KR102390233B1 - 복동 유압 증폭기 - Google Patents

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Abstract

하우징 (2), 하우징 (2) 의 제 1 고압 챔버 (3) 내의 제 1 고압 피스톤 (8) 및 하우징 (2) 의 제 1 저압 챔버 (5) 내의 제 1 저압 피스톤 (9) 을 갖는 제 1 피스톤 장치 (7), 하우징 (2) 의 제 2 고압 챔버 (4) 내의 제 2 고압 피스톤 (11) 및 하우징 (2) 의 제 2 저압 챔버 (6) 내의 제 2 저압 피스톤 (12) 을 갖는 제 2 피스톤 장치 (10), 및 밸브 요소 (15) 를 갖는 스위칭 밸브 (14) 를 포함하는 복동 유압 증폭기 (1) 이 기술된다.
이러한 압력 증폭기는 콤팩트하게 되어야 한다.
이를 위해, 스위칭 밸브 (14) 는 제 1 피스톤 장치 (7) 및 제 2 피스톤 장치 (10) 사이에 위치된다.

Description

복동 유압 증폭기{Double acting hydraulic pressure intensifier}
본 발명은 하우징, 하우징의 제 1 고압 챔버 내의 제 1 고압 피스톤 및 하우징의 제 1 저압 챔버 내의 제 1 저압 피스톤을 갖는 제 1 피스톤 장치, 하우징의 제 2 고압 챔버 내의 제 2 고압 피스톤 및 하우징의 제 2 저압 챔버 내의 제 2 저압 피스톤을 갖는 제 2 피스톤 장치, 및 밸브 요소를 갖는 스위칭 밸브를 포함하는 복동 유압 증폭기에 관한 것이다.
2 개의 피스톤 장치는 함께 이동한다. 일 이동 방향에서, 제 1 피스톤 장치는 증가된 압력 하에서 유압 유체가 제 1 고압 챔버 밖으로 출력되는 작동 행정을 수행한다. 다른 이동 방향에서, 증가된 압력의 유압 유체가 제 2 고압 챔버로부터 출력된다. 이동은 각각의 저압 챔버에서 작용하는 각각의 저압에 의해 야기된다. 저압 챔버들의 압력은 스위칭 밸브에 의해 제어된다.
본 발명의 목적은 복동 유압 증폭기를 콤팩트하게 하는 것이다.
이 목적은 스위칭 밸브가 제 1 피스톤 장치 및 제 2 피스톤 장치 사이에 위치된다는 점에서 처음에 기술된 바와 같은 복동 유압 증폭기로 해결된다.
이러한 유압 증폭기는 스위칭 밸브가 하우징에 통합될 수 있기 때문에 콤팩트하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 밸브 요소는 피스톤 장치들 중의 적어도 하나와 동축으로 배치된다. 이러한 실시형태의 결과는 밸브 요소 및 각각의 피스톤 장치가 동일한 축선을 따라 이동한다는 것이다. 각각의 피스톤 장치 및 밸브 요소의 가속으로 발생하는 힘은 단지 하나의 방향으로 발생한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 밸브 요소는 그 길이의 적어도 일부에 걸쳐 저압 피스톤들 중의 적어도 하나의 외부 직경과 동일한 외부 직경을 갖는다. 이는 구조를 단순하게 한다. 저압 피스톤을 수용하는 보어는 밸브 요소를 수용하는 보어와 함께 기계가공될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 두 피스톤 장치들 사이에 커넥팅 로드가 위치된다. 이는 피스톤 장치들의 질량을 극적으로 증가시키지 않으면서 피스톤 장치들의 이동을 동기화하는 간단한 방법이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 커넥팅 로드는 밸브 요소를 통해 연장된다. 이 경우 밸브 요소는 밸브 요소의 질량이 작게 유지될 수 있다는 부가적인 이점을 갖는 중공 슬리브의 형태이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 고압 챔버의 체적을 감소시키는 방향으로의 제 1 피스톤 장치의 이동이 제 2 저압 챔버 내의 압력에 의해 야기되고, 제 2 고압 챔버의 체적을 감소시키는 방향으로의 제 2 피스톤 장치의 이동이 제 1 저압 챔버 내의 압력에 의해 야기된다. 2 개의 피스톤 장치들은, 하나의 피스톤 장치가 저압으로 로딩되고 다른 피스톤 장치가 고압을 발생시킨다는 점에서 함께 작동한다. 