KR100412985B1 - Control device for hoist mechanism of crane - Google Patents
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Abstract
본 발명은 길이를 변화시킬 수 있고, 끝을 올리거나 내릴 수 있는 지브; 모터, 바람직하게는 디젤엔진, 에 의해 구동되는 유압펌프와 함께 폐쇄 유압회로를 형성하는, 호이스트기구 드럼을 구동하기 위한 유압모터 및 호이스트기구 드럼용 록킹 브레이크를 가지는 크레인의 호이스트기구용 제어장치에 관한 것이다.The invention provides a jib capable of varying length and raising or lowering ends; A control apparatus for a hoist mechanism of a crane having a hydraulic motor for driving a hoist mechanism drum and a locking brake for a hoist mechanism drum, forming a closed hydraulic circuit together with a hydraulic pump driven by a motor, preferably a diesel engine. will be.
본 발명에 따르면 유압회로의 고압력 라인 내에는 비교측정부로 신호들을 공급하는 압력계가 위치되고, 호이스트기구 드럼의 모멘트를 결정하여 비교측정부로 신호들을 공급하기 위한 장치가 제공되며, 제어부의 처리부와 더불어 비교측정부는 록킹 브레이크가 풀어진 때 적재물의 원활한 지지, 감아 올림 또는 내림이 가능하도록 해당 펌핑용량의 증가 또는 감소에 의해서 유압모터에 의해 적용되어져야만 하고 호이스트기구 드럼의 모멘트에 일치하는 모멘트로 고압력 라인 내의 압력을 조절한다.According to the present invention, a pressure gauge for supplying signals to a comparison measuring unit is located in a high pressure line of the hydraulic circuit, and an apparatus for determining signals of a hoist mechanism drum and supplying signals to the comparing measuring unit is provided. The measuring part must be applied by the hydraulic motor by increasing or decreasing the pumping capacity so that the load can be smoothly supported, rolled up or lowered when the locking brake is released and the pressure in the high pressure line with a moment corresponding to the moment of the hoist mechanism drum. Adjust
Description
본 발명은 길이를 신축할 수 있고 끝을 올리거나 내릴 수 있는 지브(jib)와, 모터, 바람직하게는 디젤엔진,에 의해 구동되는 유압펌프와 함께 폐쇄 유압회로를형성하는 모터로서, 호이스트기구 드럼을 구동하기 위한 유압모터와, 호이스트기구 드럼용 록킹(locking) 브레이크와,를 가지는 크레인의 호이스트기구용 제어장치에 관한 것이다.The present invention is a motor for forming a closed hydraulic circuit together with a jib that can be stretched in length and can be raised or lowered, and a hydraulic pump driven by a motor, preferably a diesel engine. A control apparatus for a hoist mechanism of a crane having a hydraulic motor for driving the engine, a locking brake for a hoist mechanism drum, and a crane.
