KR100406275B1 - 중장비 옵션장치용 유압회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업조건에 따라 굴삭기의 작업장치 선단에 브레이커 또는 쉐어 등의 옵션장치를 착탈가능하게 장착하여 작업시 사용압력이 높은 사용조건 및 장시간 사용으로 온도 상승에 따른 누유발생되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 메인 절환밸브와 옵션장치사이의 유로에 연통되도록 설치되며, 옵션장치의 사용압력이 고압인 경우 작업중 작동유의 누유되는 것을 방지하며 옵션장치의 사용압력이 저압인 경우 옵션장치로 부터 작동유를 귀환시키도록 작동하는 제1 및 제2포펫과, 제1 및 제2포펫중 어느 하나에 연통되도록 연결되며 외부로 부터 작동신호압 공급시 작동하여 옵션장치로 부터 배출되는 작동유를 탱크로 귀환시키는 온/오프 스플을 제공한다.

이로 인해, 굴삭기의 작업장치 선단에 선택적으로 장착되어 고압으로 작동되는 옵션장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 셀렉트밸브로 부터 온도상승으로 인해 누유되는 것을 방지하여 안전한 작업환경을 확보하여 장비의 신뢰도를 높이며, 셀렉트밸브 내부에 형성되는 유로를 단순화하여 해당부품의 사이즈를 줄이며 압력손실을 줄임에 따라 옵션장치의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

Description

중장비 옵션장치용 유압회로{hydraulic circuit for heavy equipment option device}

본 발명은 작업조건에 따라 굴삭기의 작업장치 선단에 브레이커(breaker) 또는 쉐어(shear) 등의 옵션장치를 착탈가능하게 장착하여 작업시 사용압력이 높은 사용조건 및 장시간 사용으로 온도 상승에 따른 누유발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 중장비 옵션장치용 유압회로에 관한 것이다.

특히, 사용압력이 상대적으로 높은 옵션장치에 고압의 작동유를 공급시 작동유의 흐름방향을 제어하는 셀렉트밸브(select valve)에 절환되도록 내설되는 포펫(poppet)에 의해 누유되는 것을 최소화하여 안전한 작업환경을 확보할 수 있도록 한 중장비 옵션장치용 유압회로에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 중장비 옵션장치용 유압회로는 도 1에 도시되어 있다.

사용압력이 상대적으로 낮은 브레이커를 굴삭기의 작업장치 선단에 장착하여 작업하는 경우, 작업자에 의한 파일럿 신호압(Pb)이 메인 절환밸브(1)의 좌측단 및 셀렉트밸브(2)의 상단에 인가됨에 따라 각각 절환되며, 유압펌프(P1)로 부터 토출되는 작동유는 우측방향으로 절환된 메인 절환밸브(1)를 경유하여 옵션장치(브레이커를 말함)(3)에 공급되어 이를 구동시키며, 이때 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유는 하측방향으로 절환된 셀렉트밸브(2)를 경유하여 탱크(T)로 귀환되는 것이다.

한편, 전술한 옵션장치(3)로서 브레이커보다 사용압력이 상대적으로 높은 쉐어를 사용하는 경우, 작업자에 의한 파일럿 신호압(Ps)이 메인 절환밸브(1)의 우측단에 인가됨에 따라 도면상 좌측방향으로 위치절환되며, 유압펌프(P1)로 부터 토출되는 작동유는 절환된 메인 절환밸브(1)를 통과한 후 중립을 유지하는 셀렉트밸브(2)를 경유하여 옵션장치(3)에 공급되어 구동시키며, 이때 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유는 좌측방향으로 절환된 메인 절환밸브(1)를 경유하여 탱크(T)로 귀환되는 것이다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 셀렉트밸브(2)는 외부로 부터 구동신호 인가시 작동유의 흐름방향을 결정하도록 스플(2a)이 시프팅될 수 있도록 내설되어 있다. 이로 인해 브레이커보다 사용압력이 상대적으로 높은 쉐어를 옵션장치(3)로서 사용하는 경우, 블록 내부에 내설되는 스플(2a)의 틈새를 통하여 누유가 발생시 하중이 무거운 물체를 집어서 운반할 때 누유로 인해 집어들어올린 물체를 운반도중 떨어뜨릴 위험요소를 갖게되며, 이는 장시간 작업으로 인해 작동유의 온도가 상승시 누유발생량은 더욱 더 많아지는 문제점을 갖게 된다.

