KR100392333B1 - 크레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크레인에 관한 것으로, 수압작동형의 집시스템, 집시스템을 작동시키기 위한 하나 이상의 실린더와, 크레인하중을 나타내는 실린더내의 압력을 모니터하기 위한 장치를 가지고, 실린더측으로의 수압유체의 공급유동이 밸브의 단면적을 변화시킴으로서 제어될 수 있으며, 실린더에서 검출되는 시간에 대한 압력의 변화 또는 실린더에서 안내되는 피스턴의 시간에 대한 하중의 변화에 따라 신호가 발생되고 이 신호가 검출된 압력 또는 하중의 변화를 감소시키는 방향으로 밸브단면적을 조절하기 위한 구동장치를 작동시킨다.

Description

크레인 {CRANE}
본 발명은 유압작동형 지브(jib) 시스템, 지브시스템을 작동시키기 위한 적어도 하나의 실린더와, 크레인하중을 나타내는 실린더내의 압력을 모니터하기 위한 장치를 가지고 있으며, 실린더측으로의 유압매체의 공급량을 밸브의 단면적을 변화시킴으로서 제어할 수 있는 크레인에 관한 것이다.
하물을 이동시킬 때 일어나는 가속효과는 크레인의 구조물 또는 크레인에 실린 하물이 진동하게 되는 원인이 된다. 예를 들어, 하물을 수직방향으로 이동시킬 때, 즉 하물을 들어올리거나 내릴 때와, 이러한 운동을 중지할 때 수직방향으로의 진동이 있을 수 있다. 이러한 진동은 크레인구조물의 하중 피크(peak)를 증가시키고 하물의 운동을 제어할 수 없도록 한다.
이러한 불필요한 진동을 능동적으로 감쇠시키기 위한 통상적인 방법으로는 레귤레이션(regulation) 방법이 있는 바, 이러한 방법에서는 진동이 180° 로 이상(移相)된 동일한 진동수의 진동에 의하여 감쇠된다. 특히 이러한 방법은 포탈 크레인(portal crane)의 경우에 있어서 진동의 점진적인 생성, 예를 들어 이동되는 하물의 진자모멘트를 방지하는데 적합하다(특허문헌 DE 42 38 795 A1 참조). 그러나, 문제의 원인이 되는 조파진동의 위상과 진동수를 측정하는데 소요되는 시간이 비교적 길다. 특히 하중이 급격히 생성될 경우 이들의 위험한 초기상태에서 하중이 정확하게 감소되지 않는 문제점이 있다.
이에 대하여, 특허문헌 DE 37 19 897 A1 에서는 화물차량 또는 트럭용 적하크레인에 있어서 빈번히 일어나는 동적인 과하중이 그 문제점이 될 수 있음을 제시하고 있다. 이러한 문제점에 대해서는 크레인의 유압구동장치용 제어레바를 매우 신속히 변위시켜야 한다. 크레인 속도의 기준값과 실제값사이 또는 밸브단면적의 기준값과 실제값사이의 큰 차이는 적절한 대책이 없을 경우 밸브단면적을 갑작스럽게 변화시켜서 크레인을 급속히 가속시킨다. 따라서, 종래의 기술에 의해 제어신호를 여파하여 제어레바의 위치에 대한 정보만을 전달하여 크레인의 요구된 최종속도의 정보가 딜레이되어 밸브단면적을 변화시키기 위한 제어모터에 전달된다. 이러한 방법의 결점은 작동오류는 보정할 수 있으나 실제 동적인 조건은 고려되지 않는다는 점이다. 그러나, 이러한 조건은 제어에 따라 달라질 뿐 아니라 크레인의 구조나 하물 또한 주위환경(바람, 또는 하중의 급격한 감소나 증가 등)에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 목적은 동적인 과하중을 피하기 위하여 동시에 신속히 작용하는 실질적인 조절이 이루어지는 크레인을 제공하는데 있다.
본 발명에 따라서 이러한 목적은 실린더에서 검출되는 시간에 따른 압력의 변화 또는 실린더에서 안내되는 피스톤의 시간에 따른 하중의 변화에 따라 신호가 발생되게 하고 이 신호가 검출된 압력 또는 하중의 변화를 감소시키는 방향으로 밸브단면적을 조절하기 위한 구동장치를 작동시킬 수 있도록 함으로서 달성될 수 있다. 진동억제를 위하여 급격한 제어신호를 여파하는 종래의 장치와는 다르게 본 발명에 따른 장치의 조절방법은 동적 크레인의 하중에 대한 특정 값의 측정에 기초하며 이러한 측정은 크레인에서 직접 수행된다. 따라서, 이는 검출된 압력의 변화를 감소시키는 방향으로 밸브단면적을 조절하기 위한 구동장치를 작동시키는 신호를 발생시키기 때문에 크레인 조작자가 올바르게 크레인을 작동시키는지는 중요하지 않으며 동적 하중이 발생할 때 크레인의 운반구조물이 위험을 초래하여 뜻하지 않은 하중이동이 발생되는 가만 주의하면 된다. 이와 같이, 이 신호는 핸드레바의 위치에 의하여 결정되는 벨브단면적의 기준값과는 무관하다.
크레인에 대한 위험은 하중이 크면 클수록 커지므로 신호의 강도는 압력이 증가할수록 과비례하도록 발생시키는 것이 바람직하다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 화물 차량의 적하(積荷)용 크레인을 보인 측면도,
도 2 는 진동억제를 위한 본 발명에 따른 장치의 블록도,
도 3 은 진동억제를 위한 본 발명에 따른 장치가 없는 경우 하중시험의 결과를 보인 그래프,
