KR101512552B1 - 횡방향력 저감 지지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동형 리프트기, 특히, 차량용 크레인을 위한 지지 장치에 관한 것으로서, 이 지지 장치는, 차량 섀시(1)에 결합된 캐리어 지지대(2); 캐리어 지지대(2)에 결합되고, 캐리어 지지대(2)에 대하여 이동할 수 있는 피스톤 로드(3); 및 피스톤 로드(3)에 결합된 지지 디스크(4)를 포함하고, 이 지지 장치는, 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)에 수직으로 향하는, 캐리어 지지대(2)에 대한 지지 디스크(4)의 이동을 허용하도록 구성된다.

Description

횡방향력 저감 지지 장치{TRANSVERSE FORCE-REDUCING SUPPORT DEVICE}
본 발명은, 이동형 리프트기(mobile lifting machine), 구체적으로, 차량용 크레인 등의 작동 과정에서 이동형 리프트기를 지지하도록 사용되는 지지 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 또한, 이동형 리프트기, 구체적으로 적어도 하나의 이러한 지지 장치를 포함하는 차량용 크레인에 관한 것이다.
최근의 이동형 크레인들은 갈수록 더욱 무거운 하중을 더욱 높은 곳으로 들어 올리는 데 사용되고 있다. 마찬가지로, 물류 비용을 저감하도록 고유 무게가 가능한 한 덜 나가는 효율적인 이동형 크레인을 사용하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 구체적인 목적은, 허용가능한 축 하중을 초과하지 않고서 가능한 한 적은 축들 상에 가능한 한 높은 베어링 하중을 나타내는 이동형 크레인을 제공하는 것이다. 이는 한편으로는 이동하는 동안 이동형 크레인의 조종성에 대한 유리한 효과 및 다른 한편으로는 이동형 크레인의 전체 비용의 저감에 대한 효과를 갖는다. 전술한 목적은, 예를 들어, 작동 중에 지지 장치들에 의해 지지되는 가동형(movable) 작업 플랫폼 또는 유압식 구조 차량 등의 다른 이동형 리프트기에 적용될 수 있거나 이러한 다른 이동형 리프트기에 변경 적용되지 않을 수도 있다.
이러한 지지 장치들은, 차량 섀시로부터 연장되거나 피봇팅될 수 있는 캐리어 지지대, 및 차량 섀시로부터 멀어지는 캐리어 지지대의 단부 영역에 배치되고, 유압식 실린더와 유압식 실린더로부터 연장될 수 있는 피스톤 로드를 포함하는 지지 실린더로 대략 이루어진다. 리프트기를 지지하기 위해, 피스톤 로드는 캐리어 지지대로부터 연장되며, 이때, 복수의 지지 장치를 포함하는 리프트기는 최종적으로 캐리어 지지대와 함께 들어 올려진다. 설계로 인해, 캐리어 지지대는 지지 실린더에 의한 힘 인가에 의해 지지 과정 중 변형된다. 그 결과, 캐리어 지지대의 외측 단부에서 처짐이 발생하여 횡방향력(transverse force)을 생성하고, 이 횡방향력으로 인해 피스톤 로드가 변형된다. 횡방향력은, 피스톤 로드에 의해 추가 하중으로서 수용되어야 하며, 이 추가 하중은 피스톤 로드의 설계시 피스톤 로드에 의해 수용되어야 하며 고려해야 하는 계산되는 전체 힘을 증가시킨다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 단점들을 극복하는 목적에 기초한다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 지지 장치의 고유 하중을 저감하고 이에 따라 리프트기 및/또는 차량 크레인의 고유 하중을 전체적으로 저감하는 것이다.
이 목적은 특허 독립 청구항들인 제1항 및 제10항의 청구 대상에 의해 달성되며, 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 정의한다.
본 발명에 따른 지지 장치는, 차량 섀시에 결합된 캐리어 지지대; 캐리어 지지대에 결합되고, 캐리어 지지대에 대하여 이동할 수 있는 피스톤 로드; 및 피스톤 로드에 결합된 지지 디스크를 포함하고, 지지 장치는, 피스톤 로드의 길이 방향 축에 수직으로 향하는, 캐리어 지지대에 대한 지지 디스크의 운동을 허용하도록 구성된다.
