KR101903372B1

KR101903372B1 - 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치

Info

Publication number: KR101903372B1
Application number: KR1020160161308A
Authority: KR
Inventors: 양동욱; 이영재; 김완준
Original assignee: 재단법인 자동차융합기술원; (주)호토미
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-10-02
Also published as: KR20180061764A

Abstract

본 발명은 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치에 관한 것으로, 유압공급장치는, 전환밸브(10)와; 공급라인(L1)과; 리턴라인(L2)과, 저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급하는 제1공급부(20A)와; 또 다른 저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급하는 제2공급부(20B);를 포함하고, 공급라인(L1)에는 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로부터 각각 배출되는 작동유가 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급될 수 있도록 제1공급라인(L1-1)과 제2공급라인(L1-2)이 연결되며, 리턴라인(L2)에는 전환밸브(10)에 공급된 작동유가 리턴라인(L2)을 통해 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로 각각 회수될 수 있도록 제1리턴라인(L2-1)과 제2리턴라인(L2-2)이 연결되고, 제1, 2공급부(20A, 20B)에는 각각 케이블에 의해 배터리와 연결되는 전동모터(22)와 유압펌프(23)가 구비되며; 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 각각 압력센서(P)가 구비되고, 제1, 2리턴라인(L2-1, L2-2)과 배터리와 연결된 케이블에는 각각 온도센서(T)가 구비되며, 제1,2공급부 간의 전환동작은 설정된 연속동작시간, 작동유의 압력 정보, 작동유의 온도 또는 배터리 케이블의 온도 정보에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치{Hydraulic Supply System with Improved Continuous Operation Time for Small Cargo Crane}

본 발명은 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형 트럭에 장착된 1.5톤급 이하의 미니크레인이나 3톤급 이하의 소형 크레인(이하 '소형 크레인'으로 통칭한다.)을 동작시키기 위해 동력(유압)을 공급하는 유압공급장치에 있어서 유압공급장치를 일정 시간 이상동안 연속적으로 가동할 수 있도록 하는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치에 관한 것이다.

소형 화물차와 같은 소형 트럭에는 탑재된 물품을 쉽게 하역할 수 있도록 소형 크레인이 설치되기도 하는데, 이러한 소형 크레인에는 크레인을 동작시키는데 필요한 유압 등의 동력을 공급할 수 있도록 유압공급장치가 구비되며, 이러한 유압공급장치(2)에는 도 1에 도시된 바와 같이 저장탱크(도면부호 없음)에 저장된 작동유를 펌핑하여 설정된 압력으로 공급할 수 있도록 전환밸브(1), 전동모터(2A) 및 유압펌프(2B) 등이 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 소형 크레인의 유압공급장치(2)를 동작시킬 때에는 일반적으로 사용자가 수동으로 스위치를 조작하거나 또는 제어기를 이용하여 전동모터(2A)에 전원을 공급하고, 이에 의해 유압펌프(2B)가 구동되도록 함으로써 유로를 통해 크레인에 적절한 압력의 작동유를 공급하며, 크레인의 동작에 사용된 작동유는 다시 유로를 통해 저장탱크로 회수한다.

한편, 국내에서 생산되는 소형 화물차와 같은 소형 트럭에서는 크레인(유압공급장치)을 구동시키기 위해 일반적으로 동력인출장치(PTO, Power Take Off)가 구비되어 있으며, 이 경우 동력인출장치(PTO)에 동력을 계속 공급할 수 있도록 차량의 엔진이 계속 동작되어야 하기 때문에 크레인을 동작시키는데 많은 연로가 소요되는 단점이 잇다.

이에 대한 대안으로서 차량에 탑재된 배터리를 크레인(유압공급장치)의 동력원으로서 사용하기도 하는데, 이와 같이 배터리를 동력원으로서 사용하는 경우에는 배터리에 충전된 전력이 모두 소모되면 차량의 엔진을 구동시켜 배터리를 다시 충전시킨 다음 크레인을 동작시켜야 하며, 이러한 동력원 방식의 유압공급장치를 사용하여 크레인을 장시간 동안 연속적으로 운전하게 되면 전동모터(2A)와 유압펌프(2B) 및/또는 이들을 연결하는 케이블 등이 발열되면서 이로 인해 과부하가 발생되는 경우가 많으며, 그 결과 종래의 소형 트럭 등에 장착되어 동작하는 소형 크레인에서는 불과 10분 전후의 짧은 시간 동안만 유압공급장치를 동작시킬 수 있기 때문에 그 작동 효율이 낮아 상당히 불편하고, 또한 전동모터(2A)와 유압펌프(2B) 등에서의 과열 및/또는 과부하가 반복적으로 발생됨으로써 사용 수명이 현저하게 단축되기도 한다.

