KR101859631B1

KR101859631B1 - 차동 압력 제어를 갖는 압력 보상형 유압 시스템

Info

Publication number: KR101859631B1
Application number: KR1020127032343A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 티. 쿨리지
Original assignee: 파커-한니핀 코포레이션
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2018-06-27
Also published as: US20130146162A1; WO2011143301A1; EP2569547A1; KR20130069663A; EP2569547B1; US9429175B2; BR112012029509A2; EP3514394A1

Abstract

유압 제어 밸브 조립체, 방법 및 시스템은, 가변 계량 오리피스를 각각 갖는 제어 밸브(26); 보상기(28)로서, 보상기의 대향하는 제1 및 제2 측에 작용하는 압력에서의 차이에 응답하여 가변 계량 오리피스로부터 각 제어 밸브의 작동 포트(A, B)로의 유체 흐름을 제어하고, 제1 측은 가변 계량 오리피스의 하류측에서 압력을 수용하는, 보상기; 부하 감지 압력을 제공하는 부하 감지 통로(34); 및 펌프 공급 포트에 연결된 제1 입구와 부하 감지 통로에 연결된 제2 입구를 갖는 차동 압력 제어기(40)를 포함하고, 차동 압력 제어기는, 제2 입구에서의 부하 감지 압력이 제어기의 출구에 공급되는 제1 작동 모드와, 제1 입구로부터의 흐름이 제어기의 출구로 계량되어 차동 제어 출력 압력을 제공하는 제2 작동 모드를 가지며, 차동 압력 제어기의 출구는, 펌프 제어 포트 및/또는 제어 밸브 중 적어도 하나의 압력 보상 밸브의 제2 측에 연결된다.

Description

차동 압력 제어를 갖는 압력 보상형 유압 시스템{PRESSURE COMPENSATED HYDRAULIC SYSTEM HAVING DIFFERENTIAL PRESSURE CONTROL}

[관련 출원]

본 출원은, 2010년 5월 11일 출원되고 본 명세서에 참조로서 편입되는 미국 특허 가출원 61/333,389호의 우선권을 주장한다.

[기술분야]

본 발명은 유압 시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 작업용 운송 수단용 유압 시스템, 특히 유압 시스템 내에서 제어 밸브의 계량 오리피스에 걸쳐 존재하는 압력 차이를 조절하도록 보상되는 유압 시스템에 관한 것이다.

유압 시스템은 유압 동력원으로부터 다중 부하로 유압 동력을 제공하기 위하여 많은 환경에서 채용된다. 특히, 유압 시스템은 통상 굴착기 및 로우더-백호(loader-backhoe)와 같은 다양한 작업용 운송 수단에서 채용될 수 있다. 이러한 운송 수단에서, 유압 시스템에 의해 동력을 수용하는 부하는, 운송 수단의 트랙 또는 바퀴를 구동하는 유압식으로 동력을 수용하는 모터뿐만 아니라, 아암을 하강시키고, 상승시키고, 회전시키며, 버켓을 하강시키고 상승시키는 피스톤-실린더 조립체와 같은 다양한 유압식으로 작동되는 장치를 포함할 수 있다. 다양한 유압식으로 작동되는 장치는 일반적으로 단일 공급원(예를 들어, 단일 펌프)에 의해 동력을 수용하지만, 상이한 장치로 흐르는 유속은 일반적으로 작업용 운송 수단의 운전자에 의해 독립적으로 제어되는 개별 제어 밸브(일반적으로, 스풀 밸브)의 사용을 통해 독립적으로 제어 가능하다.

유압식으로 작동되는 장치의 동작은 이러한 장치에 대한 유압 유체 흐름에 의존하고, 유입 유체 흐름은 압력 공급원과 유압식으로 작동되는 장치 사이의 제어 밸브의 계량 오리피스(metering orifices)의 단면적과, 이러한 계량 오리피스에 걸친 압력 차이에 따라 다르다.

제어를 용이하게 하기 위하여, 유압 시스템은 종종 압력 보상된다. 즉 제어 밸브의 계량 오리피스에 걸친 압력 차이를 설정하고 유지하도록 설계되어, 운전자의 밸브 제어만이 이러한 오리피스에 걸친 압력 차이가 아닌 이러한 밸브의 오리피스의 단면적을 변경하는 경향이 있다. 이러한 압력 보상형 유압 시스템은 일반적으로 해당하는 제어 밸브와 해당하는 유압식으로 작동되는 장치 사이에 위치 설정되는 압력 보상 밸브를 포함한다. 압력 보상 밸브는 계량 오리피스에 걸친 원하는 압력 차이를 생성하기 위하여 계량 오리피스의 하류측 상에 존재하는 압력을 제어한다.

이러한 압력 보상형 유압 시스템은 보통 동일한 특정 압력 차이(예를 들어, 펌프 마진 압력)가 제어 밸브의 각각에 걸쳐 발생하는 것을 보장한다. 그럼에도, 일부 유압 시스템에서 이러한 밸브를 통한 유압 유체 흐름을 감소시키기 위해 선택된 밸브에 거친 더 낮은 압력 차이를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 굴착기의 경우에, 굴착기의 아암 또는 버켓의 상승 또는 다른 운동을 제어하는 실린더 또는 트렌칭(trenching) 장치와 같은 굴착기의 액세서리로에 통상의 유압 유체 흐름을 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 또한 동시에 굴착기가 감소된 속도로 이동하도록 굴착기의 트랙 속도를 제어하는 유압 모터에 감소된 유압 유체 흐름을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 일부 유압 시스템에서 다른 제어 밸브에 걸친 압력 차이보다 작은 선택된 제어 밸브 내에서의 계량 오리피스에 걸친 압력 차이를 제공하는 필요성이 있다.

운전자가 해당하는 제어 밸브를 동일하게 설정할 때, 유압 시스템의 여러 유압 장치가 정밀하게 동일한 양의 유압 유체 흐름을 수용해야만 하는 것이 종종 바람직하기 때문에, 균등한 방식으로 여러 제어 밸브에 걸친 압력 차이의 조절가능한 제어를 제공하는 능력이 많은 경우에 바람직하다. 예를 들어, 전술한 굴착기에 대하여, 굴착기의 좌측 및 우측 트랙에 대응하는 유압 모터가, 굴착기의 운전자가 이러한 모터에 대한 제어 밸브가 동일한 레벨로 설정하였다고 가정하면, 동일한 속도로 구동되는 것이 바람직하다.

