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WO2018169116A1 - 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템 - Google Patents

선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템 Download PDF

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WO2018169116A1
WO2018169116A1 PCT/KR2017/003118 KR2017003118W WO2018169116A1 WO 2018169116 A1 WO2018169116 A1 WO 2018169116A1 KR 2017003118 W KR2017003118 W KR 2017003118W WO 2018169116 A1 WO2018169116 A1 WO 2018169116A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydraulic
valve
pack
valve pack
redundancy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/003118
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최영호
박정우
김효곤
이종득
이효준
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOREA INST OF ROBOT AND CONVERGENCE
Korea Institute of Robot and Convergence
Original Assignee
KOREA INST OF ROBOT AND CONVERGENCE
Korea Institute of Robot and Convergence
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOREA INST OF ROBOT AND CONVERGENCE, Korea Institute of Robot and Convergence filed Critical KOREA INST OF ROBOT AND CONVERGENCE
Publication of WO2018169116A1 publication Critical patent/WO2018169116A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system to which the selective redundancy function is applied. More specifically, the present invention relates to a hydraulic system to which a selective redundancy function is applied in which a hydraulic source for distributing a driving device according to a use and an output specification and supplying a hydraulic source to each of the driving devices can be supplied to a counterpart driving device as needed.
  • the hydraulic generator is a core part of the hydraulic system and refers to a hydraulic power unit or a hydraulic power pack (HPU).
  • HPU hydraulic power pack
  • the hydraulic source is supplied to the directional control valve, and each drive unit is a hydraulic pressure sent from the directional control valve. Take control.
  • the present invention provides a hydraulic system to which a selective redundancy function is applied in which a hydraulic source for distributing the driving devices according to a use and an output specification and supplying the hydraulic source to each of the driving devices can be supplied to the opposite driving device as needed.
  • the present invention can supply the hydraulic source through the other hydraulic generator by activating the redundancy function even if one hydraulic generator fails, the negative effect that the system will be affected by the external load by deactivating the redundant function It is to provide a hydraulic system with selective redundancy that enables precise control by minimizing the
  • the hydraulic system to which the selective redundancy function is applied is connected to a tank for supplying operating oil, the tank being connected to the first hydraulic device and the second hydraulic device arranged in parallel, and the rear end of the first hydraulic device. And a first valve pack having a first hydraulic line and a plurality of valves, a second valve pack connected to a rear end of the second hydraulic device and having a second hydraulic line and a plurality of valves, hydraulic pressure through the first valve pack.
  • a first drive unit composed of a plurality of drive units driven by a second drive unit, a second drive unit composed of a plurality of drive units driven by hydraulic pressure through the second valve pack, and between the first valve pack and the second valve pack
  • it comprises a redundancy valve for connecting or disconnecting the first hydraulic line and the second hydraulic line through ON / OFF (OFF).
  • the first drive unit by the first hydraulic unit and the second drive unit by the second hydraulic unit may constitute an independent hydraulic supply path.
  • the redundancy valve When the first hydraulic device is defective, the redundancy valve is turned on, and the first driving unit may be driven by hydraulic pressure through the second valve pack.
  • the redundancy valve is turned on, and the second drive unit may receive additional hydraulic pressure from the second valve pack.
  • the first driving unit may include a track motor, a boom cylinder arm cylinder, and a bucket cylinder
  • the second driving unit may include a swing motor, a trenching motor, and an arm crushing motor
  • the redundant valve may be composed of a poppet valve, a shuttle valve and a direction control valve.
  • first hydraulic device and the second hydraulic device may have the same specifications.
  • the plurality of valves of the first valve pack or the second valve pack is composed of a plurality of direction control valves, it may be arranged in parallel.
  • a hydraulic source for separately arranging the driving devices according to the use and the output specification and supplying them to each other can be supplied to the counterpart driving device as needed.
  • the hydraulic system with the selective redundancy function can supply the hydraulic source through the other hydraulic generator by activating the redundancy function even if one hydraulic generator fails, and the system is subject to external load.
  • the redundancy function for negative influences, precise control is possible by minimizing the effects.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hydraulic system to which the selective redundancy function is applied according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a hydraulic system to which the selective redundancy function of the present invention is applied.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hydraulic system to which the selective redundancy function is applied according to the present invention
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the hydraulic system to which the selective redundancy function is applied according to the present invention.