KR

10-2003-0078337

A

KR

10-2012-0024787

A

KR

10-2010-0011039

A

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 소형 크레인에 설치된 유압공급장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소형 트럭 등의 차량에 탑재된 소형 크레인에 있어서 크레인을 구동시키기 위한 유압공급장치를 장시간 동안 연속적으로 동작시킬 수 있는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 유압공급장치를, 전환밸브와; 전환밸브에 작동유를 공급하는 공급라인과; 전환밸브에 회수된 작동유를 회수하는 리턴라인과, 저장탱크에 저장된 작동유를 펌핑하여 공급라인을 통해 전환밸브에 공급하는 제1공급부와; 또 다른 저장탱크에 저장된 작동유를 펌핑하여 공급라인을 통해 전환밸브에 공급하는 제2공급부;를 포함하고, 공급라인에는 제1공급부 및 제2공급부로부터 각각 배출되는 작동유가 공급라인을 통해 전환밸브에 공급될 수 있도록 제1공급라인과 제2공급라인이 연결되며, 리턴라인에는 전환밸브에 공급된 작동유가 리턴라인을 통해 제1공급부 및 제2공급부로 각각 회수될 수 있도록 제1리턴라인과 제2리턴라인이 연결되고, 제1, 2공급부에는 각각 케이블에 의해 배터리와 연결되는 전동모터와 유압펌프가 구비되며; 제1, 2공급라인에는 각각 압력센서가 구비되고, 제1, 2리턴라인과 배터리의 케이블에는 각각 온도센서가 구비되며, 제1공급부와 제2공급부 간의 전환동작은 설정된 연속동작시간, 압력센서에 의해 검출되는 작동유의 압력 정보, 온도센서에 의해 검출되는 작동유의 온도 또는 배터리와 연결된 케이블의 온도 정보에 의해 이루어지도록 구성하는 것에 의해 달성된다.

그리고 본 발명은 공급라인과 체크밸브 사이의 제1, 2공급라인에 각각 제1, 2보조체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제1, 2공급부에 각각 한 개씩의 배터리가 연결되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 제1공급부로부터 제2공급부 또는 제2공급부로부터 제1공급부로의 전환 동작이 이루어질 때에는 맥동의 생성을 방지할 수 있도록 제1,2공급부가 일정 시간동안 함께 동작되도록 제어되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명은 소형 화물차 등에 탑재되어 운용되는 소형 크레인에 있어서 크레인을 동작시키는데 필요한 동력을 안정적으로 공급할 수 있도록 제1, 2공급부가 구비되고, 압력센서와 온도센서로부터 제공된 운전상태 정보를 통해 이들 제1, 2공급부의 동작을 정미하고 효과적으로 제어함으로써 크레인의 연속 운전시간을 대폭 늘일 수 있다.

도 1은 종래의 소형 크레인용 유압공급장치의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치의 예를 보인 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 제1, 2공급부가 교대로 동작되는 예를 보인 사용 상태도,
도 5는 본 발명에 따른 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치의 다른 실시 예를 보인 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 제1, 2공급부가 동시에 동작되는 예를 보인 사용 상태도이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 소형 트럭과 같은 차량에 탑재되어 운전되는 소형 크레인에 있어서, 크레인을 구동시키기 위한 유압공급장치를 오랜 시간 동안 연속적으로 동작시킬 수 있도록 하는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 유압공급장치는 도 2에 도시된 바와 같이 크레인의 붐 등을 동작시키도록 마련된 복수 개의 실린더에 연결되어 이들에 작동유를 공급하고 회수하는 전환밸브(10)와, 전환밸브(10)에 작동유를 공급하는 공급라인(L1)과, 전환밸브(10)에 회수된 작동유를 회수하는 리턴라인(L2), 저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급하는 제1공급부(20A)와, 제1공급부(20A)가 동작하지 않는 동안 또는 제1공급부(20A)와 함께 또 다른 저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 마찬가지로 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급하는 제2공급부(20B)를 포함한다.