또한, 사용압력이 상대적으로 낮은 브레이커를 옵션장치로 사용하는 경우, 누유로 인한 압력손실이 크게되어 자체의 배압허용기준이 낮은 브레이커에 발생되는 부하로 인한 내구성을 떨어트리는 문제점을 갖게 된다. 이로 인해 압력손실을 줄이기위하여 스플(2a)사이즈를 확대하는 경우 셀렉트밸브(2)의 전체적인 사이즈가 증가되어 비용 및 장착공간상의 문제점을 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 굴삭기의 작업장치 선단에 선택적으로 장착되어고압으로 작동되는 옵션장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 셀렉트밸브로 부터 온도상승으로 인해 누유되는 것을 방지하여 안전한 작업환경을 확보하여 장비의 신뢰도를 높일 수 있는 중장비 옵션장치용 유압회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 셀렉트밸브 내부에 형성되는 유로를 단순화하여 해당부품의 사이즈를 줄이며, 압력손실을 줄임에 따라 옵션장치의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 중장비 옵션장치용 유압회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 중장비 옵션장치용 유압회로의 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 셀렉트밸브의 내부단면도,

도 3은 본 발명에 의한 중장비 옵션장치용 유압회로의 개략도,

도 4는 도 3에 도시된 셀렉트밸브 본체의 내부단면도,

도 5는 도 4의 A-A선에서의 단면도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 메인 절환밸브

3; 옵션장치(option device)

4; 제1포펫(poppet)

5; 제2포펫

6; 온/오프 스플

7; 솔레노이드밸브

8; 셀렉트밸브 본체

9; 커버

10; 필터

전술한 본 발명의 목적은, 유압펌프와, 유압펌프에 연결되어 작동유 공급으로 구동하는 옵션장치와, 유압펌프와 옵션장치사이의 유로에 설치되어 옵션장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 메인 절환밸브를 구비하는 중장비 옵션장치용 유압회로에 있어서,상기 메인 절환밸브(1)와 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되며, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 상기 유로를 차단하는 제1포펫(4)과,상기 제1포펫(4)과 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되고, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 하류측이 드레인되며 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우 시트되도록 설치되는 상기 제2포펫(5)과,상기 제2포펫(5)하류측과 탱크사이의 유로에 설치되며, 외부로 부터 신호압 공급시 작동하여 상기 제2포펫(5) 하류측을 드레인시켜 상기 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유를 탱크로 귀환시키는 온/오프 스플(6)을 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비 옵션장치용 유압회로를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 옵션장치의 사용압력이 저압인 경우, 상기 옵션장치(3)로 부터 상기 제2포펫(5)을 통과해 귀환되는 작동유에 포함되는 이물질로 부터 옵션장치(3)를 보호할 수 있도록 귀환유로에 설치된 필터(10)를 구비한다.

또한, 운전자에 의한 페달 또는 리모트컨트롤밸브에 의해 전기적신호 인가시 절환되어 상기 온/오프 스플(6)에 작동압을 공급하는 솔레노이드 밸브(7)를 구비한다.

또한, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우, 상기 제1포펫(4)을 통해 누유되는 것을 방지할 수 있도록 고압의 작동유와 저압의 드레인측과 경계부위를 이루는 제1포펫(4)의 슬라이딩부에 장착된 실링(11)을 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 유압펌프(P1)와, 유압펌프(P1)에 연결되어 작동유 공급으로 구동하는 옵션장치(3)와, 유압펌프(P1)와 옵션장치(3)사이의 유로에 설치되어 옵션장치(3)에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 메인 절환밸브(1)와,메인 절환밸브(1)와 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되며, 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 상기 유로를 차단하는 제1포펫(4)과, 제1포펫(4)과 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되고, 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 하류측이 드레인되며 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우 시트되도록 설치되는 제2포펫(5)을 구비한다.

이때, 바람직하기로는, 사용압력이 저압인 전술한 옵션장치(3)로 부터 제2포펫(5)을 통해 귀환되는 작동유에 포함되는 먼지등의 이물질로 부터 옵션장치(3)를 보호할 수 있도록 필터(10)가 설치되며, 운전자에 의한 페달 또는 리모트컨트롤밸브(미도시됨)에 의해 전기적인 신호 인가시 절환되어 온/오프 스플(6)에 파일럿 작동압을 공급하도록 파일럿펌프(P2)와 분기되는 제1포펫(4)과 온/오프 스플(6)사이의 유로에 솔레노이드 밸브(7)가 설치될 수 있다.

