KR100240081B1 - 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비용 선회모터의 유압 제어장치에 관한 것으로, 특히 굴삭기를 비롯한 각종 유압식 건설 중장비에서 선회모터의 릴리이프 압력을 가변제어함으로써 작업장치와 선회의 복합작동시 응답성이 개선될 수 있고 우선기능이 확보될 수 있도록 한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 장치는, 파일럿펌프와 선회모터의 릴리이프밸브의 배압측사이에 설치된 유로와, 이 유로 중에 설치되어 소정의 전기적 신호에 따라 이 유로를 개방/폐쇄절환하는 솔레노이드 유로개폐밸브와, 압력스위치의 압력신호값을 인가받아 소정의 제어연산에 의해 유로개폐밸브에 소정의 전기적 신호를 인가하는 제어부를 구비하고 있다.

Description

중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치

제1도는 종래의 중장비의 유압회로도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치가 적용된 중장비의 유압회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P1, P2 : 제1 및 제2유압펌프 P3 : 파일럿펌프

1, 3, 5 : 액츄에이터 7 : 메인콘트롤밸브

7a, 7b, 7c : 콘트롤밸브 11, 13, 15 : 파일럿유로

21a, 21b : 선회모터 릴리이프밸브 31, 33, 35 : 압력스위치

37 : 유로 39 : 유로개폐밸브

41 : 제어부

본 발명은 중장비용 선회모터의 유압 제어장치에 관한 것으로, 특히 굴삭기를 비롯한 각종 유압식 건설 중장비에서 선회모터의 릴리이프 압력을 가변제어함으로써 작업장치와 선회의 복합작동시 응답성이 개선될 수 있고 우선기능이 확보될 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

제1도는 종래의 중장비의 유압회로를 도시하고 있다.

도시된 바에 의하면, 중장비의 유압회로는, 엔진(E/G)에 의해 구동되는 제1 및 제2유압펌프(P1,P2)와, 이 유압펌프(P1,P2)의 토출유량에 의해 작동되는 복수개의 엑츄에이터들(101,103,105) 및 유압펌프(P1,P2)와 엑츄에이터들(101,103,105)사이에 설치되어 유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 엑츄에이터들 (101,103,105)에 선택적으로 인가하여 이들의 작동 및 작동방향을 제어하는 메인콘트롤밸브(107 : MCV)등으로 구성되었다.

전술한 복수개의 엑츄에이터들에는 좌우 주행모터, 선회모터, 부움실린더, 아암실린더 및 버킷실린더등이 포함될 수 있지만, 이들 중 선회모터(101)와 아암실린더(103) 및 부움실린더(105)에 대해서만 도시하고 설명하기로 한다.

선회모터(101)측에는 선회모터의 작동압력을 설정하기 위해서 두개의 릴리이프밸브(109a,109b)가 설치되어 있다.

그런데, 위와 같은 종래의 유압회로에서, 선회동작과 관련되는 굴삭기의 각종 작업, 즉 선회동작과 부움업동작이 조합되는 상차작업과 선회동작과 아암아웃동작이 조합되는 선회하면서 평면고르기 작업등의 경우에는 유량배분과 작업성에 있어서의 문제점이 있었다.

즉 상차작업의 경우, 선회모터(101)의 릴리이프밸브(109a,109b)의 설정압력을 높게 설정해놓게 되면, 선회모터(101)에 큰 회전 토오크(Torque)가 생겨 부움업 속도에 비해 선회속도가 지나치게 빨라지므로 작업성 및 안전성이 현저히 저하되었다. 따라서, 선회동작과 부움업동작이 조합되는 상차작업등을 고려한다면 전술한 릴리이프밸브(109a,109b)의 설정압력을 낮게 설정하여야 되는 데, 이 경우에는 또, 선회동작과 아암아웃동작이 조합되는 작업등을 수행할 때에는, 두 엑츄에이터(선회모터(101)와 아암실린더(103))가 동일한 펌프(제2유압펌프(P2))에 의해 작동되고, 아암아웃의 부하압력은 선회모터(101)에 비해 훨씬 크기 때문에 대부분의 유량이 선회모터(101)측으로만 흘러들어가고 아암실린더(103)측으로는 유량이 거의 흘러들어가지 못하게 되어 작업성이 현저히 떨어지게 되었다.