그리고 상기와 같은 유압공급장치에 대해 작동유의 공급과 순환이 이루어질 수 있도록 전환밸브(10)의 상하류 측에는 작동유를 공급하는 공급라인(L1)과 작동유를 회수하는 리턴라인(L2)이 각각 구비되고, 이때 공급라인(L1)에는 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로부터 배출되는 작동유가 공급라인(L1)을 통해 전환밸브(10)에 공급될 수 있도록 제1공급라인(L1-1)과 제2공급라인(L1-2)이 연결되며, 리턴라인(L2)에는 전환밸브(10)에 공급된 작동유가 리턴라인(L2)을 통해 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로 회수될 수 있도록 제1리턴라인(L2-1)과 제2리턴라인(L2-2)이 연결되고, 이들 제1, 2공급부(20A, 20B)에는 각각 저장탱크(21), 전동모터(22), 유압펌프(23) 및 체크밸브(24)가 구비된다.

제1, 2공급부(20A, 20B)의 저장탱크(21)에는 각각 내부에 일정 양의 작동유가 수용되는 공간이 형성되고, 이들 저장탱크(21)에 수용된 작동유(유압유)는 후술하는 유압펌프(23)의 동작에 의해 제1공급라인(L1-1) 또는 제2공급라인(L1-2)을 통해 전환밸브(10)로 공급되며, 전환밸브(10)를 통과한 작동유는 제1리턴라인(L2-1) 또는 제2리턴라인(L2-2)을 통해 저장탱크(21)로 회수된다.

이때 저장탱크(21)는 위에서 설명한 바와 같이 제1, 2공급부(20A, 20B)에 각각 한 개씩 설치하여 운용되거나 또는 용량이 큰 한 개의 저장탱크(21)를 설치하여 공용으로 운용될 수 있다.

그리고 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 각각 전기에 의해 동작하는 전동모터(22)와 유압펌프(23)가 연결되어 설치되고, 이들 전동모터(22)와 유압펌프(23)의 동작에 의해 저장탱크(21)에 저장된 작동유가 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)과 공급라인(L1)을 차례로 거친 다음 전환밸브(10)로 공급된다.

상기와 같은 기능을 가지는 전동모터(22)와 유압펌프(23)는 차량에 탑재되는 크레인의 사양에 따라 적정의 동력(유압)을 발생시킬 수 있도록 시판 중인 상용의 전동모터(22)와 유압펌프(23) 중에서 적절히 선택된다.

그리고 저장탱크(21)로부터 작동유를 흡입하여 펌핑하는 유압펌프(23)의 하단에는 각각 필터(26)가 구비되며, 이들 필터(26)에 의해 유압펌프(23)를 통해 저장탱크(21)에 저장된 작동유가 유압펌프(23)로 유입될 때 작동유에 포함된 이물질 등이 여과되면서 유압펌프(23)가 고장나는 것이 방지된다.

또한 전환밸브(10)와 유압펌프(23) 사이에 각각 설치되는 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 체크밸브(24)가 설치되며, 이러한 체크밸브(24)에 의해 유압펌프(23)를 통해 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)으로 공급되는 작동유가 역류되는 것이 방지된다.

그리고 유압펌프(23)의 하류측에는 유압펌프(23)를 통해 공급되는 작동유의 압력이 설정된 압력으로 유지될 수 있도록 릴리프밸브(25)가 설치되며, 이에 의해 시스템의 운전 안정성을 확보된다.

또한 공급라인(L1)과 체크밸브(24) 사이의 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에도 각각 제1, 2보조체크밸브(CV1, CV2)가 구비되며, 이러한 제1, 2보조체크밸브(CV1, CV2)에 의해 작동유가 역류하는 것이 2중으로 방지되면서 안전성이 더욱 향상된다.

이에 더하여 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 각각 유압펌프로부터 공급되는 작동유의 압력을 검출할 수 있도록 압력센서(P)가 설치되고, 제1, 2리턴라인(L2-1, L2-2)에는 각각 유압공급장치로부터 회수되는 작동유의 온도를 검출할 수 있도록 온도센서(T)가 설치되며, 배터리와 연결되어 전동모터(22)에 전원을 공급하는 케이블에는 케이블의 온도를 검출할 수 있도록 온도센서(도시하지 않음)가 설치되고, 이들 센서들의 출력단은 각각 제어기(도시하지 않음)와 연결되어 검출결과를 전송한다,

이상과 같은 구조로 이루어진 본 발명의 소형 크레인용 연속 동작형 유압공급장치를 사용할 때에는 제어기(도시하지 않음)에 저장된 제어 프로그램의 이행에 의해 제1, 2공급부(20A, 20B)가 교대로 동작되거나 또는 동시에 동작되면서 크레인의 구동에 필요한 동력(유압)을 공급하게 되는데, 이를 위해 제어기에는 EEPROM이 구비되며, 이하에서는 상기와 같은 제1, 2공급부(20A, 20B)의 운전 모드를 각각 하나의 실시예로 하여 설명한다.

