에이터의 작동속도를 일정하게 조정하고 동시에 재생유로를 통하여 액츄에이터의 공급측 유로에 고압이 형성되는 것을 방지하도록 하는 중장비의 재생장치에 관한 것이다.
재생(Regeneration)은 한 액츄에이터의 리턴측에서 발생하는 유량을 환원하여 공급측에 보충공급되도록 함으로써, 공급측에서의 유량부족에 의한 캐비테이션(Cavitation)을 방지하고 원활한 작동속도를 얻도록 하는 것을 말한다. 이러한 재생은 그 전제조건으로, 해당 액츄에이터가 유량공급이 아닌 자중에 의해서 동작가능할 것이 요구된다. 예를 들면, 굴삭기의 경우, 부움(Boom)의 하강시 부움의 자중에 의해 얻어진 고압의 리턴유량을 부움 상승시 사용될 수 있도록 하는 것을 들수 있다.
첨부도면 제1도는 재생기능이 구현된 종래의 아암용 콘트롤밸브를 도시하며, 제2도는 이 아암 콘트롤밸브와 관련된 유압회로도를 도시하고 있다. 도시된 바에 의하면, 유압펌프(P)와 아암실린더(ARM)가 유로(101a,101b)에 의하여 연결되고, 이들 사이에 아암 콘트롤밸브(CV)가 설치되었다. 아암 콘트롤밸브(CV)는 작업자의 조작신호(100,101)에 따른 내부유로의 절환접속에 의해 유압펌프(P)로부터 아암실린더(ARM)에 공급되는 작동유를 제어함으로써 아암실린더(ARM)의 동작 및 동작방향 등을 결정한다. 즉, 아암 콘트롤밸브(CV)가 중립위치에 있을 때에는, 센터바이패스유로(103)를 제외한 내부유로가 모두 차단되므로, 유압펌프(P)의 토출유량은 아암실린더(ARM)에 고급되지 못하고 센터바이패스유로(103)를 통해 탱크(T)로 리턴된다. 한편, 아암 콘트롤밸브(CV)가 제1위치(I)에 있을 때에는, 유압펌프(P)의 토출유량이 유로(102), 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(104), 및 유로(101a)를 통해 아암실린더(ARM)의 라지챔버에 공급되며 아암실린더(ARM)의 스몰챔버에 있던 작동유는 유로(101b)와 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(107)를 통해 탱크(T)로 리턴된다. 이때, 아암은 인(IN)동작을 수행하게 된다. 또한, 아암 콘트롤밸브(CV)가 제2위치(II)에 있을 때에는 유압펌프(P)의 토출유량이 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로와 유로(101b)를 통해 아암실린더(ARM)의 스몰챔버에 공급되며 아암실린더(ARM)의 라지챔버에 있던 작동유는 유로(101a)와 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로를 통해 탱크(T)로 리턴된다. 이때 아암은 아웃(OUT)동작을 수행하게 된다.
한편, 위와 같이 전술한 아암이 인(IN)동작을 수행할 때, 즉 아암 콘트롤밸브(CV)가 제1위치(I)에 있을 때, 오리피스(108)에 의하여 유로(107)에 배압이 형성되며, 이 배압이 체크밸브(106)의 밸브스프링(106a)의 설정압력보다 높으면 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(107)를 통해 탱크(T)로 리턴되는 유량중 일부는 재생유로(105)을 통해 분기되어 공급측 유로(104)로 환원되고 유압펌프(P)의 토출유량과 합류되어 유로(101a)를 통해 아암실린더(ARM)의 라지챔버에 공급됨으로써 재생기능이 수행되었다.
제1도중, 미설명부호 RV는 릴리이프밸브를 나타내고, T 및 P는 각각 탱크 및 펌프와 연결된 유로를 나타낸다.