또한, 바람직하기로는, 전술한 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우 제1,제2포펫(4,5)을 통하여 누유 발생되는 것을 방지할 수 있도록, 메인 절환밸브(1)를 통과한 고압유와 저압의 드레인측과 경계부위를 이루는 제1포펫(4)의 슬라이딩부에 실링(11)이 장착되며, 중립상태를 유지하여 제2포펫(5)이 유동하지않도록 블록화시키는 밸브스프링(6a)이 온/오프 스플(6)에 설치된다.

미 설명부호 9는 셀렉트밸브 본체(8) 외측면에 부착되어 파일럿 신호압(Pi)유입구 및 드레인(dr)구가 형성되는 커버이다.

이하에서, 본 발명에 의한 중장비 옵션장치용 유압회로의 작동을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

사용압력이 상대적으로 낮은 저압으로 구동가능한 브레이커를 굴삭기의 작업장치 선단에 장착하여 사용할 경우를 설명한다.

도시된 바와 같이, 운전자에 의한 파일럿 신호압(Pb)이 전술한 메인 절환밸브(1)의 좌측단에 인가되어 도면상, 우측방향으로 절환시킴에 따라 유압펌프(P1)로 부터 토출되는 작동유는 우측방향으로 절환된 메인 절환밸브(1)를 경유하여 옵션장치(3)(브레이커를 말함)에 공급된다.

한편, 운전자에 의한 리모트컨트롤밸브(RCV) 또는 페달(미도시됨)의 조작으로 인한 전기적인 신호가 전술한 솔레노이드밸브(7)에 인가되어 도면상, 좌측방향으로 절환시킴에 따라 파일럿펌프(P2)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 절환된 솔레노이브밸브(7)를 경유하여 전술한 셀렉트밸브 본체(8)내에 유입된다.

즉, 파일럿 신호압(Pi) 일부는 제1포펫(4)의 상단부를 가압하여 메인 절환밸브(1)측으로의 "B"포트를 차단하며, 이와 동시에 파일럿 신호압(Pi)일부는 온/오프 스플(6)의 우측단에 인가되어 도면상, 좌측방향으로 절환시켜 제2포펫(5)의 상부를 드레인(Dr)시킨다.따라서, 전술한 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유는 "A"포트를 경유하여 제2포펫(5)을 상측방향으로 밀어올리게되어 탱크(T)로 귀환됨에 따라 옵션장치(3)는 작동되는 것이다.

이때, 전술한 제1포펫(4)은 파일럿 신호압(Pi)에 의해 상측부가 가압되어 시이트된 상태이므로 귀환되는 전유량은 "B"포트로 유입되지않고 "T"포트를 경유하여 탱크(T)로 귀환된다. 전술한 "T"포트와 탱크(T)사이의 귀환유로에 옵션장치(3)의 작업 특성상 먼지 등의 이물질로 부터 보호할 수 있도록 필터(10)가 장착될 수 있다.

한편, 파일럿 신호압(Pi)에 의해 전술한 제1포펫(4)이 가압되어 "B"포트로의 유로를 차단하게되는 것을 구체적으로 설명하면, 옵션장치(3)로 부터 배출되어 "A"포트에서 "T"포트로 귀환되는 저압상태의 귀환유는 Pa×(øy-øx)의 힘으로서 제2포펫(5)을 들어올리게되며, 전술한 커버(9)에 형성된 신호압도입부에 유입되는 파일럿 신호압(Pi)은 (Ppi×øy)의 힘으로서 제1포펫(4)을 시이트(seat)시키는 방향으로 작동한다.

이때, 귀환되는 저압유는 Pa는 파일럿 신호압 Ppi보다 압력 및 단면적인 충분하게 작으므로 시이트되어 "B"포트를 차단할 수 있는 것이다.

이와 반면에, 작동압력이 브레이커보다 상대적으로 높은 고압으로 구동가능한 쉐어 또는 크럼셀을 옵션장치로서 사용할 경우를 설명한다.

운전자에 의한 파일럿 신호압(Ps)이 전술한 메인 절환밸브(1)의 우측단에 인가되어 이를 도면상 좌측방향으로 절환시킴에 따라, 유압펌프(P1)로 부터 토출되는 작동유는 절환된 메인 절환밸브(1)를 통과한 후 제1,2포펫(4,5)을 경유하여 옵션장치(3)(쉐어를 말함)에 공급된다.이때, 전술한 제1포펫(4)은 이의 상측단이 파일럿통로 및 중립상태인 솔레노이드밸브(7)를 통해 탱크(T)로 드레인 되므로 "B"포트에 공급된 고압의 작동유에 의해 제1포펫(4)을 밀어올려 제2포펫(5)측으로 이동하게 된다.