<실시예 1>

실시예 1은 제1, 2공급부(20A, 20B)가 교대로 동작되면서 동력을 공급하는 것에 관한 것으로, 실시예 1에서는 제어기의 제어에 의해 먼저 제1공급부(20A)의 전동모터(22)에 전원이 공급되면 도 3에 도시된 바와 같이 유압펌프(23)가 동작되면서 저장탱크(21)에 저장된 작동유가 제1공급라인(L1-1)과 공급라인(L1)을 차례로 통과하여 전환밸브(10)에 공급되며, 이에 의해 크레인의 붐과 연결된 복수 개의 실린더에 적절한 압력의 유압이 공급되면서 크레인의 운전이 이루어진다.

그리고 리턴라인(L2)에는 제1, 2리턴라인(L2-1, L2-2) 중 어느 하나의 라인을 통해 작동유가 선택적으로 회수될 수 있도록 유로를 전환하는 솔레노이드밸브(SV)가 제어기와 연결되어 설치되며, 이러한 솔레노이드밸브(SV)의 선택 동작에 의해 전환밸브(10)로부터 배출되는 작동유는 리턴라인(L2)과 제1리턴라인(L2-1)을 차례로 거쳐 제1공급부(20A)측의 저장탱크(21)로 회수되며, 제1공급부(20A)의 동작은 설정된 시간동안(약 20분) 지속적으로 이루어진다.

그리고 제1공급라인(L1-1)과 공급라인(L1)을 통해 공급되는 작동유의 압력 정보와 제1리턴라인(L2-1)을 통해 회수되는 작동유의 온도 정보 및 배터리와 연결된 케이블의 온도 정보가 압력센서(P)와 온도센서(T) 등을 통해 검출되어 제어기에 실시간으로 입력되면서 지속적으로 모니터링된다.

이때 이들 압력센서(P)와 온도센서(T)로부터 획득된 압력과 온도가 제어기에 의해 설정된 임계 압력 또는 임계온도보다 높은 경우에는 설정된 운전시간이 경과하지 않은 경우에도 제어기의 제어에 의해 자동으로 제2공급부(20B)로의 동작 전환이 이루어지며, 이에 의해 전동모터(22), 펌프(23) 또는 배터리 등에 과열 등으로 인한 손상이 방지되는 동시에 연속 동작 성능이 향상된다.

또한 전환밸브(10)로부터 배출되는 작동유는 도 4에 도시된 바와 같이 리턴라인(L2)과 제2리턴라인(L2-2)을 통해 제2공급부(20B) 측의 저장탱크(21)로 회수되며, 이러한 제2공급부(20B)의 동작은 제1공급부(20A)와 똑같이 설정된 시간(약 20분) 동안 지속적으로 이루어지며, 이때에도 회수되는 작동유의 압력과 온도 정보 및 배터리와 연결된 케이블의 온도 정보가 압력센서(P)와 온도센서(T) 등을 통해 검출되어 제어기에 실시간으로 입력되면서 지속적으로 모니터링되며, 이들 압력센서(P)와 온도센서(T) 등으로부터 획득된 압력과 온도가 제어기에 의해 설정된 임계 압력 또는 임계온도보다 높은 경우에는 설정된 운전시간이 경과하지 않은 경우에도 제어기의 제어에 의해 자동으로 제1공급부(20A)로의 동작 전환이 이루어진다.

<실시예 2>

실시예 2는 공급부의 갑작스런 전환에 따른 맥동을 방지할 수 있도록 일정 시간(약 2 ∼ 3분)동안 제1, 2공급부(20A, 20B)가 함께 동작되면서 동력을 공급하는 것에 관한 것으로, 이 경우에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 리턴라인(L2)을 통해 회수된 작동유가 제1, 2리턴라인(L2-1, L2-2)에 적절히 분배되어 흐르면서 제1, 2공급부(20A, 20B) 측의 저장탱크(21)로 각각 회수되며, 나머지 동작, 예를 들면 회수되는 작동유의 온도 정보 및 배터리와 연결된 케이블의 온도 정보의 획득과 전환동작은 실시예1과 동일하다.

