KR200296720Y1 - 엘형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드크레인 - Google Patents

Abstract

본 고안은 화물을 적재 및 인출하기 위한 크레인에 관한 것으로,

셀형 적재대에 적재된 직물, 제지, 핫코일, 자동차 등과 같은 중량물을 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 크레인에 의해서 측면에서 적재하거나 인출할 수 있도록 된 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인에 관한 것이다.

Description

엘형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인 { Overhead crane with L type hook and oil press cylinder }

본 고안은 화물을 적재 및 인출하기 위한 크레인에 관한 것으로,

셀형 적재대에 적재된 직물, 제지, 핫코일, 자동차 등과 같은 중량물을 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인에 의해서 측면에서 적재하거나 인출할 수 있도록 된 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인에 관한 것이다.

일반적으로 제지공장이나 직물공장 또는 제철공장 등에는 다양한 규격을 갖는 제지롤이나 원단롤 또는 핫코일이 생산되어 적치장에 적치되고 있으며, 이와 같은 롤 형태의 원자재들은 도 1a에서와 같이 선출하된 제품 위에 후출하된 제품이 적치되는 것이 보통이다.

도1a는 적치장에 제지롤이나 핫코일 등 롤 형태의 제품(10)이 적치되어 있는 상태를 나타낸 것으로 이는 동 산업현장에서 가장 일반적으로 행해지고 있는 적치방식이다.

상기 제품은 대체로 선입선출방식이 적용되어 먼저 입고된 상품이 항상 먼저 출고되도록 하여야만 상품의 가치가 저하되지 않고 순환 반출되게 된다. 그러나 동제품을 생산하는 사업장의 특성상 도1a와 같은 적치방식이 가장 보편적으로 행해지고 있으며, 동 적치방식에서는 바람직한 선입선출의 방식이 적용될 여지가 없다.

때문에 항상 후입선출의 방식이 적용되게 되므로 먼저 입고된 제품의 경우 장부상에서 손실 처리되면서 수년을 지난 후, 마지막에 가서는 폐품처리 되거나 고물로 처리되어 나가는 것이 일반화되어 있다. 아울러 이렇게 처리되어 손실되는 물량이 사업장마다 대단히 많으며 이러한 현상은 원가의 상승요인으로 작용하고 있었다.

또한 상기와 같은 적치방식을 유지하면서 굳이 선입 선출을 하려 한다면 선입된 제품을 인출하기 위해서는 후입되어 상부에 적치된 제품을 모두 다른 곳으로 옮긴 다음, 하단의 제품을 인출하여야만 하는데(실제 산업현장에서는 이와 같이 하는 경우가 많이 있음) 이 경우 동 작업에 소요되는 시간과 비용이 대단히 커서 제품 관리의 효율성을 크게 저하시킨다. 일례로서 직물을 생산하는 국내 모 대기업의 경우 상기와 같은 방식에 의해 하단에 적치된 제품을 출고하기 위해서는 무려 백만야드 이상의 직물을 옮겨야만 비로소 가능하게 된다는 통계도 나와 있다.

도2는 야적된 핫코일(10)을 체인에 C형 훅(20)을 장착한 크레인(30)에 의해 적치(인출)하는 일례를 나타낸 것이다.

상기와 같은 문제를 개선하기 위해 도1b에서와 같이 셀형 적재대(40)를 설치하고 셀(41)별로 제품의 규격을 분리하여 적재하는 방식이 채택되어 사용되고 있다.

도1b는 셀형 적재대에 생산품을 규격별로 분리해서 적재한 상태를 나타낸 것이다.

그러나 상기와 같이 셀형으로 적재대를 만들 경우, 종래의 체인에 결합된 C형 훅(20)의 상단부 구조의 특성상 훅이 셀(41)내로 진입할 수가 없어 제품을 적재하거나 인출하는 것이 불가능하게 된다는 문제점이 있다. 즉, 체인에 결합된 C형 훅의 무게중심을 잡기 위해 C형 훅의 상단부 중간에 체인을 결합하게 되는데 이로 인해 C형 훅이 셀 내로 충분히 진입하지 못하기 때문에 제품을 적재하거나 인출할 수 없게 된다. 따라서 셀형 적치대를 설치한 공장에서는 지게차(31)에 의해 제품을 입.출고하고 있다. 그러나 지게차에 의해 상품을 입출고 할 경우 도 3에서와 같이 지게차의 활동 영역(m)이 불필요하게 커져 많은 적재 공간이 낭비되는 문제가 있으며, 또한 적재대의 높이가 지게차의 높이를 초과할 수 없다는 제약을 받게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

