KR20000022752A - 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 수압작동형의 집(jib) 시스템, 집시스템을 작동시키기 위한 적어도 하나의 실린더와, 크레인하중을 나타내는 실린더내의 압력을 모니터하기 위한 장치를 가지고, 실린더측으로의 수압유체의 공급유동이 밸브의 단면적을 변화시킴으로서 제어될 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 상승 또는 하강시킬 때와, 이러한 운동을 중지할 때 수직방향으로의 진동이 있을 수 있다. 이러한 진동은 크레인구조물의 하중이 최대가 되도록 하고 하물의 운동을 제어할 수 없도록 한다.
이러한 불필요한 진동을 능동적으로 감쇠시키기 위한 통상적인 방법으로서는 조절효과방법이 있는 바, 이러한 방법에서 진동은 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 고조파진동의 위상과 진동수를 측정하는데 소요되는 시간이 비교적 길다. 특히, 급격히 생성된 하중은 이들의 위험한 초기상태에서 정밀하게 경감되지 않는다.
이에 대하여, 예를 들어 특허문헌 DE 37 19 897 A1 에서는 화물차량 또는 트럭용 적하크레인의 경우 빈번히 일어나는 동적인 과하중이 그 원인이 될 수 있음을 제시하고 있다. 이 점에 관하여, 원인은 크레인부재의 수압구동장치용 제어레바의 아주 신속한 변위가 이루어져야 한다는 것이 고려된다. 별다른 대응책없이 크레인부재의 속도의 기준값과 실제값사이 또는 밸브단면적의 기준값과 실제값사이의 큰 차이는 밸브단면적의 신속한 변화의 원인이 되고 크레인의 가속이 현저히 커지는 원인이 된다. 따라서, 종래의 제안에 따라 제어신호가 여파되고 제어레바의 위치에 대한 정보와 크레인부재의 요구된 최종속도만이 지연되어 밸브단면적을 변화시키기 위한 제어모터에 전달된다. 이러한 방법의 결점은 특히 작동오류는 보정될 수 있으나 실제 동적인 조건은 고려되지 않는 점이다. 그러나, 이들은 제어에 따라 달라질 뿐 아니라 크레인의 각 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 대한 압력의 변화 또는 실린더에서 안내되는 피스턴의 시간에 대한 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 대하여 특정 값의 측정에 기초하며 이러한 측정값이 크레인에 직접 효력을 준다. 따라서, 이는 검출된 압력의 변화를 감소시키는 방향으로 밸브단면적을 조절하기 위한 구동장치를 작동시키는 신호를 발생함으로서 크레인 조작자는 이를 보정할 필요는 없는 것이며 크레인의 구조물을 위험하게 하는 동적인 하중 또는 바람직하지 않은 하물의 이동시에만 상호작용하는 효과를 보인다. 이와 같이, 이 신호는 핸드레바의 위치에 의하여 결정되는 벨브단면적의 기준값과는 무관하다.
크레인에 대한 위험은 하중이 크면 클수록 커지므로 신호의 강도는 높은 압력값에서 높은 비율로 발생하는 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 블록다이아그램.
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 그래프.
도 1 은 화물차량 또는 트럭용의 통상적인 적하용 크레인(10)을 보인 것이다. 이 크레인(1)은 메인 암(2)과 다중신축형 암(5)을 가지며, 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 리프트 실린더에 의해 회전된다.
크레인(1)의 전체하중모멘트는 리프트 실린더(3)에 작용한다. 이 리프트 실린더는 특히 진동억제를 위한 본 발명에 따른 장치를 착설하는데 적합하다. 본 발명에 따른 장치는 수직축선을 중심으로 한 크레인 집의 회전모멘트를 발생하는 실린더에 배치하는 것도 가능하다.
도 2 는 실린더, 특히 상기 언급된 리프트실린더(3)에 배치된 본 발명에 따른 장치의 상세한 것을 보이고 있다. 리프트 실린더(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 이에 유동하는 압력오일이 그 양을 달리하여 리프트 실린더(3)의 피스턴측(3a) 또는 피스턴 롯드측(3b)으로 공급된다. 이러한 경우에 있어서, 하중유지밸브(11)가 피스턴측(3a)에 배치된다.
압력감지기(7)가 피스턴측(3a)과 롯드측(3b)에 배치된다. 피스턴측(3a)과 롯드측(3b)에서 측정된 압력값은 피스턴과 롯드의 표면적을 계산하여 인양력을 계산하는데 이용되며 계산된 인양력의 값은 차동유니트(8)에 보내어진다. 리프트 실린더(3)에서 측정된 압력변화를 반영하는 시간에 대한 제 1 유도값이 피스턴측(3a)과 롯드측(3b)에서 측정된 압력값에 따라 달라지는 인양력으로부터 차동유니트(8)에서 얻는다. 차동유니트(8)는 검출된 압력변화에서 밸브단면적을 감소방향으로 조절하기 위한 구동장치를 작동시키는 출력신호를 공급한다.
차동유니트(8)의 출력신호는 측정된 압력값에 따라 달라지는 계수 k (p)가 곱하여지고 이로써 신호는 높은 압력값에서 높은 비율로 발생한다. 이미 기본적인 정하중의 레벨이 높으므로 동적인 하중에 의하여 크레인 구조물에 위험이 있을 수 있음을 고려한 것이다.
차동유니트(8)의 출력은 슬라이드밸브유니트(12)에서 밸브의 기준위치를 한정하고 수신기(10)부터 전달되어 슬라이드밸브유니트(12)로 보내어지는 신호와 중복된다. 실제로 이러한 중복은 슬라이드밸브유니트(12)에서 밸브의 조절속도와 크레인집의 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 진동특성이 측정되었다. 피스턴과 롯드압력에 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. 수압작동형의 집시스템, 집시스템을 작동시키기 위한 하나 이상의 실린더와, 크레인하중을 나타내는 실린더내의 압력을 모니터하기 위한 장치를 가지고, 실린더측으로의 수압유체의 공급유동이 밸브의 단면적을 변화시킴으로서 제어될 수 있는 크레인에 있어서, 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 작동시킴을 특징으로 하는 크레인.
  2. 제 1 항에 있어서, 신호의 강도가 높은 압력값에서 높은 비율을 가짐을 특징으로 하는 크레인.
  3. 제 1 항에 있어서, 신호가 핸드레바의 위치에 의하여 결정되는 밸브단면적의 기준위치에 무관함을 특징으로 하는 크레인.
  4. 제 1 항 - 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 실린더가 화물차량용 적하크레인의 메인 암용 리프트 실린더임을 특징으로 하는 크레인.
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