유압펌프와 유압모터는 둘 다 폐쇄 유압회로 내에 있으며, 예를 들면, 2 내지 20 ltr/min 에 이르는 누출이 있을 수 있다. 크레인 운전자는 적재물이 희망 속도로 지지되거나 감겨 올려지거나 내려지는 그러한 방식으로 제어레버를 항상 움직이기 때문에 호이스팅 작업을 하는 동안 이 누출은 특별히 눈에 띄지는 않으나, 크레인 운전자가 주의하지 않으면 제어에 상응하는 필연적인 누출이 항상 발생된다. 한편, 크레인 작업을 하는 동안 특정 브레이크를 해제시킨 후에 적재물의 감아 올림이나 내림을 다시 재개해야 한다. 한편, 록킹 브레이크의 해제 후 적재물의 지지, 감아 올림이나 내림의 원활한 재개는 록킹 브레이크의 해제 후 유압모터에 의해 적용되는 보유모멘트가 호이스트기구 드럼의 모멘트와 정확히 일치해야만 가능하다. 만약 적재물이 공수(air-borne)되는 동안에 일시적으로 록킹 브레이크가 활성화되면, 록킹 브레이크의 해방 후 필연적인 누출 때문에 유압회로의 고압력 라인 내의 압력은 록킹 브레이크 결합 전의 유압모터가 공수되는 적재물을 지지하는 압력에 더이상 일치하지 않게 되어 록킹 브레이크의 해제 직후 유압모터에 의해 요구되는 압력으로부터 벗어나는 유압회로의 고압력 라인 내의 현재압력으로 인해 갑작스런 움직임이 필연적으로 발생된다.Both the hydraulic pump and the hydraulic motor are in a closed hydraulic circuit, for example there may be a leak of 2 to 20 ltr / min. Since the crane operator always moves the control lever in such a way that the load is supported, rolled up or lowered at the desired speed, this leak is not particularly noticeable during hoisting operations, Inevitable leakage always occurs. On the other hand, during the crane operation, after the specific brakes are released, the loading or unloading of the load must be resumed. On the other hand, after the release of the locking brake, the support of the load, the rewinding or the smooth resumption of the lowering is possible only when the holding moment applied by the hydraulic motor after the release of the locking brake coincides with the moment of the hoist mechanism drum. If the locking brake is temporarily activated while the load is air-borne, the pressure in the high pressure line of the hydraulic circuit due to the inevitable leakage after the release of the locking brake is the pressure supporting the load to which the hydraulic motor before the locking brake is airlifted. Sudden movement is inevitable due to the current pressure in the high pressure line of the hydraulic circuit which is no longer in agreement and deviates from the pressure required by the hydraulic motor immediately after releasing the locking brake.
본 발명의 목적은 록킹 브레이크의 해제 후 공수되는 적재물의 원활한 지지, 감아 올림이나 내림을 허용하는 상기 언급된 타입의 제어장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a control device of the above-mentioned type which allows for the smooth support, rolling up or unloading of a load delivered after release of the locking brake.
이 목적은 일반적인 형태의 제어장치를 대신하여 본 발명에 따라서 해결되며, 본 발명의 제어장치는 유압회로의 고압력 라인 내에 비교측정부로 시그날을 공급하는 압력계를 위치시키고, 호이스트기구 드럼의 모멘트를 결정하기 위한 장치는 비교측정부로 공급되는 시그날을 제공하며, 처리부와 더불어 비교측정부는 록킹 브레이크가 해제된 때 적재물의 원활한 지지, 감아 올림이나 내림이 가능하도록 펌핑용량을 대응되게 증가 또는 감소시키므로서 호이스트기구 드럼의 모멘트에 일치하며 유압모터에 의해 적용되어져야만 하는 모멘트로 고압력 라인의 압력을 조절한다.This object is solved according to the invention in place of a control device of the general type, which controls the positioning of a pressure gauge for supplying a signal to a comparator in a high pressure line of a hydraulic circuit and determining the moment of the hoist mechanism drum. The apparatus for providing a signal supplied to the comparison measuring section, together with the processing section, the comparative measuring section correspondingly increases or decreases the pumping capacity so that the load can be smoothly supported, rolled up or lowered when the locking brake is released. The moment that is coincident with the moment and must be applied by the hydraulic motor controls the pressure of the high pressure line.
이것이 의미하는 바는, 본 발명에 따른 제어장치 내에서, 유압회로의 고압력 라인 내의 압력이 계속 측정되고, 고압력 라인 내에 위치된 압력계의 시그날은 호이스트기구 드럼의 모멘트와 비교되며, 예를 들면 컴퓨터로 구성된 처리부는 록킹 브레이크의 해제 후에 호이스팅 작업이 원활하게 재개될 수 있도록 상기 모터 모멘트에 비례하는 고압력 라인내의 압력을 록킹 브레이크 해방 전의 호이스트기구 윈치(winch) 모멘트에 맞게 조절하도록 되어 있다.This means that in the control device according to the invention, the pressure in the high pressure line of the hydraulic circuit is continuously measured and the signal of the pressure gauge located in the high pressure line is compared with the moment of the hoist mechanism drum, for example by computer The configured processing unit is adapted to adjust the pressure in the high pressure line proportional to the motor moment to the hoist mechanism winch moment before releasing the locking brake so that the hoisting operation can be smoothly resumed after releasing the locking brake.