미국 특허 제6,895,852호는 압력 보상형 밸브 섹션을 구비한 밸브 조립체를 갖는 장치를 개시한다. 이러한 장치는, 공급원(예를 들어, 펌프)으로부터 조절가능한 제어가 바람직한 제어 밸브에 연결된 특정 보상 밸브로 압력 연통하는 조절가능한 압력 감소 밸브를 구비한다. 조절가능한 압력 감소 밸브의 반작용 포트는, 최대 부하 압력과 조정 스프링 압력의 합과, 이러한 특정 보상 밸브에 인가된 압력에 연결된다. 그 결과, 특정 보상 밸브에 인가된 압력은 조정 스프링 압력만큼 최대 부하 압력을 초과하여, 이러한 보상 밸브와 관련된 제어 밸브에 걸친 감소된 압력 차이를 제공한다. 조절가능한 압력 감소 밸브가 조절가능한 제어 밸브가 바람직한 제어 밸브에 연결된 특정 보상 밸브의 각각과 연통하기 때문에, 그리고 단일 조정 스프링 압력이 그 조절가능한 압력 감소 밸브의 동작을 결정하기 때문에, 운전자는 조절가능한 제어가 바람지한 제어 밸브의 각각에 걸친 압력 차이에 동시 변경을 생성하도록 단일 조정 스프링 압력에 단일 조정을 하는 것만이 필요하다. 또한, 조절가능한 압력 감소 밸브, 최대 부하 압력 및 관심 대상인 특정 보상 밸브 사이에 연결된 다른 밸브의 사용이 개시된다. 조절가능한 압력 감소 밸브에 의해 생성된 압력 차이에서의 감소는 조절가능한 압력 감소 밸브의 출력 및 최대 부하 압력에 특정 보상 밸브를 각각 교대로 연결함으로써 온/오프로 스위칭될 수 있다.

본 발명은, 많은 적용에서 있을 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 밸브를 통한 유체 흐름이 조정될 수 있게 하는 차동 압력 제어를 갖는 압력 보상형 유압 시스템을 제공한다. 본 발명의 하나 이상의 원리는 부하 감지 및 후 압력 보상형 밸브에 적용될 수 있다.

본 발명에 따라, 차동 압력 제어기(예를 들어, 차동 압력 제어 밸브)는 펌프에 대한 연결을 제공하는 입구 포트와 해당하는 액추에이터(예를 들어, 피스톤-실린더 조립체, 유압 모터 등과 같은 유압식 작동 장치)에 대한 연결을 제공하는 해당하는 작동 포트를 갖는 해당하는 제어 밸브(들)와 각각 관련된 하나 이상의 압력 보상 밸브의 하류에서 최대 조절 압력(예를 들어, 부하 감지 압력)을 감지한다. 차동 압력 제어기는, 펌프의 제어 포트에 제공된 압력보다 큰 사전 정의된 양인 펌프의 출력 압력을 생성하는 가변 변위 펌프의 제어 포트의 연결될 수 있는 펌프 제어 포트에 공급될 수 있는 출력 압력을 생성한다. 이에 더하여 또는 이 대신에, 차동 압력 제어기의 출력 압력은 적어도 하나의 제어 밸브의 압력 보상 밸브에 공급될 수 있다. 출력 압력은 최대 조절 압력(예를 들어, 부하 감지 압력)과 차동 압력 제어기의 설정 압력의 합과 같을 수 있다.

따라서, 차동 압력 제어기는 압력 차이를 변경하기 위하여 펌프 포트와 작동 섹션 보상기 스프링 챔버 중 하나 또는 이 양자에 최대 조절 압력 또는 부하 감지 압력보다 더 큰 출력 압력을 공급할 수 있다. 그 결과, 입구 압력 및/또는 작동 섹션 흐름 출력 제어 영역의 하류에서의 압력 중 어느 하나는 증가한다. 다른 말로 하면, 본 시스템은 제어 밸브 입구와 최대 작동 포트 압력을 갖는 작동 섹션 사이의 그리고/또는 하나 이상의 작동 섹션 흐름 영역에 걸친 유압 압력 차이가 제어 밸브의 흐름 출력을 변동시키게 한다.

그러므로, 본 발명의 일 양태에 따라, 유압 제어 밸브 조립체는, 펌프에 대한 연결을 제공하기 위한 입구 포트와 해당하는 액추에이터에 대한 연결을 제공하기 위한 해당하는 작동 포트 사이에 유압 유체가 통과하여 흐르는 가변 계량 오리피스를 각각 갖는 복수의 제어 밸브; 보상기로서, 보상기의 대향하는 제1 및 제2 측에 작용하는 압력에서의 차이에 응답하여 가변 계량 오리피스로부터 각 제어 밸브의 작동 포트로의 유체 흐름을 제어하고, 제1 측은 상기 가변 계량 오리피스의 하류측에서 압력을 수용하는, 보상기; 작동 포트 사이에서의 최대 압력에 대응하는 부하 감지 압력을 제공하도록 제어 밸브에 연결된 부하 감지 통로; 및 입구 포트에 연결된 제1 입구와 부하 감지 통로에 연결된 제2 입구를 갖는 차동 압력 제어기를 포함하고, 차동 압력 제어기는, 제2 입구에서의 부하 감지 압력이 차동 압력 제어기의 출구에 공급되는 제1 작동 모드와, 차동 압력 제어기의 출구에서 차동 제어 출력 압력을 제공하도록 제1 입구로부터의 흐름이 차동 압력 제어기의 출구로 계량되는 제2 작동 모드를 가지며, 차동 압력 제어기의 출구는, (a) 펌프의 제어 포트에 공급된 압력보다 큰 사전 정의된 양인 펌프의 출력 압력을 생성하는 가변 변위 펌프의 펌프 제어 포트에 연결될 수 있는 제어 포트 및/또는 (b) 복수의 제어 밸브 중 적어도 하나의 압력 보상 밸브의 제2 측에 연결된다.

각 제어 밸브는 각각의 보상기를 가지며, 차동 압력 제어기의 출구에 연결되지 않은 각각의 보상기는 부하 감지 통로에 연결된 제2 측을 가질 수 있다.

차동 압력 제어기는 부하 감지 압력보다 큰 출력 압력의 차동 제어를 제공하도록 구성될 수 있다.

차동 압력 제어기는 제어기 밸브를 구비하며, 상기 제어기 밸브는 상기 제2 작동 모드에서 상기 제어기 밸브에 인가된 제어력에 대응하는 압력 강하를 제공할 수 있다. 특정 실시예에서, 제어력은 차동 제어 출력 압력과 부하 감지 압력 사이에 사전 결정된 압력 차이를 제공하도록 선택될 수 있다.

제어력은 차동 압력 제어기의 제1 및 제2 작동 모드 사이의 이동 동안에 상이한 제어력을 제공하도록 구성될 수 있는 제어 장치에 의해 제공될 수 있다.