그러나, 이와 같은 재생회로는, 아암이 부하가 없는 상태에서 작동하는 경우에 아암실린더의 공급측유로에 높은 작동압이 필요없음에도 불구하고 아암의 자중에 의하여 공급된 재생유에 의하여 아암실린더의 공급측에 필요없는 고압이 작용하는 불합리한 점이 있었다.
또한, 아암실린더의 속도를 결정하는 리턴유량이 오리피스와 재생유로의 체크밸브를 통해 유출됨에 따라 아암의 구동속도가 재생에 의하여 공급되는 유량으로부터 많은 영향을 받게 되어 아암에 대한 부하의 고저에 따라 아암실린더 작동속도의 변화의 폭이 커지게 되었다. 따라서, 아암실린더의 작동속도가 아암콘트롤밸브의 스푸울의 절환에 의한 개구면적에 의존하지 않게 되어 결국, 조작자의 의도대로 아암이 구동되지 않게 되어 장비의 조작성이 나빠지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 액츄에이터의 리턴유량이 급속하게 유출되는 것이 방지되도록 아암실린더의 귀환측 유로에 배압이 형성되도록 함으로써 액츄에이터의 작동속도를 일정하게 조정하고 동시에 재생회로를 통하여 액츄에이터의 공급측 유로에 고압이 형성되는 것을 방지하도록 하는 중장비용 재생회로를 제공하는 것에 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 장비의 자중에 의해 작동하는 액츄에이터의 귀환유량을 공급측으로 다시 이용하는 중장비의 재생장치에 있어서, 상기 액츄에이터를 구동하는 콘트롤밸브의 귀환측 내부유로상에 형성된 오리피스와, 상기 귀환측 내부유로와 탱크로 귀환하는 리턴유로 사이에 설치되어 상기 액츄에이터의 하강시 귀환측 내부유로와 연결되는 재생유로, 및 상기 오리피스를 통과한 내부유로를 분기하여 공급측 내부유로와 연결되어 탱크로 귀환되는 유량의 일부를 공급측에 공급하여 재생기능을 수행하는 내부재생회로를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비의 재생장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 재생유로에 설치되어 재생유로에 배압을 형성하는 제1체크밸브를 더 구비한다.
바람직하게는, 상기 내부재생회로에 설치되어 공급측에서 귀환측으로 작동유의 역류를 방지하는 제2체크밸브를 더 구비한다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
첨부도면 제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 재생장치를 나타내는 아암용 콘트롤밸브의 기구도이며, 제4도는 제3도의 재생장치에 관한 유압회로도이다.
본 실시예에서 다루어지는 액츄에이터는 기본적으로 굴삭기의 아암 실린더로 한정하여 설명하지만, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 부움, 버켓 및 기타장치에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
첨부도면 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 유압펌프(P)와 아암실린더(ARM)가 유로(1a,1b)에 의해 연결되고, 이 유로중에 아암 콘트롤밸브(CV)가 설치된다. 아암작동을 위한 기본적인 유압회로의 구성과 작동은 이미 제1도 및 제2도에 의거한 종래기술의 설명에서 상세히 기술하였으므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 의한 중장비의 재생장치는, 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 아암 콘트롤밸브(CV)가 파일롯신호(100)에 의하여 스푸울(10)의 이동에 따라 제1상태(I)로 절환시 아암실린더(ARM)의 귀환측 유로(1b)와 연결되는 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(7)가 설치되고 이 내부유로(7)로부터 작동유가 유출되는 유압라인에 오리피스(8)가 형성되며, 내부유로(7)와, 탱크와 연결된 유로(9) 사이에 재생유로(11)를 설치하고, 이 재생유로(11)에 밸브스프링(13)에 의하여 소정의 설정압력으로 탄성바이어스된 체크밸브(12)가 설치된다. 따라서, 오리피스(8)에 의하여 아암실린더(ARM)의 귀환측 유로(1b)에 소정의 배압이 형성되어 장비의 무부하 작동시 아암실린더(ARM)의 작동속도가 귀환유량의 급격한 유출에 의하여 증대되는 것이 방지되고 이에 따라 아암 콘트롤밸브(CV)의 스풀 절환량에 의하여 아암실린더(ARM)의 작동속도가 제어된다. 또한, 오리피스(8)를 통과한 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(7)를 분기한 내부재생유로(5)가 공급측 내부유로(4)와 연결되며, 이 내부재생회로(5)에는 밸브스프링(6a)에 의하여 소정의 설정압으로 탄성바이어스된 체크밸브(6)가 설치되어 내부재생유로(5)가 개방된 상태에서 공급측 작동유가 리턴측으로 역류되는 것을 방지한다.