다시 말하면, 지지 디스크에는, 지지하는 동안 피스톤 로드의 길이 방향 축에 수직으로 캐리어 지지대에 대하여 운동 및/또는 정렬되는 옵션이 주어진다. 크레인이 그라운드 상에서 지지되면, 피스톤 로드의 길이 방향 축이 이 경우 대략 수직으로 연장되므로, 이러한 이동은 대략 수평면 또는 수평 방향으로 각각 수행된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따른 지지 장치는, 지지 실린더에 의해 캐리어 지지대에 인가되는 힘으로 인해 야기되며 결국 피스톤 로드에 작용하는 횡방향력을 야기하는 캐리어 지지대의 변형을 보상하는, 일종의 느슨한 베어링을 형성한다. 피스톤 로드에 작용하는 횡방향력을 제거함으로써, 피스톤 로드를 더욱 작은 치수로 할 수 있으며, 여기서, 피스톤 로드는 더욱 가볍고, 이는 지지 장치의 전체 중량 및 이에 따라 리프트기의 전체 중량에 긍정적인 효과를 갖는다. 이는, 마찬가지로, 임의의 지지 압력 인디케이터에서 발생하는 횡방향력의 왜곡 효과를 방지하며, 지지력을 실제로 가리키는 정확성을 개선한다. 지지 압력 인디케이터의 도움으로, 크레인이 적절히 지지되고 있는지 여부를 확인할 수 있고, 여기서, 지지력은 유압식으로 작동하는 지지 실린더를 위한 유압유의 압력으로부터 추정되고, 마찬가지로, 지지력의 일부가 지지 실린더를 위한 가이드를 통해 마찰력으로서 소산될 수 있기 때문에, 가리키는 실제 지지력을 언급된 횡방향력이 왜곡할 수 있으므로, 횡방향력도 고려해야 한다.
이어서, 지지 실린더의 길이 방향 축에 수직으로 향하는 지지 디스크의 운동은 회전 성분 및/또는 병진 성분을 포함할 수 있다. 중요한 것은, 지지 실린더에 작용하는 횡방향력을 방지하거나 적어도 저감하도록 캐리어 지지대에 대한 소정의 자유도가 지지 디스크에 주어진다는 점이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지 디스크는, 지지 장치가 사용되지 않는 경우 베이스 위치로 자동 이동한다. 다시 말하면, 지지 디스크는, 지지 과정 중에, 즉, 캐리어 지지의 탄성 변형이 시작되자마자 지지 디스크의 베이스 위치로부터 벗어나 이동하도록, 지지 프로시저 전에 항상 동일한 베이스 위치에 위치한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 캐리어 지지대에 대한 지지 디스크의 운동은, 피스톤 로드와 유압식 실린더나 캐리어 지지대 간의 각각의 결합에 의해 또는 지지 디스크와 피스톤 로드 간의 결합에 의해 또는 이러한 두 개의 결합의 조합에 의해 가능해진다. 따라서, 지지 실린더에 대한 지지 디스크의 운동을 가능하게 하는 것은, 바로 지지 장치의 개별적인 부품들 간의 결합 및/또는 인터페이스이다. 그러나, 원칙적으로, 부품들 자체, 예를 들어, 지지 디스크 또는 지지 실린더에 대한 인터페이스 및/또는 결합을 벗어나 전술한 바와 같이 지지 디스크를 캐리어 지지대에 대하여 개별적으로 또는 함께 이동시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 마찬가지로 고려할 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 지지 디스크와 지지 실린더 간의 결합은, 지지 실린더에 대한 지지 디스크의 회전 운동을 가능하게 하며, 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 이러한 회전 운동만이 허용된다. 이러한 방식으로, 지지 디스크는 피스톤 로드에 작용하는 횡방향력을 야기하지 않고 평평하지 않은 그라운드에 적응할 수 있다. 지지 디스크와 피스톤 로드 간의 결합으로서 구형 베어링이 특히 바람직하다.
바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 피스톤 로드는 유압식으로 운동 및/또는 조작된다. 이를 위해 유압식 실린더가 캐리어 지지대에 제공될 수 있으며, 여기서, 피스톤 로드는 피스톤으로서 유도되고, 실린더 공간 내로 도입된 작동액에 의해 연장되거나 실린더 공간으로부터 방출되는 작동액에 의해 각각 회수된다. 그러나, 피스톤 로드는, 실린더 내에 유도 및 밀봉 기능을 취하며 피스톤 로드에 결합되는 별도의 피스톤을 포함할 수도 있다.
바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 피스톤 로드와 유압식 실린더나 캐리어 지지대 간의 각각의 결합은, 피스톤 로드가 유압식 실린더 내에서 자신의 중심 길이 방향 축 주위로 회전할 수 있게 한다. 이 기능은 원형 단면을 나타내는 유압식 실린더 피스톤 로드 쌍에 의해 매우 양호하게 수행될 수 있다. 이어서, 피스톤 로드 및/또는 이 피스톤 로드의 피스톤은 캐리어 지지대의 유압식 실린더 내에서 회전할 수 있으며, 이는 더 후술되는 중요한 장점을 가능하게 한다.