  • the tank 100 is a reservoir for storing oil, and may be associated with a return device to recover oil that has been supplied to each of the driving units 510, 520, and 530 through a hydraulic system.
  • the return device may apply a conventional configuration in the field of heavy equipment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the hydraulic generators 210 and 220 are branched in parallel to the first hydraulic generator 210 and the second hydraulic generator 220 at a rear end of the tank 100, and are arranged in a HPU (Hydraulic Power Unit) or HPP ( Hydraulic Power Pack.
  • HPU Hydrophilic Power Unit
  • HPP Hydraulic Power Pack.
  • the 1st oil pressure generator 210 and the 2nd oil pressure generator 220 are comprised using the oil pressure generator of the same specification.
  • the hydraulic pressure generating apparatuses 210 and 220 generate hydraulic pressure by pumping a flow rate in the tank 100 in which operating oil is stored, and the hydraulic pressure generated by supplying the flow rate to the valve packs 310 and 320 is generated by the valve pack 310 and 220. Via 320 to each hydraulic line 311, 321.
  • the valve packs 310 and 320 may include a second valve receiving hydraulic pressure from the first valve pack 310 and a second hydraulic generator 220 receiving hydraulic pressure from the first hydraulic pressure generating unit 210. Pack 320.
  • a check valve is installed between each of the hydraulic generators 210 and 220 and the valve packs 310 and 320, so that the high pressure flow rate sent to the valve packs 310 and 320 may be reduced. At 310 and 320, the reverse flow to the hydraulic generators 210 and 220 is blocked.
  • the first valve pack 310 includes a first hydraulic line 311 through which hydraulic pressure is transmitted and a plurality of valves 312, 313, 314, 315, and 316.
  • the first hydraulic line 311 provides a path of hydraulic pressure supplied from the first hydraulic pressure generating device 210, and the first driving part at the rear end through the plurality of valves 312, 313, 314, 315, and 316 arranged in parallel. 510 supplies the distributed hydraulic pressure to each.
  • the plurality of valves 312, 313, 314, 315, and 316 may be configured as proportional directional control valves.
  • valves 312, 313, 314, 315, 316 can be changed depending on the configuration of the actuator (actuator) of the corresponding first drive unit 510.
  • the second valve pack 320 includes a second hydraulic line 321 through which hydraulic pressure is transmitted and a plurality of valves 322 and 323.
  • the second hydraulic line 321 provides a path of hydraulic pressure supplied from the second hydraulic pressure generating device 220, and each of the second driving parts 520 and 530 of the rear stage is provided through a plurality of valves 322 and 323 arranged in parallel. Supply the hydraulic pressure distributed to the
  • the plurality of valves 322 and 323 may be configured as proportional directional control valves.
  • the number of the valves 322 and 323 can be changed depending on the configuration of the actuator (actuator) of the corresponding second drive unit 520.
  • the redundancy valve 400 is installed between the first valve pack 310 and the second valve pack 320 to connect and disconnect the first hydraulic line 311 and the second hydraulic line 321.
  • the redundant valve 400 may be designed as an on / off valve circuit by applying a poppet valve, a shuttle valve and a 2 / 3-way control valve.
  • the redundancy valve 400 may be turned on or off through an electrical signal of a user, thereby connecting or disconnecting the first hydraulic line 311 and the second hydraulic line 321. You can set the direction.
  • the driving units 510, 520, and 530 use a track motor and a swing motor as driving devices for driving, and selectively use a multipurpose arm cylinder or other tool driving device, which is a driving device for work, and for each driving device. It is connected to the direction control valve of each of the valve pack (310, 320) according to the output specification.
  • a multipurpose arm cylinder or other tool driving device which is a driving device for work, and for each driving device. It is connected to the direction control valve of each of the valve pack (310, 320) according to the output specification.
  • Table 1 the results of arranging the driving device in the direction control valve of the valve packs 310 and 320 are shown in Table 1 below.
  • the driving units 510, 520, and 530 include a first driving unit 510 connected to the first valve pack 310, a second driving unit 520 and a third driving unit 530 connected to the second valve pack 320. do.
  • the driving units 510, 520, and 530 may be appropriately disposed according to the output and the purpose so that the valve packs 310 and 320 for driving device control may be simultaneously performed with the motion.
  • the first drive unit 510 is a track motor (511, 512), a low consumption flow rate boom cylinder 513, arm cylinder 514 and the bucket cylinder 514 assuming a high output required It is configured and connected to the first valve pack 310.