결국, 선회모터(101)와 타 엑츄에이터와의 복합작동이 수반되는 여러가지 작업시, 각 작업에 따른 요구조건이 각각 상이하여, 고정된 선회모터(101)의 릴리이프밸브(109a,109b)의 설정압력을 갖는 종래의 경우, 다양한 작업에 따른 최적의 릴리이프설정압력을 찾는다는 것은 불가능하였고, 그에 따라 굴삭기의 작업성 및 안전성등을 총체적으로 저하시키게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 선회모터의 릴리이프밸브의 설정압력이 작업종류와 작업요구조건에 따라 최적의 상태로 가변제어되도록 하여 엑츄에이터의 응답성 및 복합작동시의 작동성이 증진되도록 함으로써 결국 굴삭기에서의 향상된 작업성 및 안전성을 얻도록 하는 장치를 제공하는 것에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 적어도 하나 이상의 펌프와, 이 펌프에 의해 작동되는 선회모터를 포함하는 복수개의 엑츄에이터와, 상기 각 엑츄에이터의 작동 및 작동방향을 스프울 이동에 의한 유로절환접속에 의해 제어하는 복수개의 콘트롤밸브를 구비한 중장비의 유압장치에 적용되며; 상기 가 콘트롤밸브의 스프울 이동을 위한 신호압을 공급하는 파일럿펌프와 상기 각 콘트롤밸브사이의 파일럿유로 중에 설치되어 상기 파일럿유로 중의 압력변화를 검지하는 복수개의 압력스위치; 상기 파일럿펌프와 상기 선회모터의 릴리이프밸브의 배압측사이에 설치된 유로; 상기 유로 중에 설치되어 소정의 전기적 신호에 따라 상기 유로를 개방/폐쇄절환하는 솔레노이드 유로개폐밸브; 및 상기 압력스위치의 압력신호값을 인가받아 소정의 제어연산에 의해 상기 유로개폐밸브에 상기 소정의 전기적 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치를 제공함에 의해 달성된다.

전술한 복수개의 엑츄에이터에는 선회모터, 부움실린더 및 아암실린더가 포함되고, 선회모터와 아암실린더는 동일한 펌프에 의해 작동되며, 전술한 복수개의 압력스위치는, 상기 파일럿유로 중, 상기 선회모터의 작동을 얻기위한 파일럿유로와, 상기 부움실린더의 업작동을 얻기위한 파일럿유로 및 상기 아암실린더의 아웃작동을 얻기위한 파일럿유로 중에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 제어부는, 선회모터의 작동을 얻기위한 파일럿유로 중에 설치된 압력스위치에서 압력변화가 검지됨과 동시에 아암아웃작동을 얻기위한 파일럿유로 중에 설치된 압력스위치에서 압력변화가 검지될 때 전술한 유로개폐밸브에 소정의 전기적 신호를 인가하여 전술한 유로를 개방시킨다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치가 적용된 중장비의 유압회로를 도시하고 있다.

도시된 바에 의하면, 엔진(E/G)에 의해 구동되는 제1 및 제2유압펌프(P1,P2) 및 신호압을 공급하기 위한 파일럿펌프(P3)가 설치되고, 이 제1 및 제2유압펌프(P1,P2)의 토출유량에 의해 작동되는 복수개의 엑츄에이터들(1,3,5)이 설치된다. 전술한 복수개의 엑츄에이터들(1,3,5)중, 도면부호 1은 선회모터를 나타내고, 3은 아암실린더를 나타내며, 5는 부움실린더를 나타낸다. 그외의 엑츄에이터들은 도시 생략되었다.

제1 및 제2유압펌프(P1,P2)와 엑츄에이터들(1,3,5)사이에는 제1 및 제2유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 엑츄에이터들(1,3,5)에 선택적으로 인가하여 이들의 작동 및 작동방향을 제어하는 메인콘트롤밸브(7)가 설치된다. 이 메인콘트롤밸브(7)는 해당 엑츄에이터들(1,3,5)의 작동 및 작동방향을 제어하는 복수개의 콘트롤밸브(7a,7b,7c)들과 이 콘트롤밸브(7a,7b,7c)들을 연결하는 유로로 구성되어 있다. 각 콘트롤밸브(7a,7b,7c)의 내부유로의 절환접속은 각 콘트롤밸브(7a,7b,7c)내에서의 스프울이동에 의해 이루어지며, 또 이러한 스프울이동은 파일럿유로(11,13,15)를 통한 전술한 파일럿펌프(P3)의 신호압공급에 의해 이루어진다. 운전자에 의해 조작되어 파일럿펌프(P3)의 신호압을 해당 파일럿유로(11,13,15)로 흘려보내거나 차단하여 해당 콘트롤밸브(7a,7b,7c)를 제어하는 조작단은 도시 생략되었다.