제어기 밸브는 제1 작동 모드에 대응하는 위치로 바이어스된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 복수의 제어 밸브가 각각 펌프로의 연결을 제공하기 위한 입구 포트와 해당하는 액추에이터로의 연결을 제공하기 위한 해당하는 작동 포트 사이에 유압 유체가 통과하여 흐르는 가변 계량 오리피스를 갖는 유압 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 보상기를 사용하는 단계로서, 보상기의 대향하는 제1 및 제2 측에 작용하는 압력에서의 차이에 응답하여 가변 계량 오리피스로부터 각 제어 밸브의 작동 포트로의 유체 흐름을 제어하고, 제1 측은 가변 계량 오리피스의 하류측에서 압력을 수용하는, 보상기 사용 단계; 작동 포트 사이에서의 최대 압력에 대응하는 부하 감지 압력을 제공하는 단계; 및 입구 포트에 연결된 제1 입구와 부하 감지 통로에 연결된 제2 입구를 갖는 차동 압력 제어기를 이용하는 단계를 포함하고, 차동 압력 제어기는, 제2 입구에서의 부하 감지 압력이 차동 압력 제어기의 출구에 공급되는 제1 작동 모드와, 차동 압력 제어기의 출구에서 차동 제어 출력 압력을 제공하도록 제1 입구로부터의 흐름이 차동 압력 제어기의 출구로 계량되는 제2 작동 모드를 가지며, 차동 압력 제어기의 출구는, (a) 공급원의 제어 포트에 공급된 압력보다 큰 사전 정의된 양인 공급원의 출력 압력을 생성하는 가변 변위 펌프의 제어 포트에 연결될 수 있는 제어 포트 및/또는 (b) 복수의 제어 밸브 중 적어도 하나의 압력 보상 밸브의 제2 측에 연결된다.

또한, 본 발명의 또 다른 양태에서, 밸브 조립체는 각각이 가동 제어 스풀 및 보상기를 갖는 복수의 작동 섹션; 작동 섹션에 유체를 공급하는 입력 도관; 최대 압력을 출력하는 작동 섹션으로부터 압력 신호를 수신하는 부하 감지 도관; 및 입력 도관과 부하 감지 도관에 연결되어 관련된 입력의 작동에 응답하여 출력 압력을 제공하는 제어 기구를 포함한다.

관련된 입력은 비례 솔레노이드(proportional solenoid)일 수 있으며, 그리고/또는 출력 압력은 펌프, 압력 게인 기구(pressure gain mechanism) 또는 작동 섹션의 적어도 하나의 보상기(compensator) 중 하나에 제공될 수 있다.

본 발명의 제어 기구를 채용하는 제어 밸브 조립체는 다양한 적용을 가진다. 예를 들어, 대여용으로 종종 사용 가능한 것과 같은 소형 굴착기를 참조하면, 밸브 조립체의 하나 이상의 섹션을 통한 유체 흐름을 증가하거나 감소하기 위하여 운전자에 의해 조작 가능한 장치는 소형 굴착기가 다중 작동 모드를 가지게 한다. 일례에서, 소형 굴착기는 초보자 작동 모드와 숙련자 조작 모드를 가질 수 있으며, 작동 모드의 선택은 소형 굴착기의 운전석 내의 스위치에 의해 제공된다. 초보자 작동 모드로의 스위치의 작동은 소형 액추에이터의 각 기능과 관련된 속도를 낮추도록 동작한다; 반면, 숙련자 작동 모드로의 스위치의 작동은 소형 액추에이터의 각 기능과 관련된 속도를 초보자 모드에 속도에 비하여 증가하도록 동작한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면과 함께 고려될 때 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은, 차동 압력 제어기가 모든 작동 섹션을 위한 흐름 부스트를 제공하는데 사용되는, 본 발명에 따른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 차동 압력 제어기가 제어된 액추에이터의 응답을 느리게 하기 위하여 흐름 부스트 및 게인 조정 기구를 제공하는데 사용되는, 본 발명에 따른 다른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 3은, 차동 압력 제어기가 낮은 차동 압력 디폴트를 갖는 하나 이상의 작동 섹션의 출력 흐름을 부스트하는데 사용되는, 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 4는, 차동 압력 제어기가 높은 차동 압력 디폴트를 갖는 하나 이상의 작동 섹션의 출력 흐름을 부스트하는데 사용되는, 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 5는, 차동 압력 제어기가 높은 차동 압력 디폴트를 갖는 모든 작동 섹션의 출력 흐름을 감소시키는데 사용되는, 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 6은, 차동 압력 제어기가 하나 이상의 모든 작동 섹션을 비활성화하는데 사용되는, 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 유압 시스템을 도시하는 개략도이다.

도 1은 다수의 밸브 섹션을 갖는 밸브 조립체(10)를 도시한다. 도 1의 밸브 조립체(10)는 입구 섹션(inlet section)(12), 출구 섹션(outlet section)(14) 및 2개의 작동 섹션(work section)(16, 18)을 구비한다. 도 1에서, 2개의 작동 섹션(16, 18)은 입구 섹션(12)과 출구 섹션(14) 사이에 개재된다. 도 1에서 입구 섹션과 출구 섹션 사이에 위치된 2개의 작동 섹션만이 도시되지만, 임의 개수의 작동 섹션이 제공될 수 있다.

밸브 조립체(10)는 유압 시스템(100)의 일부를 형성한다. 또한, 유압 시스템(100)은 가변 변위 유압 펌프(102), 저장기(104), 유압 작동식 장치(미도시)(본원에서 "액추에이터"로도 지칭됨)를 더 구비하며, 유압 작동식 장치 중 하나는 밸브 조립체(10)의 작동 섹션(16, 18) 각각과 관련된다. 유압 작동식 장치는 피스톤-실린더 조립체, 유압 모터 등일 수 있다. 유압 작동식 장치는 아암을 하강, 상승 및 회전하고, 버켓(bucket)을 하강 및 상승하는데 사용하거나, 또는 차량, 특히 굴착기의 파워 드라이브 트랙(power drive track) 또는 휠(wheel)에 사용되는 것일 수 있다.

유압 펌프(102)는, 그 출구 포트에서 압력을 제어하기 위해 부하 감지 포트(103)에서 압력 신호에 응답한다. 예를 들면, 유압 펌프(102)는 300 psi 마진 압력을 제공하도록 설계될 수 있다. 이러한 예에서, 유압 펌프(102)는 수용된 압력보다 높은 300 psi인 출구 압력을 유지하도록 작동가능하다. 펌프(102)는 출구 압력에 근거하여 마진 압력을 유지하도록 그 변위를 조절한다.

다른 실시예에서, 다른 타입의 부하 감지 마진 압력 공급원이 사용될 수 있다. 예를 들면, 고정식 변위 펌프는 압력 신호에 응답하여 저장기로 다시 바이패스된 흐름을 조정하는 바이패스 밸브와 함께 사용되어, 압력 공급원의 출구에 공급된 압력이 소정량만큼 압력 신호보다 높은 압력을 유지할 수 있다. 이러한 부하 감지 마진 압력 공급원은 가변 변위 펌프를 이용하여 본원에 도시한 부하 감지 마진 압력 공급원과 상호교환가능하게 사용될 수 있다.