바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 구형 베어링은 피스톤 로드의 길이 방향 축을 따라 돌출부에서 그 피스톤 로드의 길이 방향 축으로부터 이격되어 있다. 다시 말하면, 구형 베어링은 피스톤 로드의 중심 길이 방향 축에 대하여 편심 배치된다.
구형 베어링의 편심 배치는, 피스톤 로드의 중심 길이 방향 축 주위로의 피스톤 로드의 회전 자유도와 함께, 피스톤 로드의 길이 방향 축에 수직하는 구형 베어링의 이동을 가능하게 한다. 따라서, 구형 베어링에 의해 피스톤 로드에 결합된 지지 디스크도 이러한 운동을 추종할 수 있고 이에 따라 피스톤 로드의 길이 방향 축에 수직하는 자유도를 얻는다. 따라서, 이러한 식으로 구성된 지지 장치는, 캐리어 지지대의 부하 유도 변형을 보상하며 이에 따라 피스톤 로드에 작용하는 관련된 횡방향력을 방지하는 느슨한 베어링의 기능을 취한다.
바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 피스톤 로드는 피스톤 로드의 길이 방향 축 주위로 회전 가능하게 고정되도록 피스톤에 연결되고, 피스톤의 베이스는, 특히, 피스톤을 둘러싸는 유압식 실린더의 베이스의 영역에서의 대응하는 돌출부가 내부로 이동할 수 있는 캐비티를 포함하며, 캐비티와 돌출부는 돌출부가 캐비티 내로 이동하도록 구성되고, 이는 피스톤 로드가 피스톤 로드의 길이 방향 축 주위로 회전하여 베이스 위치로 이동하게 한다. 피스톤 로드가 캐리어 지지대의 유압식 실린더 내에 피스톤을 포함하지 않거나 피스톤 로드 자체가 밀봉 및 유도 기능을 취하면, 피스톤 로드는 피스톤 대신에 이러한 캐비티 자체를 포함할 수 있다. 이 구성은 지지 디스크를 베이스 위치로 자동 리셋하는 기능을 제공한다. 그러나, 리셋 기능을 취하는 다른 소자들, 예를 들어, 지지 디스크가 베이스 위치를 벗어나 이동하는 경우 팽팽해지고 해제되는 경우 지지 디스크를 지지 디스크의 베이스 위치로 다시 복귀시키는 하나 이상의 스프링 소자를 제공하는 것을 마찬가지로 고려할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태는, 이동형 리프트기, 특히, 차량용 크레인에 관한 것으로서, 지지 장치들의 각 쌍에 대하여 전술한 바와 같은, 적어도 하나 바람직하게는 정확하게 하나의 지지 장치를 포함하고, 여기서, 지지 장치들은 리프트기의 양측에 서로 대향하여 쌍으로 배치된다. 차량 크레인의 양측의 정면 영역과 후면 영역에 쌍으로 배치된 4개의 지지 장치를 포함하는 차량 크레인에서, 본 발명에 따른 하나의 "느슨한 베어링" 지지 장치는 지지 장치들의 각 쌍마다 제공되는 한편 두 개의 쌍의 각각의 나머지 지지 장치는 고정된 베어링의 기능을 취하는 종래의 지지 장치인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예를 첨부 도면에 기초하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명은 여기서 설명하는 특징들 중 임의의 것을 개별적으로 및 임의의 편리한 조합으로 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는, 비하중 상태와 하중 상태에 있는 종래의 지지 장치, 및 종래의 구형 베어링을 도시하는 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 하중 상태에 있는 지지 장치를 도시하는 도면.
도 2b는 본 발명에 따라 피스톤 로드와 유압식 실린더 또는 캐리어 지지대 간의 결합을 각각 도시하는 도면.
도 2c는 본 발명에 따라 지지 디스크와 피스톤 로드 간의 결합을 도시하는 도면.
도 1a는, 지지 장치의 캐리어 지지대(2)가 연장된 차량 크레인의 차량 섀시를 도시한다. 캐리어 지지대(2)의 유압식 실린더(5)로부터 하향으로 수직 연장될 수 있으며 차량 섀시(1)로부터 멀어지는 캐리어 지지대(2)의 단부에 위치하는 피스톤 로드(3)도 도시되어 있다. 피스톤 로드(3)의 하단부는 구형 베어링(6)을 통해 지지 디스크(4)에 연결되고, 구형 베어링(6)에 의해 피스톤 로드(3)에 대한 지지 디스크(4)의 회전 자유도가 가능해진다. 피스톤 로드(3)는 캐리어 지지대(2)의 유압식 실린더(5)에 장착된다.