  • the second drive unit 520 has a high output, and may be connected to the second valve pack 320 by being configured with a trenching motor 521 and an arm crushing motor 522 corresponding to a tool driving device.
  • the swing motor 530 is preferably connected to the second valve pack 320 for independence from the driving drive.
  • the hydraulic pressure generating devices 210 and 220 are dualized by the first hydraulic pressure generating device 210 and the second hydraulic pressure generating device 220 which operate independently, and each of the hydraulic pressure generating devices 210 and 220 increases the flow rate. Pump to generate hydraulic pressure.
  • the first valve pack 310 and the second valve pack 320 may be configured to dualize flow rates supplied from the first hydraulic pressure generating device 210 and the second hydraulic pressure generating device 220, respectively. 2 is transmitted to the driver 520.
  • the redundant valve 400 is the first hydraulic line 311 and the second hydraulic line 321.
  • the first driver 510 and the second driver 520 may operate without interruption of work even when the total output is reduced.
  • the redundant valve 400 connects the first hydraulic line 311 and the second hydraulic line 321.
  • the hydraulic pressure may be supplied from another hydraulic generator 220 or 210 in addition to the connected hydraulic generator 210 or 220, so that a redundant function may be selectively implemented as necessary.
  • a hydraulic source for separately arranging the driving devices according to the use and the output specification and supplying them to each other may be supplied to the counterpart driving device as needed. Even if the hydraulic generator in the system fails, the redundancy function can be activated to supply the hydraulic source through other hydraulic generators, and the negative effect that the system is caused by external load can be minimized by disabling the redundancy function for precise control. It is possible.
  • hydraulic generators 210, 220 hydraulic generators 210, 220

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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 구동 장치를 용도 및 출력 사양에 따라 분리 배치하고 각각에 공급하는 유압 소스가 필요에 따라 상대 측 구동장치에 공급될 수 있는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예는 작동오일을 공급하는 탱크, 상기 탱크에 연결되며, 병렬 배치된 제 1 유압 장치 및 제 2 유압 장치, 상기 제 1 유압 장치 후단에 연결되며 제 1 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 1 밸브팩, 상기 제 2 유압 장치 후단에 연결되며 제 2 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 2 밸브팩, 상기 제 1 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 1 구동부, 상기 제 2 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 2 구동부 및 상기 제 1 밸브팩과 상기 제 2 밸브팩 사이에서, 온(ON)/오프(OFF)를 통해 상기 제 1 유압 라인과 제 2 유압 라인을 연결 또는 차단하는 이중화 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 개시한다.

Description

선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템
본 발명은 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 구동장치를 용도 및 출력 사양에 따라 분리 배치하고 각각에 공급하는 유압 소스가 필요에 따라 상대 측 구동장치에 공급될 수 있는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템에 관한 것이다.
유압발생장치는 유압시스템의 핵심 부분으로서 HPU(Hydraulic Power Unit 또는 Hydraulic Power Pack)를 말하며 HPU가 유압을 발생하면, 유압 소스는 방향제어밸브로 공급되고, 각 구동장치는 방향제어밸브에서 보내진 유압으로 제어를 한다.
통상, 중장비용 유압시스템은 고장 발생시 작업 중단을 가져오고, 이는 부가적인 비용 지출을 증가시킴으로써 반드시 높은 신뢰성을 갖추어야 한다. 이를 위해 하나의 동작을 위해 복수개의 구동장치를 병렬로 연결하는 이중화 방법을 적용하여 하나의 구동장치가 고장이 발생하여도 다른 구동장치를 통해 동작을 할 수 있도록 시스템을 설계하기도 하고, 복수개의 유압발생장치를 적용하는 이중화 방법을 적용하여 하나의 유압발생장치가 고장을 일으켜도 출력은 저하되지만 구동장치가 동작할 수 있도록 시스템을 설계하기도 한다.