록킹 브레이크의 해제 후 공수되는 적재물에 관한 운전재개의 필요조건은 적재물이 공수될 때 록킹 브레이크가 맞물리는 경우뿐 아니라, 예를 들면, 록킹 브레이크가 맞물린 후 지면에 놓인 적재물이 지브의 기복운동에 의해 들려지는 경우와 브레이크가 해제된 직후의 경우에도 존재해 있다.The requirement for resumption of operation concerning loads delivered after release of the locking brakes is not only when the locking brakes engage when the loads are airlifted, but, for example, the load placed on the ground after the locking brakes are engaged by the ups and downs of the jib. It is also present when heard and immediately after the brake is released.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 러핑 램(luffing ram) 내의 유압유의 압력과 러핑 각도와 지브의 길이를 측정하여 호이스트기구 드럼의 모멘트를 결정하도록되어 있다. 해당 측정값들은 과부하를 방지하기 위해 컴퓨터 처리를 해야하므로 일반적으로 크레인의 중앙처리장치(the central processing unit)에 주어진다. 이들 값들로부터 유압회로의 고압력 라인내에 설정된 압력은 록킹 브레이크의 해제 후 적재물의 지지, 감아 올림 또는 내림의 원활한 재개를 가능하게 하기 위해 충분한 정확도로서 결정될 수 있다.One preferred embodiment of the present invention is to determine the moment of the hoist mechanism drum by measuring the pressure of the hydraulic oil in the luffing ram, the luffing angle and the length of the jib. These measurements are usually given to the central processing unit of the crane as they must be computerized to prevent overload. From these values the pressure set in the high pressure line of the hydraulic circuit can be determined with sufficient accuracy to enable smooth resumption of the support, rewind or lower the load after the release of the locking brake.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 지브의 유효길이를 결정하기 위하여 지브의 처짐이 또한 고려된다. 지브의 처짐을 측정하기 위하여, 수직각도(vertical angle) 측정장치가 지브의 하부와 외부영역에 위치될 수 있다. 지브의 처짐은 측정된 지브의 러핑 각도(luffing angle)와 지브의 해당부분의 수직방향에 대한 각을 나타내는 수직각도 측정장치의 값으로부터 매우 정확하게 결정될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the deflection of the jib is also considered to determine the effective length of the jib. In order to measure the deflection of the jib, a vertical angle measuring device can be located at the bottom and outside of the jib. The deflection of the jib can be determined very accurately from the value of the vertical angle measuring device which indicates the measured luffing angle of the jib and the angle with respect to the vertical direction of the corresponding part of the jib.
본 발명의 다른 실시예에 의하면 지브의 처짐은 측정된 러핑 램 내의 유압유의 압력과, 측정된 러핑 각도와 지브의 직선 하중(linear load)으로부터 또한 결정될 수 있다. 한편, 이 목적을 위하여 표준컴퓨터에 의해 수행될 수 있는 반복법 (iteration methods)이 필연적일 수도 있다.According to another embodiment of the invention the deflection of the jib can also be determined from the measured pressure of the hydraulic oil in the roughing ram, the measured roughing angle and the linear load of the jib. On the other hand, iteration methods may be necessary for this purpose, which may be performed by a standard computer.
가능한 한 정확하게 호이스트기구 드럼의 모멘트를 결정하기 위하여, 호이스트 로프가 풀려있는 상태에 관련된 감긴 위치에 의존하여 결정되는 유효 드럼반경을 알아야만 한다. 그러므로 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 호이스트 로프의 현재 감김위치를 결정하기 위하여 호이스트기구 드럼에 계수기(counter)나 또는 증분변환기(incremental transducer)가 설치되어 있다. 또한, 상기 증분변환기의 값들은 현재의 윈치 모멘트를 결정하기 위하여 처리부(processing unit)로 계속 입력된다.In order to determine the moment of the hoist mechanism drum as accurately as possible, it is necessary to know the effective drum radius, which is determined depending on the wound position relative to the loose state of the hoist rope. Therefore, according to another embodiment of the present invention, a counter or incremental transducer is installed on the hoist mechanism drum to determine the current winding position of the hoist rope. In addition, the values of the incremental converter are continuously input to the processing unit to determine the current winch moment.