또한, 2 개의 피스톤 장치들 및 로드는 개별 압력에 의해 함께 가압된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 스위칭 밸브의 임의의 스위칭 위치에서, 두 피스톤 장치들 사이의 공간이 탱크 포트에 연결된다. 이 공간은 단지 낮은 압력에 의해 로딩된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 공간은 일정한 체적을 갖는다. 따라서, 공간 밖으로 유압 유체가 변위될 필요가 없어서 유압 손실이 낮게 유지된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 밸브 요소는 제 1 압력 영역 장치 및 제 2 압력 영역 장치를 포함하고, 제 1 압력 영역 장치의 유효 영역이 제 2 압력 영역 장치의 유효 영역보다 더 크고, 제 2 압력 영역 장치는 제 1 압력에 의해 영구히 로딩되고, 제 1 압력 영역 장치는 제 1 압력에 의해 그리고 제 1 압력보다 더 작은 제 2 압력에 의해 택일적으로 로딩된다. 제 1 압력 영역 장치에 작용하는 압력을 변화시킴으로써, 밸브 요소의 스위칭 위치를 변화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 하우징은 제 1 압력 영역 장치에 연결된 스위칭 채널을 포함하고, 스위칭 채널은 제 1 압력에 연결가능한 제 1 개구 및 제 2 압력에 연결가능한 제 2 개구를 갖고, 이동 시, 제 1 피스톤 장치는 제 1 개구 및 제 2 개구를 덮고 해제한다. 제 1 피스톤 장치는 유압에 의해 밸브 요소의 위치를 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 쌍방의 개구는 이동의 일부 중에 폐쇄된다. 이 부분 중에, 압력 변화는 발생하지 않는다. 이는 작동을 안정되게 한다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명할 것이다.
도 1 은 복동 유압 증폭기의 개략적인 길이방향 단면도이다.
도 2 는 일부 부품이 다른 위치에 있는 도 1 의 복동 유압 증폭기의 개략적인 길이방향 단면도이다.
복동 유압 증폭기 (1) 는 2 개의 공급 압력 포트들 (P) 및 탱크 포트 (T) 를 갖는 하우징 (2) 을 포함한다.
하우징은 제 1 고압 챔버 (3) 및 제 2 고압 챔버 (4) 를 포함한다. 또한, 하우징은 제 1 저압 챔버 (5) 및 제 2 저압 챔버 (6) 를 포함한다.
제 1 피스톤 장치 (7) 는 제 1 고압 피스톤 (8) 및 제 1 저압 피스톤 (9) 을 포함한다. 제 1 고압 피스톤 (8) 은 일 방향으로 이동되는 때에 제 1 고압 챔버 (3) 의 체적을 감소시키도록 그리고 반대 방향으로 이동되는 때에 제 1 고압 챔버 (3) 의 체적을 증가시키도록 제 1 고압 챔버 (3) 내에서 이동 가능하다. 제 2 피스톤 장치 (10) 는 제 2 고압 피스톤 (11) 및 제 2 저압 피스톤 (12) 을 포함한다. 제 2 고압 피스톤 (11) 은 일 방향 (도 1 에서 우측) 으로 이동하는 때에 제 2 고압 챔버 (4) 의 체적을 증가시키고 반대 방향으로 이동하는 때에 제 2 고압 챔버 (4) 의 체적을 증가시키도록 제 2 고압 챔버 (4) 내에서 이동 가능하다.
2 개의 피스톤 장치 (7, 10) 는 커넥팅 로드 (13) 에 의해 연결된다. 후술하는 바와 같이, 커넥팅 로드 (13) 를 피스톤 장치 (7, 10) 에 고정하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 피스톤 장치 (7, 10) 및 커넥팅 로드 (13) 는 압력 챔버들 (3-6) 에서 작용하는 압력들에 의해 함께 유지된다.