셀형 적재대에 직물, 제지, 핫코일, 자동차 등과 같은 중량물(100, 110)을적재하거나 인출함에 있어서, 종래에 사용되던 오버 헤드 크레인(300)에 유압실린더부(500)를 장착하고, 상기 유압실린더부의 하측에는 하단 방향으로 신장 단축하는 하향식 다단 유압실린더(510)를 가설하되 상기 유압실린더는 유압실린더 회전모터(520)에 의해 수평으로 좌우 180도 회전할 수 있도록 하며, 상기 유압실린더의 종단에는 L형 훅(200)을 고정 설치함으로서, 불필요한 공간의 낭비없이 최소한의 작업 공간내에서 높이에 제한을 받지 않고 제품을 필요한 위치에 적재할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 제품의 적재 위치에 관계없이 필요한 제품을 필요한 시기에 언제든지 인출할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 상기 L형 훅(200)을 더블형(210)으로 변형하여 사용함으로서 롤 형태의 제품만이 아니라 자동차이 같은 수평을 유지하면서 들어올릴 수 있는 중량물(110)도 인출입을 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1a는 종래의 롤형 화물 적치 상태도

도 1b는 셀형 적재대에 화물을 적재한 상태도

도 2는 C형 훅을 사용하여 롤형 화물을 야적하거나 인출하는 상태도

도 3은 셀형 적재대에 지게차를 이용하여 화물을 적재하거나 인출하는 상태도

도 4는 본 고안의 L형 훅 및 하향식 다단 유압실린더를 장착한 시스템 구성도

도 5는 본 고안의 L형 훅을 장착한 유압실린더가 신장된 상태도

도 6은 본 고안의 L형 훅을 장착한 유압실린더가 압축된 상태도

도 7은 본 고안의 L형 훅을 이용하여 제지롤을 인출하는 상태도

도 8은 본 고안의 변형된 더블형 L형 훅을 이용하여 적재물을 인출하는 상태도

도 9는 본 고안에서 응용하는 하향식 유압실린더의 구조도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10, 100 : 롤형 적재물 110 : 수평형 적재물

120 : 롤 관경

20 : C형 훅 200 : L형 훅

30 : 크레인 300 : 오버헤드 크레인

310 : 레일 320 : 크레인 이동모터

330 : 유압펌프 340 : 제어반

350 : 유압관

40, 400 : 셀형 적재대 41, 410 : 셀

500 : 유압실린더부 510 : 유압실린더

520 : 유압실린더 회전모터 530 : 유압실린더 이동모터

531 : 레일

540 : 배출공 550 : 흡입공

560 : 회전기어 600 : 리모콘

m : 지게차 활동영역

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 도 4 내지 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 본원고안이 적용되어 작동되는 전체적인 시스템의 구성도를 살펴보면 도4와 같다.

즉, 좌우로 평행하게 설치된 셀형 적재대(400) 외곽 상단에 오버 헤드 크레인(300)이 이동하기 위한 레일(310)이 가설된다. 상기 레일 위에 오버헤드 크레인이 설치되며, 상기 오버헤드 크레인의 일측 종단에는 크레인 이동모터(320)가 고정 설치되어 크레인을 y축으로 이동시킨다. 상기 오버헤드 크레인에 설치된 레일(531)위를 유압실린더 이송모터(530)에 의해 x축으로 이동되는 유압실린더부(500)가 설치된다. 상기 유압실린더부의 하단에는 z축 방향(하단 방향)으로 신장, 단축되는 다단 유압실린더(510)가 장착되며, 상기 유압실린더의 종단에는 유압실린더의 회전에 따라 수평(x, y평면)으로 좌우 180도 회전하는 L형 훅(200)이 고정 설치된다. 또 오버헤드 크레인의 하단부에는 유압펌프(330) 및 제어반(340)을 설치한 후, 유압펌프(330)는 유압실린더(510)를 작동시키기 위한 압축오일을 유입 배출하도록 하고, 제어반(340)은 장치 전체의 기능을 제어하도록 한다. 또한 유압실린더(510) 및 오버헤드 크레인(300)을 원격제어하기 위한 리모콘(600)이 오버헤드 크레인의 하단부에 위치토록 하여 장치를 원격제어 할 수 있도록 한다.

유압펌프로부터 공급되는 압축오일은 유압관(350)을 거쳐 유압실린더(510)의 흡입공(550)을 통해 공급되고, 또 배출공(540)을 통해 배출되며, 압축오일이 공급되면 유압에 의하여 유압실린더가 하단으로 신장되고 오일이 배출되면 유압실린더가 상승하여 단축되는 구조로 설계된다.

또한 유압실린더의 종단에 고정 설치된 L형 훅은 유압실린더(510) 상부에 있는 실린더 회전모터(520)의 회전력을 회전 기어(560)를 통해 전달받아 작동되며,작동범위는 좌우 180도 까지 회전한다. 상기 회전에 의해 L형 훅을 롤의 관경에 삽입할 수 있도록 방향을 조정하는 한편, 하나의 훅에 의해 좌우 양쪽으로 나뉘어 설치된 셀형 적재대(400)에 적재물을 적재하거나 인출할 수 있도록 한다.