유압 펌프(102)의 출구 포트(outlet port)는 밸브 조립체(10)의 입구 섹션(12)과 유체 연통한다. 밸브 조립체(10)의 입구 도관(24)은 입구 섹션(12) 내에 바람직하게 위치된 입구 포트(inlet port)(25)를 구비한다. 입구 도관(24)은 밸브 조립체(10)의 입구 섹션(12)을 통해, 각각의 작동 섹션(16, 18)을 통해, 그리고 출구 섹션(14) 내로 연장된다.

밸브 조립체(10)의 작동 섹션(16, 18) 각각은 관련된 제어 스풀(26) 및 관련된 보상기(28)를 구비한다. 도 1에 도시한 실시예에서, 각각의 작동 섹션(16, 18)의 보상기(28)는 입구 도관(24)에 대해 제어 스풀(26)의 하류에 위치된다. 이에 따라, 도 1은 후 압력 보상형 작동 섹션(post-pressure compensated working sections)을 도시한다.

입구 도관(24)은 각각의 작동 섹션(16, 18)의 제어 스풀(26)에 유체를 제공한다. 제어 스풀(26)은 중립, 폐쇄 위치로부터, 관련된 작동 섹션의 보상기(28) 쪽으로 유압 유체를 지향시키는 위치로 이동시키도록 독립적으로 작동가능하다. 도 1은 작업자 입력에 응답하여 제어 스풀(control spool)을 이동시키기 위해 제어 스풀(26) 각각에 기계식으로 연결된 핸들(30)을 개략적으로 도시한다. 변형적으로, 제어 스풀(26)은 작업자가 밸브 조립체로부터 이격되게 위치설정될 수 있도록 간접 연결장치를 거쳐 이동될 수 있다. 당업자에게 인식되는 바와 같이, 스풀의 운동을 제어하는데 다른 수단이 사용될 수 있으며, 예컨대, 차량의 운전석 내에 위치된 제어 부재의 운동에 응답하여 조정되는 펄스 폭(pulse width)일 수 있는 솔레노이드와 같은 전기 작동식 부재를 포함한다.

작동 섹션(16, 18)의 제어 스풀(26)의 운동에 응답하여, 유체는 제어 스풀(26)을 가로질러 입구 도관(24)으로부터 그리고 보상기(28)의 바로 상류에 위치된 작동 섹션의 계량된 캐비티 내로 흐른다. 유체가 제어 스풀(26)을 가로질러 계량된 캐비티로 통과함에 따라 압력 강하가 발생한다.

각각의 작동 섹션(16, 18)의 보상기(28)는 작동 섹션 내의 설정 압력 강하를 유지하도록 채용된다. 설정 압력 강하는 통상적으로 부하 감지 신호로 불리는 수용된 압력 신호에 관한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 각각의 보상기(28)는 부하 감지 도관(34)으로부터의 부하 감지 신호를 수신한다. 부하 감지 신호는 밸브 조립체(10)의 작동 포트로부터 가장 높은 작동 압력에 대응한다.

이에 따라, 도 1의 예시적인 실시예를 참조하면, 부하 감지 신호는 유체로 공급되는 작동 섹션(16)의 작동 포트 내의 압력인 2000 psi와 동일할 것이다. 밸브 조립체(10)의 작동 섹션 내의 부하 감지 체크 밸브(35)는 가장 높은 작동 포트 압력이 부하 감지 도관(34) 내로 제공되도록 배치된다.

부하 감지 도관(34)으로부터 부하 감지 신호를 수신하는 것과 더불어, 각각의 보상기(28)는, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 보상기(28)의 포펫을 폐쇄 위치로 바이어스하기 위해 사전설정된 스프링력을 갖는 스프링(36)을 더 구비한다. 이에 따라, 스프링(36)에 의해 인가된 압력은 보상기(28)를 폐쇄 위치로 바이어스기 위해 부하 감지 신호에 의해 인가된 압력에 추가된다. 보상기(28)는 스프링 압력과 부하 감지 신호의 합보다 높은 값으로 증대되는 계량된 캐비티 내의 유체 압력에 응답하여 개방된다. 보상기(28)가 개방되면, 유체는 보상기의 포펫을 지나 그리고 부하 체크 밸브(39)를 바람직하게 거쳐 밸브 조립체(10)의 관련된 작동 섹션의 작동 포트로 흐른다. 도 1의 실시예에서, 양자의 작동 섹션(16, 18)은 동일한 구성을 갖는다. 각각의 작동 섹션은 유압 작동식 장치의 입구/출구 포트로의 연결용으로 제공하는 각각의 작동 포트(A, B)를 가져서, 유체는 장치로 공급되고 그리고 그로부터 리턴될 수 있다. 리턴 흐름은 밸브 조립체(10)의 입구 섹션(12)을 통해, 각각의 작동 섹션(16, 18)을 통해 그리고 출구 섹션(14) 내로 연장되는 출구 도관(41)으로 지향된다. 출구 도관(41)은 저장기(104), 또는 펌프(102)의 입구에 바로 연결하기 위해 제공하는 출구 포트(43)에 연결된다.

또한, 도 1의 실시예에 따른 밸브 조립체(10)의 출구 섹션(14)은 입구 도관(24)로부터의 유체를 수용한다. 출구 섹션(14)은 차압 제어기로서도 지칭되는 차압 제어 기구(40)를 더 구비한다. 도 1의 실시예에서, 제어 기구(40)는 라인(46)에 의해 펌프(102)의 부하 감지 포트(103)에 연결되는 제어 포트(45)로 안내되는 제어 도관(42)으로의 유체 압력을 제어하기 위해 작동가능하다. 제어 기구(40)는 2가지의 입력, 즉 (i) 부하 감지 도관(34) 및 (ii) 입력 도관(24)으로부터의 압력을 수용하도록 채용된다. 도 1의 제어 도관(42)은 펌프의 출구 압력을 제어하는 것에 기초한 펌프(102)의 부하 감지 포트에 압력 신호를 제공한다. 보다 상세하게, 펌프(102)는 마진 압력만큼 제어 도관(24) 내의 압력을 초과하는 출구 압력을 유지하도록 시도한다.

제어 기구(40)는 부하 감지 도관(34)이 제어 도관(42)과 연통하는, 도 1에 개략적으로 도시된 제1 위치를 구비한다. 제어 기구(40)가 제1 위치에 있는 경우, 제어 기구(40)를 가로지르는 압력 강하가 없고(또는 무시할만한 압력 강하), 부하 감지 도관(34)으로부터의 부하 감지 신호 압력은 제어 도관(42)으로 전달된다. 그 결과, 펌프(102)는 마진 압력만큼 부하 감지 신호 압력을 초과하는 출구 압력을 제공하도록 작동한다.