도 4 는 진동억제를 위한 본 발명에 따른 장치가 구비된 경우 하중시험의 결과를 보인 그래프이다.
도 1 은 화물차량 또는 트럭용의 통상적인 적하용 크레인(1)을 보인 것이다. 이 크레인(1)은 메인 암(2)과 다중신축형 암(5)을 가지고 있으며, 다중신축형 암의 상단부에는 하물을 매달기 위한 크레인 후크(4)가 연결되어 있다. 크레인(1)의 메인 암(2)은 크레인(1)의 필러(piller)(6)에 대하여 리프트실린더(3)에 의해 회전된다.
크레인(1)의 전체하중모멘트는 리프트실린더(3)에 작용한다. 이 리프트실린더(3)는 특히 진동억제를 위한 본 발명에 따른 장치를 착설하는데 적합하다. 본 발명에 따른 장치를 수직축선을 중심으로 한 크레인 지브의 회전모멘트를 발생시키는 실린더에 배치하는 것도 가능하다.
도 2 는 실린더, 특히 상기 언급된 리프트실린더(3)에 배치된 본 발명에 따른 장치를 상세히 보이고 있다. 리프트실린더(3)는 송신기(9)와 수신기(10)로 구성된 상업적으로 입수가능한 원격제어시스템에 의하여 제어된다. 송신기(9)에서 제어레바의 작동에 의하여 발생되는 제어신호는 수신기(10)에 무선송신되고 여기에서 신호는 슬라이드밸브유니트(12)에 보내어진다. 슬라이드밸브유니트(12)는 체적제어형의 다중비례밸브이며 이 슬라이드밸브유니트(12)에 밸브단면적을 조절하기 위한 장치가 일체형으로 구성되어 있다. 이러한 종류의 슬라이드밸브유니트는 예를 들어 Danfoss사의 모델명 PVG 32의 슬라이드밸브유니트일 수 있다. 슬라이드밸브유니트(12)내에서 각 위치에 따라 압력오일라인(13)에 의하여 공급되는 압력오일이 그 양을 달리하여 리프트실린더(3)의 피스톤측(3a) 또는 피스톤 로드측(3b)으로 공급된다. 이러한 경우에 있어서, 하중유지밸브(11)가 피스톤측(3a)에 배치된다.압력감지기(7)가 피스톤측(3a)과 로드측(3b)에 배치된다. 피스톤측(3a)과 로드측(3b)에서 측정된 압력값은 피스톤과 로드의 표면적을 계산하여 인양력을 계산하는데 이용되며 계산된 인양력의 값은 차동유니트(8)에 보내어진다. 리프트실린더(3)에서 측정된 압력변화를 반영하는 시간에 따른 제 1 유도값이 피스톤측(3a)과 로드측(3b)에서 측정된 압력값에 따라 달라지는 인양력으로부터 차동유니트(8)에서 얻어진다. 차동유니트(8)는 검출된 압력변화에서 밸브단면적을 감소시키는 방향으로 조절하기 위한 구동장치를 작동시키는 출력신호를 발생시킨다.
차동유니트(8)의 출력신호에 측정된 압력값에 따라 달라지는 계수 k (p)가 곱하여지므로 신호는 압력이 높아질수록 과비례하게 된다. 이미 기본적인 정지 하중값이 높기때문에 동적인 하중으로 인하여 크레인 구조물에 위험이 있을 수 있음을 고려한 것이다.
차동유니트(8)의 출력은 슬라이드밸브유니트(12)에서의 밸브의 기준위치를 결정하고 수신기(10)로부터 전달된 신호와 중첩된다. 실제로 이러한 중첩은 슬라이드밸브유니트(12)에서 밸브의 조절속도와 크레인 지브의 가속도가 감소됨을 의미한다. 높은 레벨의 가속도는 크레인에 좋지않으므로 보정신호의 발생이 dp/dt에 대하여 낮은 값으로 억제될 수 있다.
도 3 과 도 4 는 본 발명에 따른 진동억제안전장치의 효과를 보인 것이다. 이들의 측정은 동일한 하중조건하에서 동일한 크레인에서 수행되었으며 각각 급격한 출발과 정지시에 대한 진동 특성이 측정되었다. 피스톤과 로드압력에 의한 실린더의 힘은 도 3 에서 보인 바와 같이 거의 7초 동안 상당한 진폭으로 진동한 반면에(본 발명에 따른 진동억제효과 없이), 도 4 에서 보인 진동은 동일한 시간의 반이 지나기 전에 이미 진폭이 반으로 감소 하였다(본 발명에 따른 진동억제효과를 보임).

Claims (4)

  1. 유압작동형의 지브시스템, 지브시스템을 작동시키기 위한 하나 이상의 실린더 및 크레인하중을 나타내는 실린더내의 압력을 모니터하기 위한 장치를 가지고 있으며, 실린더측으로의 유압매체의 공급량이 밸브의 단면적을 변화시킴으로서 제어될 수 있는 크레인에 있어서, 실린더에서 검출되는 시간에 따른 압력의 변화 또는 실린더에서 안내되는 피스톤의 시간에 따른 하중의 변화에 따라 신호가 발생되고 이 신호가 검출된 압력 또는 하중의 변화를 감소시키는 방향으로 밸브단면적의 조절용 구동장치를 작동시키도록 된 것을 특징으로 하는 크레인.
  2. 제 1 항에 있어서, 신호의 강도가 압력값이 높아질수록 과비례하도록 된 것을 특징으로 하는 크레인.
  3. 제 1 항에 있어서, 신호가 핸드레바의 위치에 의하여 결정되는 밸브단면적의 기준위치와 무관하도록 된 것을 특징으로 하는 크레인.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 실린더가 화물차량용 적하크레인의 메인 암용 리프트실린더로 된 것을 특징으로 하는 크레인.
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