이하, 이와 같이 구성된 본 실시예의 작동 및 효과를 설명한다.
외부신호(100)에 의하여 아암 콘트롤밸브(CV)가 제1상태(I)로 절환하면, 유압펌프(P)의 토출유량이 유로(2), 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(4) 및 유로(1a)를 통해 아암실린더(ARM)의 라지챔버에 공급되며, 아암실린더(ARM)의 스몰챔버에 있던 작동유는 유로(1b), 아암 콘트롤밸브(CV)의 내부유로(7), 오리피스(8), 재생유로(11), 및 체크밸브(12)를 통해 유로(9)와 합류하여 탱크(T)로 리턴된다.
이때, 장비의 무부하 운전시 아암의 자중에 의하여 아암실린더(ARM)의 스몰챔버내 작동유의 유출이 급격히 많아지면, 오리피스(8)에 의하여 유로(1a)에 배압이 형성되어 오리피스(8)를 통과한 내부유로(7)에 유량이 급격히 증가하는 것을 방지하여 결국, 재생유가 증가하는 것을 방지함에 따라 액츄에이터의 공급측 유로(1a)에 고압이 형성되지 않도록 하는 것이다.
한편, 체크밸브(12)에 소정의 설정압으로 세팅된 밸브스프링(13)에 의하여 유로(11)에 배압이 형성되면, 내부유로(7)에서 분기된 내부재생유로(5)를 통하여 탱크(T)로 귀환되는 유량의 일부는 밸브스프링(6a)의 탄성력을 이기고 내부재생회로(5)를 개방하여 유압펌프(P)로부터 공급되는 아암실린더(ARM)의 공급측 내부유로(4)와 합류되어 재생기능이 수행되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 중장비의 재생장치에 의하면, 귀환유로와 탱크유로 사이에 재생유로를 설치하고 이 재생유로로부터 내부재생유로가 분기됨에 따라 내부재생회로가 오리피스 통과한 재생유로로부터 분기됨으로써, 액츄에이터 속도의 변화를 최소화하고, 자중에 의하여 발생된 고압의 리턴유에 의하여 재생라인에 과압이 형성되어 아암실린더의 공급측에 필요없는 고압이 형성되는 것을 제거하며, 동시에 재생유로에 형성된 일정압력으로 아암실린더의 캐비테이션을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 장비의 자중에 의해 작동하는 액츄에이터의 귀환유량이 공급측으로 다시 귀환되도록 상기 액츄에이터를 구동하는 콘트롤밸브의 귀환측 내부 유로 상에 오리피스가 형성되고, 상기 귀환측 내부 유로와 탱크로 귀환하는 리턴 유로 상에 재생 유로가 설치되어 액츄에이터의 하강시 귀환측 내부유로와 재생유로가 연결되도록 하며, 상기 오리피스를 통과한 내부 유로로부터 분기되어 공급측 내부 유로와 연결되는 내부재생회로를 통하여, 탱크로 귀환되는 유량의 일부가 공급측에 공급되도록 구성되는 중장비의 재생장치에 있어서, 상기한 재생유로에 배압을 형성하게 되도록 상기 재생유로에 설치되는 제1체크밸브와, 공급측에서 귀환측으로의 작동유 역류를 방지할 수 있도록 상시한 내부재생회로에 설치되는 제2체크밸브가 더욱 구비된 구조로 구성됨을 특징으로 하는 중장비의 재생장치.
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