제어 기구(40)는 제1 위치로부터, 입력 도관(24)이 제어 도관(42)과 연통하는 위치로 제어된 입력에 응답하여 이동한다. 제어 기구(40)를 가로지르는 압력 강하는 입력 도관(24)이 제어 도관(42)과 연통하는 경우에 제어될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 제어된 입력은, 예컨대 0 내지 300 psi 범위의 제어 기구(40)를 가로지르는 압력 강하를 조절하도록 채용된 비례 솔레노이드(또는 유압 시스템 내의 또는 유압 시스템으로부터 분리된 유압 또는 공압 공급원(48a), 조절가능한 스프링 기구(48b) 또는 스텝퍼 모터 혹은 그와 유사한 장치)와 같은 입력 장치(48)에 의해 제공된다. 리턴 스프링(50)은 비례 솔레노이드(48) 또는 다른 입력 장치로부터 보다 높은 힘없이 제1 위치로 제어 기구(40)를 리턴시킬 수 있다. 제어된 입력을 위한 추가적인 변형례에는, 유압 시스템 내의 또는 유압 시스템으로부터 분리된 유압 또는 공압 공급원, 조절가능한 스프링 기구 또는 양방향 파일럿 밸브, 스텝퍼 모터 혹은 일반적으로 리턴 스프링(return spring)에 대한 필요성을 회피하는 유사한 장치, 또는 일반적으로 유사한 장치로부터의 조절가능한 압력 입력이 포함된다. 입력 장치는 마이크로프로세서, 프로그램가능한 제어기 등과 같은 적절한 제어기에 의해, 제어 기구의 상이한 작동 모드들 사이의 선택을 가능하게 하는 선택기 입력 등의 하나 이상의 입력으로 제어될 수 있다. 제어기는 시스템 압력, 유체 흐름, 상태 등을 제어기에 보고하는 하나 이상의 센서로부터의 신호를 수신하기 위한 다른 입력을 가질 수 있다. 이는, 후술하는 바와 같이, 스트로크의 말기에 자동 실린더 속도 감소를 위한 하나 이상의 상이한 실시예와 관련하여 사용되는 엔드-오브-스트로크 센서(end-of-stroke sensors)를 구비할 수 있다. 제어기는 소정의 기능성을 제공하기 위해 제어된 입력의 비례 제어를 제공할 수도 있다. 제어기는 훨씬 단순하게 모드 선택기 스위치(mode selector switch)일 수 있다.

도시한 위치(즉, 제1 작동 모드에 대응하는 제1 위치)에 제어 기구(40)를 갖는 도 1의 유압 시스템(100)의 작동 동안에, 부하 감지 도관(34)으로부터의 압력은 압력 강하 없이(또는 무시할만한 압력 강하) 제어 도관(42)으로 제공되고, 펌프(102)는 부하 감지 압력에 마진 압력을 더한 것과 동일한 출구 압력을 유지하도록 시도한다. 각각의 작동 섹션(16, 18)의 제어 스풀(26) 및 보상기(28)를 가로지르는 압력 강하에 따라서, 유체는 제어 스풀 및 보상기를 가로질러, 관련된 유압 작동가능한 장치를 작동하기 위해 관련된 작동 섹션의 작동 포트로 흐른다.

예를 들면, 작동 섹션(16)이 2000 psi에 있는 유체를 작동 포트(B)로 제공하기 위해 동작하고, 작동 섹션(18)이 1000 psi에 있는 유체를 작동 포트(B)로 제공하기 위해 동작하는 것을 가정한다. 부하 감지 신호 압력, 즉 가장 높은 작동 포트 압력은 2000 psi일 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 위치에 제어 기구(40)가 있는 경우, 2000 psi의 부하 감지 신호 압력은 제어 도관(42) 및 펌프(102)로 제공된다. 펌프(102)는 그 마진 압력을 제어 도관(42)으로부터 수용된 압력에 인가하고, 그 결과 (마진 압력이 300 psi인 경우) 2300 psi의 출구 압력을 유지하도록 시도한다. 본 예에서, 작동 섹션(16)을 참조하면, 제어 스풀 및 보상기를 가로지르는 압력 강하는 2000 psi를 작동 포트(B)에 제공하기 위한 300 psi와 동일하다.

이제, 비례 솔레노이드(48)가 동작되고, 제어 기구(40)는 입구 도관(24)을 제어 도관(42)에 연결하기 위한 위치(제2 작동 모드에 대응함)로 변환하는 것을 가정한다. 우선 동작되면, 비례 솔레노이드(48)는 입력 도관(24)과 제어된 도관(42) 사이의 제1 압력 강하를 제공하도록 제어 기구(40)를 제어한다. 그 다음, 비례 솔레노이드(48)는 제어 도관(42) 내의 소정 압력을 제공하도록 제어 기구(40)를 가로지르는 압력 강하를 조절한다.

예를 들면, 작동 섹션(16)은 2000 psi에 있는 유체를 작동 포트(B)에 제공하기 위해 동작하고, 작동 섹션(18)은 1000 psi에 있는 유체를 작동 포트(B)에 제공하기 위해 동작하는 것을 여전히 가정한다. 비례 솔레노이드(48)는 제어 도관(42) 내의 소정 압력을 제공하기 위해 제어 기구(40)를 제어한다. 본 예에서, 제어 도관(42) 내의 소정 압력은 2100 psi (부하 감지 신호 압력보다 100 psi 높음)인 것을 가정한다. 이에 따라, 초기에 동작되면, 비례 솔레노이드(48)는 200 psi 압력 강하(2100 psi 제어 도관(42) 압력에 대한 2300 psi 펌프 출구 압력)을 제공하도록 제어 기구(40)를 제어한다. 2100 psi 펌프 제어 도관 압력에 응답하여, 펌프(102)는 2400 psi의 출구 압력을 유지하기를 시도하도록 마진 압력을 인가한다. 펌프 출구 압력이 2400 psi로 증가됨에 따라, 비례 솔레노이드(48)는 제어 도관(42) 내의 2100 psi 압력을 유지하기 위해 제어 기구(40)를 가로지르는 압력 강하를 300 psi로 증가하도록 조절한다. 2400 psi로 증가하는 펌프 출구 압력에 응답하여, 각각의 작동 섹션(16, 18)의 제어 스풀(26)을 가로지르는 압력 강하가 증가한다(본 예에서, 펌프 출구 압력이 2400 psi 내지 2300 psi로 증가됨에 따라 100 psi만큼 압력 강하가 증가함). 각각의 작동 섹션(16, 18)의 제어 스풀(26)을 가로지르는 증가된 압력 강하의 결과로서, 관련된 유압 작동식 장치로의 흐름이 증가하고, 이에 따라, 관련된 유압 작동식 장치의 동작 속도가 증가한다.