본 발명은 구동 장치를 용도 및 출력 사양에 따라 분리 배치하고 각각에 공급하는 유압 소스가 필요에 따라 상대 측 구동장치에 공급될 수 있는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 하나의 유압 발생 장치가 고장을 일으켜도 이중화 기능을 활성화함으로써 다른 유압 발생 장치를 통해 유압 소스를 공급할 수 있으며, 외부 부하로 인해 시스템이 받게 되는 부정적인 영향을 이중화 기능을 비활성화 함으로서 영향을 최소화하여 정밀한 제어가 가능한 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템은 작동오일을 공급하는 탱크, 상기 탱크에 연결되며, 병렬 배치된 제 1 유압 장치 및 제 2 유압 장치, 상기 제 1 유압 장치 후단에 연결되며 제 1 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 1 밸브팩, 상기 제 2 유압 장치 후단에 연결되며 제 2 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 2 밸브팩, 상기 제 1 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 1 구동부, 상기 제 2 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 2 구동부 및 상기 제 1 밸브팩과 상기 제 2 밸브팩 사이에서, 온(ON)/오프(OFF)를 통해 상기 제 1 유압 라인과 제 2 유압 라인을 연결 또는 차단하는 이중화 밸브를 포함한다.
또한, 상기 이중화 밸브가 오프(OFF)된 경우, 상기 제 1 유압 장치에 의한 제 1 구동부와 상기 제 2 유압 장치에 의한 제 2 구동부는 독립적인 유압 공급 경로를 구성할 수 있다.
상기 제 1 유압 장치가 불량인 경우, 상기 이중화 밸브는 온(ON)되고, 상기 제 1 구동부는 상기 제 2 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동될 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동부에서 높은 출력을 요구하는 경우, 상기 이중화 밸브는 온(ON)되고, 상기 제 2 구동부는 상기 제 2 밸브팩에서 추가적인 유압을 공급받을 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동부는 트랙 모터, 붐 실린더 암 실린더 및 버킷 실린더를 포함하고, 상기 제 2 구동부는 스윙 모터, 트렌칭 모터 및 암 파쇄 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이중화 밸브는 포펫 밸브, 셔틀 밸브 및 방향 제어 밸브로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 유압 장치 및 상기 제 2 유압 장치는 동일 사양일 수 있다.
또한, 상기 제 1 밸브팩 또는 상기 제 2 밸브팩의 복수의 밸브는 복수의 방향제어밸브로 구성되며, 병렬 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템은 구동 장치를 용도 및 출력 사양에 따라 분리 배치하고 각각에 공급하는 유압 소스가 필요에 따라 상대 측 구동장치에 공급될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템은 하나의 유압 발생 장치가 고장을 일으켜도 이중화 기능을 활성화함으로써 다른 유압 발생 장치를 통해 유압 소스를 공급할 수 있으며, 외부 부하로 인해 시스템이 받게 되는 부정적인 영향을 이중화 기능을 비활성화 함으로서 영향을 최소화하여 정밀한 제어가 가능하다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템의 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
다음은 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템의 회로도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템은 탱크(100), 유압 발생 장치(210, 220), 밸브팩(310, 320), 이중화 밸브(400) 및 구동부(510, 520, 530)를 포함한다.
상기 탱크(100)는 오일을 저장하는 저장소이고, 유압 시스템을 통해 각 구동부(510, 520, 530)로 공급되었던 오일이 회수되도록 리턴 장치와 연계될 수 있다. 상기 리턴 장치는 중장비 분야의 통상적인 구성을 적용할 수 있으며, 본 발명에서 상세한 설명은 생략한다.
상기 유압 발생 장치(210, 220)는 탱크(100)의 후단에서 제 1 유압 발생 장치(210)와 제 2 유압 발생 장치(220)로 분기되어 병렬 배치되며, HPU(Hydraulic Power Unit) 또는 HPP(Hydraulic Power Pack)로 명명된다. 여기서, 제 1 유압 발생 장치(210)와 제 2 유압 발생 장치(220)는 서로 동일한 사양의 유압 발생 장치를 사용해 구성한다.
상기 유압 발생 장치(210, 220)는 작동오일이 저장된 상기 탱크(100)에서 유량을 펌핑해 유압을 생성하고, 밸브팩(310, 320)에 유량을 공급함으로써 생성된 유압이 밸브팩(310, 320)을 통해 각각의 유압 라인(311, 321)으로 제공된다.
상기 밸브팩(310, 320)(valve pack)은 제 1 유압 발생 장치(210)에서 유압을 공급받는 제 1 밸브팩(310)과 제 2 유압 발생 장치(220)에서 유압을 공급받는 제 2 밸브팩(320)으로 구성된다.
여기서, 유압 발생 장치(210, 220)와 밸브팩(310, 320)의 사이 각각에는 도시하지 않았지만 체크밸브(check valve)가 설치됨으로써, 밸브팩(310, 320)으로 보내진 고압 유량이 밸브팩(310, 320)에서 유압 발생 장치(210, 220)쪽으로 가는 역방향 흐름을 차단한다.