한편, 전술한 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유는 절환된 메인 절환밸브(1)를 경유하여 탱크(T)로 귀환됨에 따라, 쉐어는 작동할 수 있게 된다. 이때 옵션장치(3)가 장비특성상 고압으로서 작동되므로 작업조건 및 장시간 작업시 온도상승으로 인해 누유발생되는 것을 방지할 수 있게된다.

즉, 메인 절환밸브(1)를 통과하는 고압상태의 작동유가 제1포펫(4)을 경과시 저압상태의 드레인측과 경계부위를 이루는 제1포펫(4)의 슬라이딩부에 장착된 실링(11)에 의해 제1포펫(4)을 통한 누유발생되는 것을 방지하며, 제1포펫(4)을 경유한 고압의 작동유가 제2포펫(5)을 통과시 밸브스프링(6a)에 의해 중립을 유지하는 온/오프 스플(6)에 의해 제2포펫(5)을 유동하지않도록 블록화시키게 되므로 제2포펫(5)을 통하여 누유발생되는 것을 방지할 수 있게된다.

따라서, 전술한 셀렉트밸브(8)에 내설되는 제1,2포펫(4,5) 구조에서는 작업조건에 따라 상대적으로 고압, 대용량이 요구되는 옵션장치를 장시간 사용시 온도 상승으로 인해 작동유의 누유발생되는 것을 최소화하며, 압력손실을 줄여 내부허용배압이 적은 저압의 옵션장치의 내구성이 떨어지는 것을 방지할 수 있게되는 것이다.

이상에서와 같이 바람직한 실시예에 의하면 아래와 같은 이점을 갖는다.

굴삭기의 작업장치 선단에 선택적으로 장착되어 고압으로 작동되는 옵션장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 셀렉트밸브로 부터 온도상승으로 인해 누유되는 것을 방지하여 안전한 작업환경을 확보하여 장비의 신뢰도를 높일 수 있다.

또한, 셀렉트밸브 내부에 형성되는 유로를 단순화하여 해당부품의 사이즈를 줄이며, 압력손실을 줄임에 따라 옵션장치의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 실시예는 중장비 관련분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상을 벗어나지않는 범위내에서 기술내용 일부를 변형실시할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 유압펌프와, 유압펌프에 연결되어 작동유 공급으로 구동하는 옵션장치와, 유압펌프와 옵션장치사이의 유로에 설치되어 옵션장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 메인 절환밸브를 구비하는 중장비 옵션장치용 유압회로에 있어서:

   상기 메인 절환밸브(1)와 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되며, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 상기 유로를 차단하는 제1포펫(4);

   상기 제1포펫(4)과 옵션장치(3)사이의 유로를 개폐할 수 있도록 설치되고, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 저압인 경우 하류측이 드레인되며 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우 시트되도록 설치되는 상기 제2포펫(5); 및

   상기 제2포펫(5)하류측과 탱크사이의 유로에 설치되며, 외부로 부터 신호압 공급시 작동하여 상기 제2포펫(5) 하류측을 드레인시켜 상기 옵션장치(3)로 부터 배출되는 작동유를 탱크로 귀환시키는 온/오프 스플(6)을 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비 옵션장치용 유압회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 옵션장치의 사용압력이 저압인 경우, 상기 옵션장치(3)로 부터 상기 제2포펫(5)을 통과해 귀환되는 작동유에 포함되는 이물질로 부터 옵션장치(3)를 보호할 수 있도록 귀환유로에 설치된 필터(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비 옵션장치용 유압회로.
3. 제1항에 있어서, 운전자에 의한 페달 또는 리모트컨트롤밸브에 의해 전기적신호 인가시 절환되어 상기 온/오프 스플(6)에 작동압을 공급하는 솔레노이드 밸브(7)를 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비 옵션장치용 유압회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 옵션장치(3)의 사용압력이 고압인 경우, 상기 제1포펫(4)을 통해 누유되는 것을 방지할 수 있도록 고압의 작동유와 저압의 드레인측과 경계부위를 이루는 제1포펫(4)의 슬라이딩부에 장착된 실링(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비 옵션장치용 유압회로.