이해되는 바와 같이, 도 1에 도시한 유압 시스템은 렌탈에 종종 유용한 바와 같은 소형 굴착기에 특정한 적용을 갖는다. 차압 제어기는 증가된 유체 흐름을 허용하도록 활성화되고, 감소된 흐름에 대해 비활성화될 수 있다. 일례에서, 소형 굴착기는 초보자 작동 모드 및 숙련자 작동 모드를 가질 수 있으며, 그 작동 모드의 선택은 소형 굴착기의 운전석 내의 스위치에 의해 제공된다. 스위치를 초보자 작동 모드로 동작하면, 소형 굴착기의 각각의 기능과 관련된 속도를 늦추도록 작동하는 반면, 스위치를 숙련자 작동 모드로 동작하면, 초보자 작동 모드에서의 속도에 비해, 소형 굴착기의 각각의 기능과 관련된 속도를 증가시키도록 작동한다.

도 1과 관련하여, 유압 시스템(100)/밸브 시스템(10)은 당업자에 공지된 바와 같이 유사한 타입의 밸브에 일반적으로 채용되는 다른 작동 구성요소를 구비할 수 있다. 예를 들면, 밸브 조립체는 부하 감지 압력이 소정량을 초과한다면 유압 유체를 저장기(104)로 덤프(dump)하는 부하 감지 압력 릴리프 밸브(83)를 구비할 수 있다. 릴리프 밸브(83)는 부하 감지 릴리프 밸브로 흐름을 제한하고 완충을 제공하는 오리피스(85)와 관련된다. 릴리프 밸브는 입구 섹션(12) 내에 종래식으로 위치될 수 있다. 밸브 조립체(10)는, 당해 기술에 공지된 바와 같이 시스템이 저압 스탠바이 모드(low pressure standby mode)로 가게 하도록 작동 섹션이 비활성화하는 경우 부하 감지 압력을 저장기 압력으로 내리기 위한 블리드 오리피스(bleed orifice)를 종래 방식으로 구비할 수도 있다.

도 2의 밸브 조립체(10a)는, 차압 제어기(40)의 출구 압력을 수용하기 위해 도관(42) 내에 제공된 압력 게인 기구(60)를 제외하고는, 도 1의 것과 동일하다. 압력 게인 기구(60)는 제1 위치와 관련된 제1 흐름 오리피스(62) 및 제2 위치와 관련된 제2 흐름 오리피스(64)를 갖는 2위치 기구이다. 제2 흐름 오리피스(64)는 제1 흐름 오리피스(62)보다 크게 크기설정되므로, 제1 흐름 오리피스보다 낮은 압력 강하를 제공한다. 압력 게인 기구(60)는 리턴 스프링(66)에 의해 제1 위치로 바이어스된다. 압력 게인 기구(60)는 도관(42) 내의 압력 증가에 응답하여 제1 위치로부터 제2 위치로 변환하도록 채용된다. 제1 위치에 위치될 때의 압력 게인 기구(60)는 도관(42)으로부터의 흐름을 구속하도록 작용하여 펌프(102)의 응답성을 늦춘다. 비례 솔레노이드(48)에 의한 제어 기구(40)로의 입력에 응답하여, 게인 기구(60)는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하여 게인 기구는 도관(42) 내의 흐름에 덜 구속받음으로써, 압력을 변경하도록 펌프(102)의 응답성을 빠르게 한다. 이와 같은 (숙련자) 모드에서, 압력 및 작동 섹션 흐름 출력/액추에이터 속도를 형성하는 응답이 증가한다. 다른 (초보자) 모드에서, 응답이 숙련자 모드에서보다 늦다. 또 다른 실시예에서, 게인 제어 기구는, 예컨대 프로그램가능한 프로세서 또는 다른 제어기, 혹은 단순히 모드 선택기 스위치와 같은 차압 제어기의 출력에 의해서라기보다는 2가지의 상태들 사이에서 변환될 수 있다.

도 2의 실시예에서, 압력 게인 제어 및 차압 제어는, 예컨대 더욱 용서하는 작동으로 초보 작업자를 조력하도록 함께 작동한다. 초보자를 위해, 차압 제어는 기게의 최대 기능 속도를 제한하는 한편, 압력 게인 제어는 기계 제어의 신속한 응답을 완충할 것이다. 그 결과, 소형 굴착기는 초보 또는 숙련 작업자에 의해 사용되기에 적합할 수 있다.

또 다른 실시예는 도 3에 도시되며, 이는 후술하는 바와 같이 또는 도면으로부터 달리 명백한 것을 제외하고는 도 1과 동일하다. 도 3의 실시예에서, 작동 섹션(16)의 보상기(28)는 부하 감지 라인(24)으로부터의 부하 감지 신호를 수신하는 한편, 작동 섹션(18)의 보상기(28)는 제어 기구(40)로부터 제어 도관(42)으로 압력 신호 출력을 수신한다. 펌프에 제공된 압력을 변경하도록 동작되는 비례 솔레노이드(48)(또는 제어 기구(40)로의 다른 입력)에 응답하여, 작동 섹션(16) 내의 압력 강하가 증가하는 한편, 작동 섹션 내의 압력 강하는 일정하게 유지한다. 이러한 설계는 보다 높은 압력 강하를 갖는 작동 섹션(16)으로 우선권을 제공한다. 증가된 압력 강하의 결과로서, 보다 많은 흐름은 작동 섹션(16)과 관련된 유압 작동식 장치에 제공된다. 그 결과, 작동 섹션(16)과 관련된 유압 작동식 장치의 동작 속도는 증가한다.

도 3에서 제어 기구(40)로부터의 출력을 수용하는 하나의 작동 섹션(18)만이 도시되지만, 임의 개수의 작동 섹션이 이러한 출력을 수용할 수 있다. 도 3의 구성은 스윙(swing)과 관련된 하나의 작동 섹션 및 붐(boom)과 관련된 또 다른 작동 섹션을 갖는 소형 굴착기 내에 일례로서 사용될 수 있다. 그 결과, 비례 솔레노이드(48)가 제어 도관(42)에 제공된 압력을 부스트(boost)하도록 동작되면, 스윙과 관련된 작동 섹션과 관련된 압력 강하는 스윙 기능이 동작 속도를 증가시키기 위해 증대된 흐름을 수용하도록 증가될 수 있다. 그와 동시에, 붐과 관련된 작동 섹션과 관련된 압력 강하는 일정하게 유지되어, 붐 기능은 비례 솔레노이드(48)(또는 다른 입력)의 동작 전에 하는 것과 동일한 방식으로 작용한다.