상기 제 1 밸브팩(310)은 유압이 전달되는 제 1 유압 라인(311)과 복수의 밸브(312, 313, 314, 315, 316)를 구비한다.
제 1 유압 라인(311)은 제 1 유압 발생 장치(210)에서 공급받은 유압의 경로를 제공하며, 병렬 배치된 복수의 밸브(312, 313, 314, 315, 316)를 통하여 후단의 제 1 구동부(510) 각각에 분배된 유압을 공급한다.
상기 복수의 밸브(312, 313, 314, 315, 316)는 비례방향 제어밸브(proportional directional control valve)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 밸브(312, 313, 314, 315, 316)의 개수는 대응되는 제 1 구동부(510)의 구동 장치(actuator)의 구성에 따라 변경 가능함은 물론이다.
상기 제 2 밸브팩(320)은 유압이 전달되는 제 2 유압 라인(321)과 복수의 밸브(322, 323)를 구비한다.
제 2 유압 라인(321)은 제 2 유압 발생 장치(220)에서 공급받은 유압의 경로를 제공하며, 병렬 배치된 복수의 밸브(322, 323)를 통하여 후단의 제 2 구동부(520, 530) 각각에 분배된 유압을 공급한다.
상기 복수의 밸브(322, 323)는 비례방향 제어밸브(proportional directional control valve)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 밸브(322, 323)의 개수는 대응되는 제 2 구동부(520)의 구동 장치(actuator)의 구성에 따라 변경 가능함은 물론이다.
상기 이중화 밸브(400)는 제 1 유압 라인(311)과 제 2 유압 라인(321)을 연결 및 차단하도록 제 1 밸브팩(310)과 제 2 밸브팩(320) 사이에 설치된다. 여기서 상기 이중화 밸브(400)는 포펫밸브, 셔틀밸브와 2/3방향제어밸브를 적용하여 on/off 밸브 회로로 설계될 수 있다.
즉, 상기 이중화 밸브(400)는 사용자의 전기적 신호를 통해 온(ON) 또는 오프(OFF)될 수 있어, 제 1 유압 라인(311)과 제 2 유압 라인(321)을 연결 또는 차단하며, 연결 방향을 설정할 수 있다.
상기 구동부(510, 520, 530)는 주행을 위한 구동 장치로 트랙 모터, 스윙 모터를 사용하며, 작업을 위한 구동장치인 다목적암용 실린더나 그 외 툴용 구동장치를 선택적으로 사용하며, 각 구동 장치에 대하여 출력 사양에 따라 밸브팩(310, 320) 각각의 방향제어밸브와 연결한다. 여기서, 작업 종류에 따라 밸브팩(310, 320)의 방향제어밸브에 구동장치를 배치한 결과는 다음의 [표 1]과 같다.
Working Mode
(1) Arm (Bucket) (2) Arm (Rock crusher) (3) Trenching cutter
Valve pack 1 Motor: Track(left) Motor: Track(left) Motor: Track(left)
Motor: Track(right) Motor: Track(right) Motor: Track(right)
Cylinder: Boom Cylinder: Boom Cylinder:TrenchingBoom
Cylinder:Arm Cylinder:Arm Cylinder:Depressor
Cylinder:Bucket Cylinder:Bucket -
Valve pack 2 - Motor:Tool Motor:Tool
Motor:Swing Motor:Swing Motor:Swing
상기 구동부(510, 520, 530)는 제 1 밸브팩(310)에 연결된 제 1 구동부(510)와 제 2 밸브팩(320)에 연결된 제 2 구동부(520)와 제 3 구동부(530)로 구성된다.
상기 구동부(510, 520, 530)는 구동장치 제어를 위한 각각의 밸브팩(310, 320)과 모션과 작업이 동시에 가능하도록 출력과 목적에 따라 적절하게 배치될 수 있다.
여기서, 상세히 상기 제 1 구동부(510)는 높은 출력을 필요로 하는 것으로 가정한 트랙 모터(511, 512), 소비 유량이 낮은 붐 실린더(513), 암 실린더(514) 및 버킷 실린더(514)로 구성되어 제 1 밸브팩(310)에 연결된다.
또한, 제 2 구동부(520)는 출력이 높으며, 툴용 구동장치에 해당하는 트랜칭 모터(521)와 암 파쇄 모터(522)와 구성되어 제 2 밸브팩(320)에 연결될 수 있다.