여기서, 피스톤 로드(3)과 지지 디스크(4)와 결합은 구형 베어링(6)에 의한 결합으로 제1 결합이라 하고, 캐리어 지지대(2)와 피스톤 로드(3)와의 결합을 유압식 실린더(5)에 의한 결합으로 제2 결합이라 한다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 피스톤 로드(3)를 연장함으로써 캐리어 지지대(2) 및 최종적으로 차량 섀시(1)도 들어 올려지며, 여기서 발생하는 무게 중력이 캐리어 지지대(2)를 변형한다. 지지 디스크(4)는 그라운드 상에서의 자신의 위치에서 유지되므로, 발생하는 횡방향력으로 인해 피스톤 로드(3)가 변형된다. 그 결과, 발생하는 횡방향력이 수용될 수 있는 치수를 피스톤 로드(3)가 가져야 하며, 여기서, 실제 지지력을 가리키는 정확도에 끼치는 횡방향력의 소정의 효과를 방지할 수 없다.
도 1c는 피스톤 로드(3)의 하부 영역에 배치된 종래의 구형 베어링의 구형 캡을 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 하중 상태에 있는 지지 장치를 도시한다. 피스톤 로드(3)에 고정된 구형 베어링(6)은 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)에 대하여 편심적으로 배치되고, 지지 디스크(4)에 의해 피스톤 로드(3) 상으로 전달되는 횡방향력에 의해 피스톤 로드(3)가 회전 운동하게 된다. 일단 지지 과정 중에 지지 디스크(4)가 그라운드와 접하게 되면, 캐리어 지지대(2)는 캐리어 지지대의 간격 내에서 크레인을 향하여 들어 올려지기 시작한다. 본 발명에 따르면, 횡방향력을 인가함으로써 피스톤 로드(3)가 돌아가고, 여기서 편심 구형 베어링은 정지 상태의 지지 디스크(4) 상에 유지되며, 지지 디스크(4)의 대응하는 리셉터클 내에서 회전 운동을 완료할 뿐이며, 여기서, 피스톤 로드(3)는 지지 디스크(4)로부터 볼 때 원형 궤적 상에서 움직이게 된다. 따라서, 피스톤 로드(3)는, 캐리어 지지대(2)의 유압식 실린더(5) 내에서 돌아감으로써, 캐리어 지지대(2)의 탄성 변형으로 인해 야기되는 측면 오프셋을 균등하게 할 수 있고, 이에 따라 피스톤 로드(3)가 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 2b는 본 발명에 따른 피스톤 로드(3)와 캐리어 지지대(2) 간의 제2 결합을 도시하며, 이는 피스톤 로드(3)가 회수되는 경우 피스톤 로드(3)의 베이스 위치로의 자동 리셋 이동을 생성한다. 이를 위해, 피스톤 로드(3)의 상단부에 배치된 피스톤(8)은, 피스톤(8)이 캐리어 지지대(2)의 유압식 실린더(5) 내에서 피스톤 로드(3)와 함께 돌아가도록 유압식 실린더(5)의 상측 베이스 상의 돌출부(10)가 내부로 이동할 수 있는 캐비티(9)를 포함한다.
도 2c는 지지 디스크(4; 도시하지 않음)와 피스톤 로드(3) 간의 제1 결합을 도시하며, 여기서는, 상측 결합부(7), 즉, 구형 조인트의 구형 캡(7)만이 도시되어 있다. 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)에 대한 구형 조인트의 편심성도 볼 수 있으며, 이는, 캐리어 지지대(2)의 유압식 실린더(5) 내에서의 지지 실린더(3) 또는 피스톤(8)의 각각의 회전 자유도와 함께, 캐리어 지지대(2)에 대한 지지 디스크(4)의 운동을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 지지 장치를 사용하는 지지 과정은 다음과 같은 순서로 진행된다. 이동형 크레인은 그 크레인의 휠 상에서 초기에 정지하고 있으며, 여기서, 피스톤 로드(3)는 유압식 실린더(5) 내로 회수되며 지지 디스크(4)는 피스톤 로드(3) 상의 구형 조인트를 통해 일시 정지(suspend)되어 있다. 구형 조인트들은 초기에 각자의 베이스 위치에 배치되어 있다. 피스톤 로드(3)는 지지 디스크(4)가 그라운드와 접할 때까지 연장되며, 피스톤 로드(3)가 더 연장되자마자 캐리어 지지대(2)가 들어 올려지며, 이는 지지 디스크(4)와 피스톤 로드(3) 간에 측면 오프셋을 생성한다. 따라서, 생성된 횡방향력으로 인해, 피스톤 로드(3)가 유압식 실린더(5) 내에서 돌아가게 되며, 이 효과는 크레인의 휠들이 그라운드로부터 떨어질 때까지 증가된다.