밸브 요소 (15) 를 포함하는 스위칭 밸브 (14) 가 제 1 피스톤 장치 (7) 와 제 2 피스톤 장치 (10) 사이에 배치된다. 밸브 요소 (15) 는 중공형이다. 따라서, 커넥팅 로드 (13) 는 밸브 요소 (15) 를 통해 안내 또는 통과된다.
밸브 요소 (15) 는 다수의 개구 (16) 를 포함하고, 이 개구를 통해 탱크 포트에서의 압력이 2 개의 피스톤 장치들 (7, 10) 사이의 공간 (17) 에 이른다. 탱크 포트 (T) 에서의 압력은 간략히 "탱크 압력" 이라 칭한다. 압력 공급 포트 (P) 에서의 압력은 간략히 "공급 압력" 이라 칭한다.
하우징 (2) 은 제 1 저압 채널 (18) 및 제 2 저압 채널 (19) 을 포함한다. 제 1 저압 채널 (18) 은 제 1 저압 챔버 (5) 에 연결되고, 제 2 저압 채널 (19) 은 제 2 저압 챔버 (9) 에 연결된다.
밸브 요소 (15) 는 스위칭 밸브 (14) 의 제 1 스위칭 위치에서 제 1 저압 채널 (18) 을 공급 압력 포트들 (P) 중의 하나와 연결하는 그루브 (20) 를 포함한다. 이 제 1 스위칭 위치는 도 1 에 도시되어 있다.
밸브 요소 (15) 는 밸브 요소 (15) 의 제 2 스위칭 위치에서 다른 공급 압력 포트 (P) 를 제 2 저압 챔버 (19) 와 연결하는 제 2 그루브 (21) 를 더 포함한다. 이 제 2 스위칭 위치는 도 2 에 도시되어 있다.
밸브 요소 (15) 는 기본적으로 제 1 압력 영역 (22) 을 갖는 제 1 압력 영역 장치를 포함한다. 또한, 밸브 요소 (15) 는 2 개의 반대방향으로 지향된 압력 영역들 (23, 24) 을 갖는 제 2 압력 영역 장치를 포함한다. 압력 영역들 (22, 23) 은 동일한 크기를 갖는다. 그러나, 압력 영역 (23) 에 작용하는 압력은 반대 방향으로 압력 영역 (24) 에 작용하여서, 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 의 유효 영역이 제 1 압력 영역 장치 (22) 의 유효 영역보다 더 작다.
하우징 (2) 에 스위칭 채널 (25) 이 제공된다. 스위칭 채널 (25) 의 압력이 제 1 압력 영역 (22) 에 작용한다. 스위칭 채널은 제 1 고압 챔버 (3) 내로 개방되는 제 1 개구 (26) 를 갖는다. 또한, 스위칭 채널 (25) 은 공간 (17) 내로 개방되는 제 2 개구 (27) 를 갖는다.
도 1 에 도시된 밸브 요소 (15) 의 스위칭 위치에서, 제 1 개구 (26) 는 제 1 고압 피스톤 (8) 에 의해 폐쇄되고, 제 2 개구 (27) 는 개방된다. 이 경우, 제 1 압력 영역 (22) 은 탱크 압력, 즉 저압과 동일한 공간 (17) 내의 압력에 의해 로딩된다. 공급 압력 포트 (P) 로부터의 공급 압력은 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 에 작용한다. 밸브 요소 (15) 는 도 1 에 도시된 위치에서 시프팅된다.