도 4는 본 발명에 따라 구성된 밸브 조립체(10c)의 또 다른 실시예를 도시한다. 밸브 조립체(10c)는 후술되거나 또는 도면으로부터 명백한 것을 제외하고는 도 3과 동일하다. 도 4에서, 제어 기구(40)의 출력은 펌프(102)에 연결되지 않는다. 그 대신에, 펌프(102)의 제어 포트(103)는 부하 감지 포트(61)를 거쳐 부하 감지 신호를 수신하고, 확립된 마진 압력 및 부하 감지 신호 압력에 근거하여 출구 압력을 유지하도록 시도한다. 제어 기구(40)의 출력은 작동 섹션(18)의 보상기(28)에 제공된다. 그 결과, 작동 섹션(18)과 관련된 압력 강하는 감소되어, 보다 적은 유체가 작동 섹션(18)을 통해 그와 관련된 유압 작동식 장치로 흐른다. 관련된 유압 작동식 장치의 동작 속도는 감소된 흐름으로 인해 결국 낮춰진다.

도 4에서 제어 기구(40)로부터의 부스트된(보다 높은 압력) 출력을 수용하는 하나의 작동 섹션만을 도시하지만, 임의 개수의 작동 섹션이 이와 같이 부스트된 출력을 수용할 수 있고, 임의 개수는 부스트된 출력을 수용하지 않을 수 있다.

예를 들면, 도 5에 도시한 밸브 조립체(10d)에서, 제어 기구(40)의 부스트된 출력은 밸브 조립체(10e)의 작동 섹션(16, 18) 양자에 제공된다. 이와는 달리, 도 5의 실시예는 도 4의 실시예와 동일하다.

도 6의 밸브 조립체(10e)는 도 4의 것과 유사하지만, 도 6의 제어 기구(40)는 작동 섹션 중 하나를 비활성화하기 위해 동작가능하다. 도 6에서 제어 기구(40)로부터의 부스트된 출력에 의해 비활성화되는 하나의 작동 섹션(18)만을 도시하지만, 임의 개수의 작동 섹션은 이와 같이 부스트된 출력을 수용할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 동작 시에 제어 기구(40)의 부스트된 출력은 보상기(28)에 제공된다. 부스트된 출력은 작동 섹션(18) 내의 보상기(28)를 폐쇄 위치에 유지하는데 충분한 압력을 갖는다. 그 결과, 작동 섹션(18)을 통해 유체가 흐르지 않고, 유압 작동식 장치가 비활성화된다. 도 6의 구성은, 예컨대 하나 이상의 기능이 비활성화되어 우발적인 동작을 방지하는 작동 모드를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 모드는, 예컨대 차량을 견인하는 동안에 유용할 수 있다.

또한, 제어 기구(40)는 스트로크 말기 근방의 자동 실린더 속도 램프 다운(automatic cylinder speed ramp-down)을 제공함으로써 프로그램된 댐핑 모드(programmed damping mode)를 제공하는데 사용됨으로써, 부품 및 전체 기계 수명을 연장할 수 있다. 즉, 실린더 운동은 강한 충격을 방지하도록 스트로크의 말기 근방에 점차적으로 또는 신속하게 늦춰질 수 있다. 이는, 예컨대 비례 제어에 의해 제어 기구(40)로 제어 입력을 변경함으로써 효과를 나타낼 수 있다. 도 1-3의 실시예에서, 제어 기구(40)는 피스톤-실린더 조립체의 스트로크의 말기 근방에서 활성화된 상태로부터 비활성화된 상태로, 또는 도 4 및 도 5의 실시예에서 비활성화된 상태로부터 활성화된 상태로 변환될 수 있다. 제어 기구(40)의 비례 제어는, 요구될 수 있는 바와 같이, 밸브 조립체(10, 10a, ...) 및/또는 관련 시스템의 다른 동역학을 변경하는데 사용될 수 있다.

본 발명이 특정 실시예(들)와 관련하여 도시 및 기술되었지만, 동등한 변경 및 수정이 본 명세서 및 첨부한 도면의 판독 및 이해 하에서 당업자에게 이루어질 수 있음이 자명하다. 상술한 요소(예컨대, 부품, 조립체, 시스템, 장치, 조성물 등)에 의해 수행되는 각종 기능에 대해, 이러한 요소를 기술하는데 사용되는 용어("수단"을 포함함)는, 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지 않더라도, 달리 지시되지 않으면 기술된 요소(즉, 기능적으로 동등함)의 특정 기능을 수행하는 임의의 요소에 대응하는 것으로 의도된다. 더욱이, 본 발명의 특정한 특징이 몇 가지의 기술된 실시예 중 하나 이상에 대해서만 상술될 수 있지만, 이러한 특징은 소정의 또는 특정한 적용을 위해 바람직하고 장점적일 수 있기 때문에 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims

부하 감지 마진 압력 공급원(load sense margin pressure source)(102, 103)에 대한 연결을 제공하기 위한 입구 포트(25)와, 해당하는 액추에이터에 대한 연결을 제공하기 위한 해당하는 작동 포트(A, B) 사이에 유압 유체가 통과하여 흐르는 가변 계량 오리피스(variable metering orifice)를 각각 갖는 복수의 제어 밸브(26);
적어도 하나의 보상기(28)로서, 상기 보상기의 대향하는 제1 및 제2 측에 작용하는 압력에서의 차이에 응답하여 상기 복수의 제어 밸브 중 적어도 하나의 상기 가변 계량 오리피스로부터 유체 흐름을 수용하여 적어도 하나의 제어 밸브의 각각의 작동 포트로 유체 흐름을 지향시키고, 상기 보상기의 상기 제1 측은 상기 가변 계량 오리피스의 하류측에서 압력을 수용하는, 상기 적어도 하나의 보상기(28);
상기 작동 포트 사이에서의 최대 압력에 대응하는 부하 감지 압력을 제공하도록 상기 제어 밸브에 연결된 부하 감지 통로(34); 및
상기 입구 포트에 연결된 제1 입구와 부하 감지 통로에 연결된 제2 입구를 갖는 차동 압력 제어기(40)
를 포함하고,
상기 차동 압력 제어기는, 상기 제2 입구에서의 부하 감지 압력이 상기 차동 압력 제어기의 출구(42)에 공급되는 제1 작동 모드와, 상기 차동 압력 제어기의 출구에서 차동 제어 출력 압력을 제공하도록 상기 제1 입구로부터의 흐름이 상기 차동 압력 제어기의 출구로 계량되는 제2 작동 모드를 가지며,
상기 차동 압력 제어기의 출구(42)는, (a) 상기 부하 감지 마진 압력 공급원의 제어 포트에 공급된 압력보다 큰 사전 정의된 양인 상기 공급원의 출력 압력을 생성하는 상기 부하 감지 마진 압력 공급원의 제어 포트(103)에 연결될 수 있는 제어 포트(45), 및/또는 (b) 상기 적어도 하나의 보상기(28) 중 하나 이상의 제2 측에 연결되는,
유압 제어 밸브 조립체(10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e).
제1항에 있어서,
각 제어 밸브는 각각의 보상기를 가지며,
상기 차동 압력 제어기의 출구는 각각의 보상기 중 적어도 하나의 제2 측에 연결되고, 상기 차동 압력 제어기의 출구에 연결되지 않은 각각의 보상기는 상기 부하 감지 통로에 연결된 제2 측을 가지는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차동 압력 제어기는 상기 부하 감지 압력보다 큰 출력 압력의 차동 제어를 제공하도록 구성되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차동 압력 제어기는 제어기 밸브를 구비하며, 상기 제어기 밸브는 상기 제2 작동 모드에서 상기 제어기 밸브에 인가된 제어력에 대응하는 압력 강하를 제공하는,
유압 제어 밸브 조립체.
제4항에 있어서,
상기 제어력은 상기 차동 제어 출력 압력과 상기 부하 감지 압력 사이에 사전 결정된 압력 차이를 제공하도록 선택되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제4항에 있어서,
상기 제어력을 제공하기 위한 제어 장치(48)를 포함하는,
유압 제어 밸브 조립체.
제6항에 있어서,
상기 제어 장치는, 솔레노이드, 비례 솔레노이드, 유압 또는 공압 압력 공급원, 조절가능한 스프링 기구, 스텝퍼 모터 또는 양방향 파일럿 밸브인,
유압 제어 밸브 조립체.
제6항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 차동 압력 제어기의 제1 및 제2 작동 모드 사이의 이동 동안에 상이한 제어력을 제공하도록 구성되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제4항에 있어서,
상기 제어기 밸브는 상기 제1 작동 모드에 대응하는 위치로 바이어스되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차동 압력 제어기의 출구는, 제2 위치보다 더 큰 흐름을 제한하도록 한 위치에서 동작하는 압력 게인 기구(60)를 통해 상기 제어 포트(103)에 연결되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 작동 모드에서 상기 차동 압력 제어기는 상기 부하 감지 압력보다 더 큰 압력을 그 출구에 공급하여, 상기 차동 압력 제어기의 출구 압력을 수용하는 보상기를 갖는 상기 제어 밸브는 감소된 흐름 출력을 가지는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 작동 모드에서 상기 차동 압력 제어기는 상기 적어도 하나의 보상기 중 하나 이상의 제2 측 상의 압력을 증가시키는 한편, 상기 입구 포트의 압력은 상기 제어 밸브와 각각 관련된 하나 이상의 작동 섹션의 출력 흐름을 중지하도록 변하지 않는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 작동 모드에서 상기 차동 압력 제어기는 상기 입구 포트의 압력을 증가시키는 한편, 상기 적어도 하나의 보상기 중 하나 이상의 제2 측 상의 압력은 상기 제어 밸브와 각각 관련된 하나 이상의 작동 섹션의 출력 흐름을 부스트하도록 변하지 않는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 작동 모드에서 상기 차동 압력 제어기는 상기 보상기의 제2 측 상의 압력을 증가시키는 한편, 상기 입구 포트의 압력은 상기 제어 밸브와 각각 관련된 하나 이상의 작동 섹션의 출력 흐름을 감소시키도록 변하지 않는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차동 압력 제어기는 상기 제어 밸브와 각각 관련된 하나 이상의 작동 섹션의 응답성을 감소시키는데 사용되는,
유압 제어 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 기재된 유압 제어 밸브 조립체를 포함하는 유압 제어 시스템에 있어서,
상기 입구 포트에 연결된 펌프; 및
해당하는 제어 밸브의 상기 작동 포트에 연결된 액추에이터
를 포함하는,
유압 제어 시스템.
제16항에 기재된 유압 제어 시스템을 포함하는 굴착기.
복수의 제어 밸브가 각각 펌프로의 연결을 제공하기 위한 입구 포트와, 해당하는 액추에이터로의 연결을 제공하기 위한 해당하는 작동 포트 사이에 유압 유체가 통과하여 흐르는 가변 계량 오리피스를 갖는 유압 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 보상기를 사용하는 단계로서, 상기 보상기의 대향하는 제1 및 제2 측에 작용하는 압력에서의 차이에 응답하여 상기 복수의 제어 밸브 중 적어도 하나의 상기 가변 계량 오리피스로부터 유체 흐름을 수용하여 적어도 하나의 제어 밸브의 각각의 작동 포트로 유체 흐름을 지향시키고, 상기 제1 측은 상기 가변 계량 오리피스의 하류측에서 압력을 수용하는, 상기 적어도 하나의 보상기의 사용 단계;
상기 작동 포트 사이에서의 최대 압력에 대응하는 부하 감지 압력을 제공하는 단계; 및
상기 입구 포트에 연결된 제1 입구와 부하 감지 통로에 연결된 제2 입구를 갖는 차동 압력 제어기를 이용하는 단계
를 포함하고,
상기 차동 압력 제어기는, 상기 제2 입구에서의 부하 감지 압력이 상기 차동 압력 제어기의 출구에 공급되는 제1 작동 모드와, 상기 차동 압력 제어기의 출구에서 차동 제어 출력 압력을 제공하도록 상기 제1 입구로부터의 흐름이 상기 차동 압력 제어기의 출구로 계량되는 제2 작동 모드를 가지며,
상기 차동 압력 제어기의 출구는, (a) 상기 펌프의 제어 포트에 공급된 압력보다 큰 사전 정의된 양인 상기 펌프의 출력 압력을 생성하는 상기 펌프의 제어 포트에 연결될 수 있는 펌프 제어 포트 및/또는 (b) 상기 적어도 하나의 보상기 중 하나 이상의 제2 측에 연결되는,
유압 시스템의 제어 방법.
복수의 작동 섹션으로서, 상기 복수의 작동 섹션 각각은 가동 제어 스풀, 가변 계량 오리피스, 및 상기 가변 계량 오리피스와 상기 가동 제어 스풀의 입구 하류에 있는 보상기를 갖는, 상기 복수의 작동 섹션;
상기 작동 섹션에 유체를 공급하는 입력 도관;
최대 압력을 출력하는 상기 작동 섹션으로부터 압력 신호를 수신하는 부하 감지 도관; 및
상기 입력 도관과 상기 부하 감지 도관에 연결되어, 고정된 설정 또는 가변 입력에 응답하여 출력 압력을 제공하는 제어 기구
를 포함하는,
밸브 조립체.
제19항에 있어서,
상기 고정된 설정 또는 가변 입력은 비례 솔레노이드인,
밸브 조립체.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 출력 압력은 펌프, 압력 게인 기구 또는 상기 작동 섹션의 적어도 하나의 보상기 중 하나에 제공되는,
밸브 조립체.
제1항에 있어서,
상기 부하 감지 마진 압력 공급원은 가변 변위 펌프인,
유압 제어 밸브 조립체.