대응하는 착지 과정은 반대 순서로 진행된다. 이동형 크레인은 캐리어 지지대(2) 상에 정지하고 있으며, 여기서, 휠들은 그라운드와 접하고 있지 않다. 피스톤 로드(3) 상의 구형 조인트는 각자의 회전된 위치에 위치하고 있으며, 이는 피스톤 로드(3) 상의 횡방향력을 방지한다. 피스톤 로드(3)가 회수되면, 캐리어 지지대(2)는, 캐리어 지지대(2)의 약화되는 탄성 변형으로 인해 휠들이 그라운드와 접하자마자 외단부에서 하강되며, 여기서, 지지 디스크(4)와 피스톤 로드(3) 간의 측면 오프셋이 생성된다. 따라서, 횡방향력에 의해 피스톤 로드(3)가 역회전하게 된다. 피스톤 로드들(3)이 서로 인접할 때까지 더 회수되면, 피스톤 로드들은, 피스톤의 베이스에 있는 캐비티(9) 및 실린더의 베이스에 있는 돌출부(10)에 의해 구형 조인트들(7) 및 지지 디스크들(4)과 함께 역회전하여 각자의 베이스 위치로 이동하게 된다.

Claims (10)

  1. 이동형 리프트기(mobile lifting machine)를 위한 지지 장치로서,
    차량 섀시(1)에 결합된 캐리어 지지대(2);
    상기 캐리어 지지대(2)에 결합되고, 상기 캐리어 지지대(2)에 대하여 이동할 수 있는 피스톤 로드(3); 및
    상기 피스톤 로드(3)에 결합된 지지 디스크(4)를 포함하고,
    상기 지지 장치는, 상기 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)에 수직으로 향하는, 상기 캐리어 지지대(2)에 대한 상기 지지 디스크(4)의 운동을 허용하도록 구성되며,
    상기 지지 디스크(4)와 상기 피스톤 로드(3) 간의 제1 결합은 구형 베어링(6)을 포함하고,
    상기 구형 베어링(6)은 상기 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)을 따른 돌출부에서 상기 피스톤 로드(3)의 길이 방향 축(L)에 대하여 편심되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 디스크(4)는 상기 지지 장치가 사용되고 있지 않는 경우 베이스 위치로 자동 이동하는 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 로드(3)와 상기 캐리어 지지대(2) 간의 제2 결합 및 상기 지지 디스크(4)와 상기 피스톤 로드(3) 간의 제1 결합, 또는 상기 제1 결합과 상기 제2 결합의 조합은 상기 지지 디스크(4)의 운동을 허용하는 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 디스크(4)와 상기 피스톤 로드(3) 간의 제1 결합은, 상기 피스톤 로드(3)에 대한 상기 지지 디스크(4)의 회전 운동을 허용하는 횡방향력 지지 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 로드(3)는 상기 피스톤 로드(3)에 결합된 피스톤(8)에 의해 유압식으로 이동하는 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 로드(3)와 상기 캐리어 지지대(2) 간의 제2 결합은 상기 피스톤 로드(3)가 상기 피스톤 로드의 중심 길이 방향 축(L) 주위로 회전할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 피스톤 로드(3)는 상기 피스톤 로드의 길이 방향 축(L) 주위로 회전 가능하게 고정되도록 상기 피스톤(8)에 연결되고,
    상기 피스톤(8)의 베이스는, 상기 피스톤(8)을 둘러싸는 실린더의 베이스의 영역에서의 대응하는 돌출부(10)가 내부로 이동할 수 있는 캐비티(9)를 포함하고,
    상기 캐비티(9)와 상기 돌출부(10)는, 상기 돌출부(10)가 상기 캐비티(9) 내로 이동하는 경우, 상기 피스톤 로드(3)가 상기 피스톤 로드의 길이 방향 축(L) 주위로 회전하여 베이스 위치로 이동하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
  10. 이동형 리프트기로서,
    지지 장치들의 각 쌍에 대한 제1항 또는 제2항에 따른, 적어도 하나 이상의 지지 장치를 포함하고,
    상기 지지 장치들은 상기 리프트기의 양측에 서로 대향하여 쌍으로 배치된 것을 특징으로 하는 횡방향력 저감 지지 장치.
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