또한, 스윙모터(530)는 주행 구동과의 독립성을 위해 제 2 밸브팩(320)에 연결되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 유압 발생 장치(210, 220)는 독립적으로 작동하는 제 1 유압 발생 장치(210)와 제 2 유압 발생 장치(220)로 이원화 되며, 각각의 유압 발생 장치(210, 220)는 유량을 펌핑해 유압을 생성한다.
상기 제 1 밸브팩(310) 및 제 2 밸브팩(320)은 제 1 유압 발생 장치(210)와 제 2 유압 발생 장치(220) 각각에서 공급된 유량을 이원화된 제 1 구동부(520)와 제 2 구동부(520)로 전달한다.
이때, 제 1 유압 발생 장치(210)와 제 2 유압 발생 장치(220) 중 하나의 유압 발생 장치가 고장 시, 이중화 밸브(400)는 제 1 유압 라인(311)과 제 2 유압 라인(321)을 연결하여, 전체 출력의 감소 하에서도 작업 중단 없이 제 1 구동부(510)와 제 2 구동부(520)가 동작할 수 있다.
또한, 제 1 구동부(510)와 제 2 구동부(520) 중 특정 구동 장치에서 높은 출력을 요구하는 경우, 이중화 밸브(400)는 제 1 유압 라인(311)과 제 2 유압 라인(321)을 연결하여, 연결된 유압 발생 장치(210 or 220) 이외에 다른 유압 발생 장치(220 or 210)에서 유압을 공급받을 수 있어, 필요에 따라 선택적으로 이중화 기능을 구현하는 것이 가능하다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템은 구동 장치를 용도 및 출력 사양에 따라 분리 배치하고 각각에 공급하는 유압 소스가 필요에 따라 상대 측 구동장치에 공급될 수 있으며, 하나의 유압 발생 장치가 고장을 일으켜도 이중화 기능을 활성화함으로써 다른 유압 발생 장치를 통해 유압 소스를 공급할 수 있으며, 외부 부하로 인해 시스템이 받게 되는 부정적인 영향을 이중화 기능을 비활성화 함으로서 영향을 최소화하여 정밀한 제어가 가능하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
[부호의 설명]
100: 탱크
210, 220: 유압 발생 장치(210, 220)
310, 320: 밸브팩
400: 이중화 밸브
510, 520, 530: 구동부

Claims (8)

  1. 작동오일을 공급하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되며, 병렬 배치된 제 1 유압 장치 및 제 2 유압 장치;
    상기 제 1 유압 장치 후단에 연결되며 제 1 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 1 밸브팩;
    상기 제 2 유압 장치 후단에 연결되며 제 2 유압 라인 및 복수의 밸브를 구비하는 제 2 밸브팩;
    상기 제 1 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 1 구동부;
    상기 제 2 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 복수의 구동 장치로 구성되는 제 2 구동부; 및
    상기 제 1 밸브팩과 상기 제 2 밸브팩 사이에서, 온(ON)/오프(OFF)를 통해 상기 제 1 유압 라인과 제 2 유압 라인을 연결 또는 차단하는 이중화 밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이중화 밸브가 오프(OFF)된 경우,
    상기 제 1 유압 장치에 의한 제 1 구동부와 상기 제 2 유압 장치에 의한 제 2 구동부는 독립적인 유압 공급 경로를 구성하는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 유압 장치가 불량인 경우, 상기 이중화 밸브는 온(ON)되고,
    상기 제 1 구동부는 상기 제 2 밸브팩을 통한 유압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 구동부에서 높은 출력을 요구하는 경우, 상기 이중화 밸브는 온(ON)되고,
    상기 제 2 구동부는 상기 제 2 밸브팩에서 추가적인 유압을 공급받는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 구동부는 트랙 모터, 붐 실린더 암 실린더 및 버킷 실린더를 포함하고,
    상기 제 2 구동부는 스윙 모터, 트렌칭 모터 및 암 파쇄 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이중화 밸브는 포펫 밸브, 셔틀 밸브 및 방향 제어 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 유압 장치 및 상기 제 2 유압 장치는 동일 사양인 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 밸브팩 또는 상기 제 2 밸브팩의 복수의 밸브는 복수의 방향제어밸브로 구성되며, 병렬 배치되는 것을 특징으로 하는 선택적 이중화 기능이 적용된 유압시스템.
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