본 발명자 등은 본 발명의 유용성을 검증하기 위해 2.5톤 트럭에 2개의 배터리를 설치하여 제1, 2공급부(20A, 20B)에 각각 한 개씩의 배터리를 연결하고 트럭의 엔진의 동작을 정지시킨 상태에서 라인의 설정 압력, 온도 및/또는 케이블 설정 온도를 조합, 변경시켜가면서 크레인을 동작(운전)시킨 결과, 2개의 배터리를 사용함으로써 당연히 예상되는 약 20분간의 운전 시간에 비해 2배 이상인 약 45분 동안의 크레인 연속 운전시간을 달성할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 소형 화물차 등에 탑재된 소형 크레인을 동작시키는데 필요한 동력(유압)을 공급하기 위한 유압공급장치에 제1공급부와 제2공급부를 각각 설치하여 이들을 차례로 연속적으로 운전되도록 하고, 이와 더불어 이들의 운전 상태를 계속 모니터링하면서 바람직한 운전 조건하에서 운전이 이루어지도록 함으로써 보조배터리 등의 배터리를 추가로 마련하지 않고도 소형 크레인을 장시간 동안 연속적으로 운전할 수 있다.

10: 전환밸브 20A: 제1공급부
20B: 제2공급부 21: 저장탱크
22: 전동모터 23: 유압펌프
24: 체크밸브 25: 릴리프밸브
26: 필터 CV1: 제1보조체크밸브
CV2: 제2보조체크밸브 L1: 공급라인
L1-1: 제1공급라인 L1-2: 제2공급라인
L2: 리턴라인 L2-1: 제1리턴라인
L2-2: 제2리턴라인 P: 압력센서
T: 온도센서

Claims

크레인을 구동시키는 전환밸브(10)에 작동유를 공급하기 위한 소형 크레인용 유압공급장치에 있어서,
유압공급장치는, 전환밸브(10)와;
상기 전환밸브(10)에 작동유를 공급하는 공급라인(L1)과;
상기 전환밸브(10)에 회수된 작동유를 회수하는 리턴라인(L2)과,
저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 상기 공급라인(L1)을 통해 상기 전환밸브(10)에 공급하는 제1공급부(20A)와;
또 다른 저장탱크(21)에 저장된 작동유를 펌핑하여 상기 공급라인(L1)을 통해 상기 전환밸브(10)에 공급하는 제2공급부(20B);를 포함하고,
상기 공급라인(L1)에는 상기 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로부터 각각 배출되는 작동유가 상기 공급라인(L1)을 통해 상기 전환밸브(10)에 공급될 수 있도록 제1공급라인(L1-1)과 제2공급라인(L1-2)이 연결되며, 상기 리턴라인(L2)에는 상기 전환밸브(10)에 공급된 작동유가 상기 리턴라인(L2)을 통해 상기 제1공급부(20A) 및 제2공급부(20B)로 각각 회수될 수 있도록 제1리턴라인(L2-1)과 제2리턴라인(L2-2)이 연결되고, 상기 제1, 2공급부(20A, 20B)에는 각각 케이블에 의해 배터리와 연결되는 전동모터(22)와 유압펌프(23)가 구비되며; 상기 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 각각 압력센서(P)가 구비되고, 상기 제1, 2리턴라인(L2-1, L2-2)과 배터리와 연결된 케이블에는 각각 온도센서(T)가 구비되며, 제1공급부와 제2공급부 간의 전환동작은 설정된 연속동작시간, 압력센서에 의해 검출되는 작동유의 압력 정보, 온도센서에 의해 검출되는 작동유의 온도 또는 배터리와 연결된 케이블의 온도 정보에 의해 이루어지고,
상기 제1공급부(20A)로부터 제2공급부(20B) 또는 제2공급부(20B)로부터 제1공급부(20A)로의 전환 동작이 이루어질 때에는 맥동의 생성을 방지할 수 있도록 상기 제1,2공급부(20A, 20B)가 일정 시간동안 함께 동작되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공급라인(L1)과 체크밸브(24) 사이의 제1, 2공급라인(L1-1, L1-2)에는 각각 제1, 2보조체크밸브(CV1, CV2)가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2공급부(20A, 20B)에는 각각 한 개씩의 배터리가 연결되는 것을 특징으로 하는 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치.
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