유압펌프와 유압모터는 폐쇄 유체정력학의 구동계를 형성할 수 있다. 이 유체정력학의 구동계에 있어서, 펌프와 모터는 축형 피스톤펌프(axial piston pump)와 경사축(oblique axle)이나 경사판(oblique disk) 형의 축형 실린더모터(axial cylinder motor)로 적절하게 이루어져 있다.The hydraulic pump and the hydraulic motor can form a closed hydrostatic drive system. In this hydrostatic drive system, the pump and motor are suitably composed of an axial piston pump and an axial cylinder motor in the form of an oblique axle or oblique disk.
본 발명의 실시예는 호이스트기구 드럼의 구동을 개략적으로 나타낸 첨부도면에 상세히 나타나 있다.Embodiments of the invention are shown in detail in the accompanying drawings, which schematically illustrate the drive of a hoist mechanism drum.
예를 들면, 신축 가능한 지브를 가진 크레인 차량의 상부구조 상에 지지된 호이스트기구 드럼(1)은, 예컨대 경사축이나 경사판 형의 축형 피스톤모터와 같은 제어 가능한 유압모터(2)에 의해 구동된다. 유압모터의 구동축(3)은 호이스트기구 드럼의 축과 연결되어 있고, 유압모터의 구동축에 제공되어 있는 브레이크 풀리(4)에 의하여 호이스트기구 드럼(1)이 제륜(制輪)될 수 있다. 또한, 유압모터(2)는 경사축 또는 경사판 형의 축형 피스톤펌프로 이루어질 수 있는 유압펌프(5)와 연결되어 있기 때문에 유압모터(2)와 유압펌프(5)는 폐쇄 유압회로를 형성한다. 유압회로의 고압력 라인(6)에는 압력계(8)가 위치되며 압력계의 신호들은 시그날 라인(9)을 통해 이들 신호값을 모니터하는 전자제어부(10)에 계속 공급된다.For example, the hoist mechanism drum 1 supported on the superstructure of a crane vehicle having a telescopic jib is driven by a controllable hydraulic motor 2 such as an axial piston motor of an inclined shaft or inclined plate type. The drive shaft 3 of the hydraulic motor is connected to the shaft of the hoist mechanism drum, and the hoist mechanism drum 1 can be driven by the brake pulley 4 provided on the drive shaft of the hydraulic motor. In addition, since the hydraulic motor 2 is connected to the hydraulic pump 5 which may be constituted by the axial piston pump of the inclined shaft or the inclined plate type, the hydraulic motor 2 and the hydraulic pump 5 form a closed hydraulic circuit. A pressure gauge 8 is located in the high pressure line 6 of the hydraulic circuit and the signals of the pressure gauge are continuously supplied to the electronic control unit 10 which monitors these signal values via the signal line 9.
유압펌프는 디젤엔진(11)에 의해 구동된다.The hydraulic pump is driven by the diesel engine 11.
호이스트기구 드럼(1)의 축에는 증분변환기(12)가 제공되어 있으며, 증분변환기의 신호들은 시그날 라인(13)을 통해 중앙제어부(10)로 계속 공급되기 때문에 호이스트기구 로프(14)가 현재 풀려지거나 감겨지는 상태에 관련한 호이스트기구드럼의 호이스트 로프 위치를 보고하는 신호들이 해당 계수기를 통해 방출된다.The shaft of the hoist mechanism drum 1 is provided with an increment converter 12, and since the signals of the increment converter continue to be supplied to the central control unit 10 via the signal line 13, the hoist mechanism rope 14 is currently loosened. Signals reporting the hoist rope position of the hoist mechanism drum relative to the state of being built or wound are emitted through the counter.