본원고안의 기술사상은 종래의 오버헤드 크레인(300)에 하단으로 작동하는 다단 유압실린더(510)를 부착하고 상기 실린더의 종단에 L형 훅(200)을 고정 장착하여 작동되도록 하는데 특징이 있는 것으로서, 본원고안의 오버헤드 크레인의 구조는 종래의 오버헤드 크레인의 구조 및 동작방법과 동일하다. 또 그러한 종래의 오버헤드 크레인의 구조나 동작원리는 크레인이나 호이스트 등을 제작하는 여러 회사의 홈페이지에 이미 대부분 공개되어 있다. 따라서 여기에서는 오버헤드 크레인의 상세한 구조나 동작원리 등에 대한 설명은 생략하기로 한다.

또한 본원고안에 채택된 유압실린더(510)는 종래의 유압크레인에 장착되는 하향작동식 유압실린더를 그대로 활용하고자 하는 것으로서 이러한 하향작동식 유압실린더의 작동원리나 구조는 이미 공개되어 있는 것이므로(도 9 참조) 이 부분에 대한 상세한 설명은 역시 생략된다.

여기에서 하나의 L형 훅(200) 만을 사용할 경우 롤형의 중량물(100)을 이송할 수는 있으나 자동차 혹은 내장고 등과 같은 수평을 유지할 필요가 있는 제품(110)은 이송이 어려워진다는 문제가 있다 . 이를 위해 도8과 같이 더블형 L형훅(210)을 사용하는 방법이 강구될 수 있다. 이처럼 자동차의 이송을 더블형 L형 훅(210)에 의해 셀형 적재대(400)에 적재할 경우 자동차와 같이 제품을 쌓아서 적재할 수 없는 제품을 지상에 적치함으로서 광대한 면적을 점유하는 문제를 간단히 해결할 수 있게 된다.

이어서 도 4 내지 도 6을 참조하여 본원고안의 동작과정을 설명한다.

먼저, 물품의 적재과정을 살펴보면, 운송 차량에 제품(100, 110)(직물롤, 제지롤, 핫코일, 자동차 등)이 실려오면 이를 셀형 적재대(400)에 적재하기 위해 사용자는 리모콘(600)을 조작하여 오버헤드 크레인 이동모터(320)를 구동시켜 오버헤드 크레인(300)을 적재차량 쪽으로 이동(y축 이동)시킨다. 이어서 유압펌프(330)를 가동시켜 유압실린더(510)를 하강시키고(z축 이동), 다시 유압실린더의 회전모터(520)를 회전시켜 L형 훅(200)을 적재하고자 하는 물품(100, 110)의 롤 관경(120) 방향과 일치시킨다. 다음 유압실린더 이동모터(530) 혹은 크레인 이동모터(320)를 구동시켜 L형 훅을 롤 관경(120)내로 삽입한다(x축 또는 y축 이동). 다음 유압오일을 배출하여 유압실린더를 상단으로 들어올리고(z축 이동), 적재를 희망하는 셀(410)로 크레인 이동모터(320)와 유압실린더 이동모터(530), 그리고 유압펌프(330)를 구동시켜 적재물품(100, 110)을 수직·수평이동 시킨다(x축, y축 또는 z축 이동). 이어서 적재물품이 적재를 희망하는 셀(410)의 위치로 이동되면 유압실린더 회전모터(520)를 구동시켜 적재물품을 셀(410)의 방향과 일치시킨 다음 유압실린더 이동모터(530)를 구동시켜 적재물품을 셀(410) 내부로 삽입한다(x축 이동). 이어서 유압오일을 약간 충진시켜 유압실린더(510)와 L형 훅(200)을 조금 하강시켜(z축 이동) L형 훅과 롤을 이격시킨 다음, 유압실린더 이동모터(530)를 구동시켜 L형 훅을 적재물품이 적재된 셀(410)내부로부터 인출(x축 이동)하면 물품의 적재가 완료된다.