이 위치에서, 좌측 공급 압력 포트 (P) 로부터의 공급 압력이 제 1 저압 챔버 (5) 에 도달한다. 공급 압력은 제 1 저압 피스톤 (9) 의 제 1 저압 영역 (28) 을 로딩한다. 제 1 저압 영역 (28) 은 제 2 고압 피스톤 (11) 의 제 2 고압 영역 (29) 보다 더 크다. 따라서, 제 1 저압 피스톤 (9) 은, 제 2 고압 챔버 (4) 의 체적을 감소시키고 고압 챔버 (4) 내의 유압 유체의 압력을 증가시키는 방향으로 커넥팅 로드 (13) 에 의해 제 2 고압 피스톤 (11) 을 시프팅시키는 힘을 발생시킨다. 증가된 압력을 갖는 유체가 체크 밸브 (도시 안 됨) 에 의해 고압 챔버 (4) 로부터 출력된다.
제 2 고압 피스톤 (11) 이 제 2 고압 챔버 (4) 의 체적을 거의 최소로 감소시킨 때, 제 1 저압 피스톤 (9) 은 제 2 개구 (27) 를 폐쇄하여 밸브 요소 (15) 의 제 1 압력 영역 (22) 과 공간 (17) 사이의 연결을 차단한다. 제 1 피스톤 장치 (7) 의 추가 이동 후에, 제 1 고압 피스톤 (8) 은 개구 (26) 를 개방한다. 이 순간에, 제 1 고압 챔버 (3) 로부터의 유압이 스위칭 채널 (25) 에 들어가고, 제 1 압력 영역 (22) 으로 안내된다. 제 1 압력 영역 (22) 의 유효 영역이 제 2 압력 영역 (23, 24) 의 유효 영역보다 더 크므로, 밸브 요소 (15) 는 그의 다른 스위칭 위치로 시프팅된다. 이는 제 1 압력 영역 (22) 및 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 가 동일한 압력, 즉 탱크 압력보다 더 높은 압력인 공급 압력 (P) 에 의해 로딩되기 때문에 가능하다. 도시되지 않은 방식으로, 2 개의 고압 챔버들 (3, 4) 은 체크 밸브들에 의해 공급 압력 포트 (P) 에 연결된다.
스위칭 밸브 (14) 의 밸브 요소 (15) 가 도 2 에 도시된 제 2 스위칭 위치에 있는 때, 제 2 저압 챔버 (6) 는 제 2 저압 채널 (19) 을 통해 공급 압력 포트 (P) 로부터의 공급 압력으로 채워진다. 저압 챔버 (6) 내의 압력은 제 2 저압 피스톤 (12) 의 저압 영역 (30) 에 작용한다. 이 제 2 저압 영역 (30) 은 제 1 고압 챔버 (3) 내의 제 1 고압 피스톤 (8) 의 제 1 고압 영역 (31) 보다 커서, 제 2 저압 챔버 (6) 내의 압력은 제 2 피스톤 장치 (10) 를 (도 2 에 도시된 것처럼) 좌측으로 이동시킨다. 제 1 고압 피스톤 (8) 은 제 1 고압 챔버 (3) 의 체적을 감소시키고, 체크 밸브 (도시 안 됨) 를 통해 출력되는 제 1 고압 챔버 (3) 내의 유체의 압력을 증가시킨다.
제 1 고압 피스톤 (8) 의 이동 중에, 제 1 개구 (26) 는 제 1 고압 피스톤 (8) 에 의해 폐쇄된다. 더 이동하면, 제 1 저압 피스톤 (9) 은 개구 (27) 를 개방하고, 스위칭 채널 (25) 내의 압력은 탱크 압력으로 저하된다. 이 순간에, 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 상의 공급 압력에 의해 생성된 힘은 제 1 압력 영역 (22) 상의 탱크 압력에 의해 생성된 힘보다 더 크다. 결과적으로, 밸브 요소 (15) 는 그의 다른 스위칭 위치로 시프팅되어, 다시 도 1 에 도시된 위치에 도달한다.
2 개의 피스톤 장치 (7, 10) 는 서로에 대해 작용하는 압력으로 항상 로딩되어서, 피스톤 장치 (7, 10) 가 커넥팅 로드 (13) 에 가압되어 추가 연결이 필요하지 않다.