유압펌프(5)와 유압모터(2)에는 최대흡수 체적과 0의 체적 사이에서 유압펌프와 유압모터를 조절할 수 있는 체적조절 레버가 제공된다. 체적조절 레버의 제동은 구동부(15, 16)을 통해 중앙제어부(10)에 의해 수행된다.The hydraulic pump 5 and the hydraulic motor 2 are provided with a volume control lever capable of adjusting the hydraulic pump and the hydraulic motor between the maximum absorption volume and zero volume. Braking of the volume control lever is performed by the central controller 10 via the drives 15, 16.
중앙제어부(10)는 과부하방지장치에 연결되며, 상기 과부하방지장치는 하중상태를 검출하는 시그날 라인(21)을 통하여 센서들로부터 신호를 수신하는 장치 (20)로 구성되어 있다. 이들은 예를 들면 러핑 램 내의 유압유의 압력과, 러핑 각도와 지브의 길이와 지브의 처짐을 탐지하는 측정요소들이다. 하중상태는 측정요소에 의해 발생된 신호들로부터 계산될 수 있을 뿐만 아니라, 이들 측정요소는 호이스트기구 드럼의 모멘트를 결정함에 도움이 된다.The central control unit 10 is connected to the overload protection device, which is composed of a device 20 for receiving a signal from the sensors through a signal line 21 for detecting a load state. These are for example measurement elements for detecting the pressure of the hydraulic oil in the roughing ram, the roughing angle, the length of the jib and the deflection of the jib. Load conditions can be calculated from the signals generated by the measuring elements, as well as these measuring elements help to determine the moment of the hoist instrument drum.
록킹 브레이크(4)의 결합 후 크레인 작업을 하는 동안 고압력 라인(6) 내의 압력이 중앙제어부(10)를 통해 현재의 하중상태로부터 발생되는 호이스트기구 드럼의 보유모멘트와 일치하는 모멘트를 발생시키는 유압모터(2)의 압력으로 조절되었을 때 록킹 브레이크는 다시 해제된다. 이 현재의 하중상태는 상술한 방식으로 결정되며, 이 결정된 값은 중앙제어부(10) 내에서 하중 작업의 원활한 재개를 위하여 요구되는 록킹 브레이크가 해제되기 전의 모터 모멘트와 일치하는 고압력 라인(6) 내의 압력과 비교된다.During the crane operation after the locking brake 4 is engaged, the hydraulic motor in which the pressure in the high pressure line 6 generates a moment that matches the holding moment of the hoist mechanism drum generated from the current load state through the central control unit 10. When adjusted to the pressure in (2), the locking brake is released again. This current load state is determined in the manner described above, and this determined value in the high pressure line 6 coincides with the motor moment before the locking brake required for smooth restart of the load operation in the central control unit 10 is released. Compared with pressure.
제 1도는 본 발명에 따른 호이스트기구 드럼의 구동의 일례를 개략적으로 나타낸 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing an example of driving of a hoist mechanism drum according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 --- 호이스트기구 드럼, 2 --- 유압모터,1 --- hoist mechanism drum, 2 --- hydraulic motor,
3 --- 구동축, 4 --- 브레이크 풀리,3 --- drive shaft, 4 --- brake pulley,
5 --- 유압펌프, 6 --- 고압력 라인,5 --- hydraulic pump, 6 --- high pressure line,
8 --- 압력계, 9 --- 시그날 라인,8 --- pressure gauge, 9 --- signal line,
10 --- 중앙제어부, 11 --- 디젤엔진,10 --- central control unit, 11 --- diesel engine,
12 --- 증분변환기, 13 --- 시그날 라인,12 --- incremental transducers, 13 --- signal lines,
14 --- 호이스트기구 로프, 15, 16 --- 구동부,14 --- hoist mechanism rope, 15, 16 --- drive,
21 --- 시그날 라인.21 --- signal line.
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