이어서 물품의 인출과정을 살펴보면, 크레인 이동모터(320)와 유압실린더 이동모터(530) 그리고 유압펌프(330)를 구동시켜 인출을 희망하는 물품이 있는 셀(410)의 위치로 L형 훅(200)을 수직·수평 이동한다(x축, y축, z축 이동). 이어서 유압실린더 회전모터(520)를 구동하여 L형 훅(200)을 회전시켜서 L형 훅의 방향을 롤의 관경(120) 방향과 일치시킨 다음, 유압실린더 이동모터(530)를 구동시켜 L형 훅(200)을 셀의 내부로 삽입한다(x축 이동). 이어서 유압오일을 약간 배출하여 L형 훅을 약간 들어올려서 적재물(100, 110)을 적재대(400)의 바닥에서 이격시킨 후(z축 이동), 유압실린더 이동모터(530)를 구동시켜 L형 훅(200)과 함께 적재물을 셀(410) 밖으로 인출한다( x축 이동). 다음 크레인 이동모터(320), 유압실린더 이동모터(530)와 유압펌프(330)를 구동시켜 적재물을 이송차량 쪽으로 이동시킨다.(x축, y축, z축 이동), 이어서 유압실린더 회전모터(520)를 구동시켜 적재물의 적재 방향을 조정한 다음, 유압펌프(330)를 구동시켜 L형 훅(200)을 하강시켜서(z축 이동), 적재차량에 적재물을 적재한다. 이어서 유압펌프(330)를 구동시켜 L형 훅을 약간 더 하강시켜서(z축 이동) L형 훅을 롤의 내부로부터 이격시킨 다음, 유압실린더 이동모터(530) 혹은 크레인 이동모터(320)를 구동시켜(x축, y축 이동), L형훅(200)을 적재물에서 분리시키면 물품의 인출이 완료된다.

도 5는 유압실린더가 신장된 상태를 나타내는 도이고, 도 6은 유압실린더가 단축된 상태를 나타내는 도이다.

여기에서 적재물의 무게에 대한 분력(중력과 나누어진 힘)이 L형 훅(200)의 측면으로 작용하는 문제가 발생한다. 본원고안에서는 L형 훅과 유압실린더의 측면으로 작용하는 힘을 유압실린더의 강도를 높여 수용하는 것을 기본으로 하고 있다. 즉 이러한 크렌인의 경우 대형 사업장마다 기업의 현실에 맞게 주문 제작하는 보통이므로 사업장에서 허용하는 적재물의 최대 중량이 미리 제시되게 되며 그에 따라 유압실린더 및 L형 훅의 강도를 고려하여 설계하면 된다.

그러나 적재물로 예시된 핫코일처럼 중량이 과도하게 나가는 제품의 경우 측면 분력이 지나치게 과다하게 될 것이므로 특별한 고려가 있지 않으면 안된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 크레인에서 사용되는 분력조정 장치를 채택할 수 있으며, 동 분력 조정장치에 의해 과다한 중량물의 이송도 무난히 수행할 수 있다. 상기 분력조정장치는 차량용 유압크레인이나 타워크레인 등에서 무수히 채택되고 있는 기술로서 이미 공지된 기술이므로 여기에서는 그 구조나 구동원리를 설명하지 않기로 한다.

상기와 같은 모든 동작은 사용자의 리모콘(500) 또는 제어반(340) 조작에 의해 이루어진다. 상기 리모콘이나 제어반은 사용자의 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 또 상기 리모콘은 유선을 원칙으로 하나 필요에 따라 무선방식을 채택할 수도 있다.

본 고안은 전술한 바와 같이, 오버헤드 크레인에 유압실린더와 L형 훅을 장착하여 화물을 적재하거나 인출함으로서 필요한 시기에 필요한 제품을 적재시기나 위치에 관계없이 자유롭게 인출하거나 적재할 수 있도록 하고, 아울러 적재방식의 잘못으로 인해 적재 창고의 하단에서 순환되지 못하고 폐기되는 생산제품의 발생을 근본적으로 방지하는 탁월한 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 좌우로 평행하게 설치된 셀형 적재대에 제품을 오버헤드 크레인을 이용하여 적재하거나 인출함에 있어서,

   상기 오버헤드 크레인에 설치된 레일위를 유압실린더 이송모터에 의해 x축으로 이동되는 유압실린더부와; 상기 유압실린더부의 하단에 장착되어 하단 방향(z축 방향)으로 신장, 단축되는 유압실린더와; 상기 유압실린더의 종단에 장착되어 유압실린더의 회전에 따라 수평(x, y평면)으로 좌우 180도 회전하도록 된 L형 훅과; 오버헤드 크레인의 하단부에 위치하면서 유압실린더에 압축오일을 공급하는 유압펌프 및 제어반과; 유압실린더 및 오버헤드 크레인을 원격제어하기 위한 리모콘으로; 이루어짐을 특징으로 하는 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인
2. 제1항에 있어서,

   상기 유압실린더부는, 유압실린더를 회전시키기 위한 회전 기어와; 유압실린더를 좌우 180도 회전시키기 위한 유압실린더 회전모터로 이루어짐을 특징으로 하는 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인
3. 제1항에 있어서,

   상기 L형 훅은 더블형으로 구성됨을 특징으로 하는 L형 훅과 하향식 다단 유압실린더를 장착한 오버헤드 크레인