선회모터(1)의 콘트롤밸브(7a)와 선회모터(1)사이의 유로 중에는 선회모터(1)의 작동압력을 설정하기 위한 2개의 릴리이프밸브(21a,21b)가 설치되었다.

본 실시예의 선회모터 릴리이프압력 가변제어장치는, 전술한 파일럿유로 (11,13,15) 중의 압력변화를 검지하기 위한 수단으로써 압력스위치(31,33,35)가 설치되고, 전술한 릴리이프밸브(21a,21b)의 배압측과 파일럿펌프(P3)사이를 연결하는 유로(37)와 이 유로(37)중에 설치되어 소정의 전기적 신호에 의해 이 유로(37)를 개방/차단 절환하는 솔레노이드 유로개폐밸브(39)가 설치된다. 그리고, 전술한 압력스위치(31,33,35)에서 검지된 압력신호를 인가받아 전술한 유로개폐밸브(39)에 전술한 소정의 전기적 신호를 인가하는 제어부(41)가 구비된다. 파일럿유로 (11,13,15) 중의 압력증가는 해당 콘트롤밸브(7a,7b,7c)의 스프울이 이동되어 해당 엑츄에이터(1,3,5)가 작동되고 있음을 의미하고, 압력감소는 해당 콘트롤밸브 (7a,7b,7c)의 스프울이 중립에 위치하여 해당 엑츄에이터(1,3,5)가 작동되고 있지 않음을 의미한다.

바람직하기로는, 본 실시예에서와 같이, 파일럿유로(11)는 콘트롤밸브(1)의 스프울 양방향의 이동시 모두 적용되는 파일럿유로로서 이 파일럿유로(11)중에 설치된 입력스위치(31)는 선회모터(1)의 회전방향과 관계없이 선회모터(1)의 작동여부를 무조건 검지하여 이에 대응하는 전기적 신호를 제어부(41)에 인가하도록 구성되는 반면, 파일럿유로(13,15)는 각각 콘트롤밸브(3,5)의 스프울 일방향 이동시에만 적용되는 파일럿유로로서 이 파일럿유로(13,15)중에 설치된 각 입력스위치(33,35)는 각각 아암실린더(3)의 아웃동작과 부움실린더(5)의 업동작여부만을 검지하여 이에 대응하는 전기적 신호를 제어부(41)에 인가하도록 구성된다.

제어부(41)에서는 인가된 전기적 신호를 소정의 제어연산에 의해 해석한 후, 경우에 따라 전술한 유로개폐밸브(39)를 구동하기 위한 전기적 신호를 인가하게 되는 것이다.

제어부(41)로 부터 유로개폐밸브(39)에 전술한 전기적 신호가 인가되면 유로개폐밸브(39)는 유로(37)를 개방상태로 절환하고, 이 유로(37)를 통해 전술한 파일럿펌프(P3)로부터 두 릴리이프밸브(21a,21b)의 배압측에 유압력이 제공됨에 따라, 릴리이프밸브(21a,21b)의 설정압력은 높아진다. 한편, 제어부(41)로부터 유로개폐밸브(39)를 구동하기 위한 전기적 신호가 해제되면 유로개폐밸브(39)는 복원력에 의해 유로(37)를 차단하게 되며, 그에 따라 파일럿펌프(P3)로부터 릴리이프밸브 (21a,21b)의 배압측에 작용하던 유압력이 해제되어 릴리이프밸브(21a,21b)의 설정압력은 낮아진다.

다음, 전술한 제어부(41)에서 수행하는 제어연산의 일예를 설명한다.

단독적인 파일럿유로(11,13,15)의 압력변화(압력증가)가 압력스위치 (31,33,35)에 의해 검지되어 대응하는 전기적 신호를 제어부(41)에 인가하거나(엑츄에이터(1,3,5)의 단독작동), 두 파일럿유로(11,15) 동시의 압력변화(압력증가)가 압력스위치(31,35)에 의해 검지되어 대응하는 전기적 신호를 제어부(41)에 인가하면(엑츄에이터(1,5)의 복합작동), 제어부(41)에서는, 전술한 유로개폐밸브(39)에 아무런 전기적 신호를 인가하지 않는다. 즉, 이 경우 유로개폐밸브(39)는 유로(37)를 차단하는 초기상태를 그대로 유지하게 된다. 한편, 두 파일럿유로(11,13)동시의 압력변화(압력증가)가 압력스위치(31,33)에 의해 검지되어 대응하는 전기적 신호를 제어부(41)에 인가하면(액츄에이터(1,3)의 복합작동), 제어부(41)에서는, 전술한 유로개폐밸브 (39)에 전기적 신호를 인가한다. 유로개폐밸브(39)는 유로(37)를 개방하도록 절환되며, 파일럿펌프(P3)의 유압력이 개방된 유로(37)를 통해 두 릴리이프밸브(21a,21b)의 배압측에 제공됨에 따라 릴리이프밸브(21a,21b)의 설정압력은 높아진다.