밸브 요소 (15) 는 피스톤 장치들 (7, 10) 중의 적어도 하나와 동축으로, 바람직하게는 쌍방의 피스톤 장치들 (7, 10) 과 동축으로 배치된다. 밸브 요소 (15) 는 적어도 그 길이의 일부에 걸쳐 저압 피스톤들 (9, 12) 중의 적어도 하나와 동일한 외부 직경, 바람직하게는 쌍방의 저압 피스톤들 (9, 12) 과 동일한 외부 직경을 갖는다.
2 개의 피스톤 장치들 (7, 10) 사이의 공간 (17) 의 체적은 일정하다. 따라서, 유압 유체를 공간 (17) 밖으로 또는 공간 내로 이동시킬 필요가 없어서 손실이 작게 유지된다.

Claims (11)

  1. 하우징 (2),
    상기 하우징 (2) 의 제 1 고압 챔버 (3) 내의 제 1 고압 피스톤 (8) 및 상기 하우징 (2) 의 제 1 저압 챔버 (5) 내의 제 1 저압 피스톤 (9) 을 갖는 제 1 피스톤 장치 (7),
    상기 하우징 (2) 의 제 2 고압 챔버 (4) 내의 제 2 고압 피스톤 (11) 및 상기 하우징 (2) 의 제 2 저압 챔버 (6) 내의 제 2 저압 피스톤 (12) 을 갖는 제 2 피스톤 장치 (10), 및
    밸브 요소 (15) 를 갖는 스위칭 밸브 (14)
    를 포함하는 복동 유압 증폭기 (1) 로서,
    상기 스위칭 밸브 (14) 는 상기 제 1 피스톤 장치 (7) 및 상기 제 2 피스톤 장치 (10) 사이에 위치되고,
    상기 밸브 요소 (15) 는 그 길이의 적어도 일부에 걸쳐 상기 제 1 및 제 2 저압 피스톤 (9, 12) 중의 적어도 하나의 외부 직경과 동일한 외부 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 복동 유압 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 요소 (15) 는 상기 제 1 및 제 2 피스톤 장치 (7, 10) 중의 적어도 하나와 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    커넥팅 로드 (13) 는 두 피스톤 장치들 (7, 10) 사이에 위치되고 상기 두 피스톤 장치들 (7, 10) 을 연결하는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥팅 로드 (13) 는 상기 밸브 요소 (15) 를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 고압 챔버 (3) 의 체적을 감소시키는 방향으로의 제 1 피스톤 장치 (7) 의 이동이 상기 제 2 저압 챔버 (6) 내의 압력에 의해 야기되고, 상기 제 2 고압 챔버 (4) 의 체적을 감소시키는 방향으로의 제 2 피스톤 장치 (10) 의 이동이 상기 제 1 저압 챔버 (5) 내의 압력에 의해 야기되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 밸브 (14) 의 임의의 스위칭 위치에서, 두 피스톤 장치들 사이의 공간 (17) 이 탱크 포트 (T) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공간 (17) 은 일정한 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 요소 (15) 는 제 1 압력 영역 장치 (22) 및 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 를 포함하고,
    상기 제 1 압력 영역 장치 (22) 의 유효 영역이 상기 제 2 압력 영역 장치 (23, 24) 의 유효 영역보다 더 크고,
    상기 제 2 압력 영역 장치는 제 1 압력에 의해 영구히 로딩되고,
    상기 제 1 압력 영역 장치 (22) 는 상기 제 1 압력에 의해 그리고 상기 제 1 압력보다 더 작은 제 2 압력에 의해 택일적으로 로딩되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징 (2) 은 상기 제 1 압력 영역 장치 (22) 에 연결된 스위칭 채널 (25) 을 포함하고,
    상기 스위칭 채널 (25) 은 상기 제 1 압력에 연결가능한 제 1 개구 (26) 및 상기 제 2 압력에 연결가능한 제 2 개구 (27) 를 갖고,
    이동 시, 상기 제 1 피스톤 장치 (7) 는 상기 제 1 개구 (26) 및 상기 제 2 개구 (27) 를 덮고 해제하는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    쌍방의 개구 (26, 27) 는 상기 이동의 일부 중에 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 복동 유압 증폭기.
  11. 삭제
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