이하, 작업종류에 따른 본 실시예의 작동을 설명한다.

선회동작과 부움업동작이 조합된 상차작업의 경우, 압력스위치(11,15)에서 압력변화를 검지하여 제어부(41)에 전기적 신호를 인가하지만, 제어부(41)에서는 유로개폐밸브(39)에 아무런 전기적 신호를 인가하지 않으므로 유로(37)는 차단되고, 릴리이프밸브(21a,21b)의 설정압력은 낮은 압력상태를 그대로 유지한다. 즉, 상차작업시 부움업 우선효과를 가질 수 있고, 그에 따라 선회속도와 부움업속도가 종래에 비해 균형있게 조절됨에 따라 작업성 및 안전성이 향상된다.

선회동작과 아암아웃동작이 조합된 작업, 예를 들어 선회하면서 평탄화작업을 수행하는 경우, 압력스위치(11,13)에서 압력변화를 검지하여 제어부(41)에 전기적 신호를 인가하며, 제어부(41)에서는 유로개폐밸브(39)에 전기적 신호를 인가하여 유로(37)는 개방된다. 따라서, 릴리이프밸브(21a,21b)의 설정압력은 높아진다. 그에 따라, 아암실린더(3)측으로도 충분한 유량이 공급됨에 따라 이와 같은 작업에서의 응답성 및 작업성이 현저히 향상된다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 선회모터의 릴리이프밸브의 설정압력이 작업종류와 작업요구조건에 따라 최적의 상태로 가변제어될 수 있으므로, 엑츄에이터의 응답성 및 복합작동시의 작동성이 증진되고, 결국 굴삭기에서의 향상된 작업성 및 안정성을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 적어도 하나 이상의 펌프와, 이 펌프에 의해 작동되는 선회모터를 포함하는 복수개의 엑츄에이터와, 상기 각 엑츄에이터의 작동 및 작동방향을 스프울 이동에 의한 유로절환접속에 의해 제어하는 복수개의 콘트롤밸브를 구비한 중장비의 유압장치에 적용되며; 상기 각 콘트롤밸브의 스프울 이동을 위한 신호압을 공급하는 파일럿펌프와 상기 각 콘트롤밸브사이의 파일럿유로 중에 설치되어 상기 파일럿유로 중의 압력변화를 검지하는 복수개의 압력스위치; 상기 파일럿펌프와 상기 선회모터의 릴리이프밸브의 배압측사이에 설치된 유로; 상기 유로 중에 설치되어 소정의 전기적 신호에 따라 상기 유로를 개방/폐쇄절환하는 솔레노이드 유로개폐밸브; 및 상기 압력스위치의 압력신호값을 인가받아 소정의 제어연산에 의해 상기 유로개폐밸브에 상기 소정의 전기적 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 엑츄에이터에는 선회모터, 부움실린더 및 아암실린더가 포함되고, 상기 선회모터와 아암실린더는 동일한 펌프에 의해 작동되며; 상기 복수개의 압력스위치는, 상기 파일럿유로 중, 상기 선회모터의 작동을 얻기위한 파일럿유로와, 상기 부움실린더 작동을 얻기위한 파일럿유로 및 상기 아암실린더의 작동을 얻기위한 파일럿유로 중에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 엑츄에이터에는 선회모터, 부움실린더 및 아암실린더가 포함되고, 상기 선회모터와 아암실린더는 동일한 펌프에 의해 작동되며; 상기 복수개의 압력스위치는, 상기 파일럿유로 중, 상기 선회모터의 작동을 얻기위한 파일럿유로와, 상기 부움실린더의 업작동을 얻기위한 파일럿유로 및 상기 아암실린더의 아웃작동을 얻기위한 파일럿유로중에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선회모터의 작동을 얻기위한 상기 파일럿유로중에 설치된 압력스위치에서 압력변화가 검지됨과 동시에 상기 아암아웃작동을 얻기위한 상기 파일럿유로 중에 설치된 압력스위치에서 압력변화가 검지될 때 상기 유로개폐밸브에 상기 소정의 전기적 신호를 인가하여 상기 유로를 개방시킴을 특징으로 하는 중장비용 선회모터의 릴리이프압력 가변제어장치.