KR20160076427A - 자주식 작업 머신 - Google Patents

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KR20160076427A
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에리히 세네보겐
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세네보겐 마쉬넨파브릭 게엠바하
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Abstract

개시된 작업 머신은 구동 장치에 의해 구동되는 구동 휠들(14)이 마련된 하부 캐리지(12)와, 작업 도구를 위한 붐(22)이 장착되고 구동 유니트(30)가 배치되며 하부 캐리지(12)에 회전 가능하게 장착된 상부 구조(18)를 구비하는 자주식 작업 머신에 있어서, 상기 구동 유니트(30)은 상부 구조(18)에 배치된 전기 모터(38)를 위한 전력원인 발전기(34)를 구동하고, 상기 전기 모터(38)는 하부 구조(12)에 배치된 구동 휠들(14)을 위한 구동 장치이다.

Description

자주식 작업 머신{Self-propelled work machine}
본 발명은 크레인, 굴착기, 하역 기계, 텔레 핸들러(telehandler) 등과 같은 자주식 작업 머신에 관한 것이다.
구동 또는 이동 가능한 하부 캐리지 위에 상부 구조가 회전가능하게 장착된 이동식 크레인과 같은, 이동식 또는 자주식 작업 머신들은 업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 크레인 붐의 유압 유니트를 구동하고 하부 캐리지에 배치된 유압 모터를 구동하여 그것에 의해 하부 캐리지에 장착된 휠들을 구동하여 작업 머신을 이동시킬 수 있는 엔진은 상부 구조에 장착된다. 유압 로타리 유니온은 유압 에너지를 하부 캐리지로 전송하기 위해 필요하다. 유압 로타리 유니온은 기술적으로 복잡하고, 고가이며, 상당한 정도의 효율 손실을 감수해야 한다.
따라서, 본 발명은 하부 캐리지의 구동 효율을 증대시킬 수 있는 자주식 작업 머신을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 목적은 청구항 1의 특징을 가진 자주식 작업 머신에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 작업 머신은 구동 장치에 의해 구동되는 구동 휠들이 마련된 하부 캐리지, 및 하부 캐리지에 회전 가능하게 장착되고, 구동 유니트가 배치되고 작업 도구를 위한 붐이 장착된 상부 구조를 구비한다. 구동 유니트는 상부 구조에 배치된 전기 모터를 위한 전력원인 발전기를 구동하고, 전기 모터는 하부 캐리지에 장착된 휠들의 적어도 어느 하나를 위한 구동 장치로 되어 있다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 작업 머신에 있어서, 하부 캐리지를 위한 드라이브는 상부 구조에 배치되고, 드라이브 토크는 상응하는 샤프트를 통해 하부 캐리지로 전달된다. 이것은 구동 모션이 상부 구조로부터 시작되는 것을 의미한다. 상부 구조에 있어서, 드라이브를 구성하는 전기 모터는 상부 구조에 배치된 구동 유니트에 의해 구동되는 전력원에 직접 연결된다. 전술한 바와 같은 알려진 이동식 작업 머신들과 비교하여, 로타리 유니온에 의한 회전 가능한 상부 구조로부터 하부 구조로의 에너지 전달이 방지될 수 있다. 결과적으로, 하부 구조를 위한 구동에 대하여 상당한 정도로 더 높은 효율성이 얻어진다. 이것은 전력원과 하부 캐리지를 위한 구동 장치를 구성하는 전기 모터 사이의 작은 간격에 기인한다. 또한, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 작업 머신은 작업 머신의 작동을 위한 모든 명령 및 제어 수단이 상부 구조에 배치될 수 있기 때문에 구성요소들을 매우 컴팩트하게 구성할 수 있는 특징이 있다. 하부 캐리지를 위한 구동 장치가 상부 캐리지에 배치됨으로써 상당할 정도의 효율성이 증가되고, 선행기술보다 더 작은 전력으로 구동 유니트를 사용할 수 있게 한다. 결국, 이것은 선행기술과 비교하여, 에너지 소비가 실질적으로 감소되기 때문에, 투자비를 낮추고 운영비를 낮추는 효과를 가진다.
이동식 또는 자주식 작업 머신에 있어서, 가장 높은 개별 파워 출력은 구동 모드에서 필요하고, 개별 파워 출력은 전체적으로 공급되어야 하는 드라이브 파워에 의해 커버된다. 따라서, 구동 모드 또는 구동 기능을 위해 높은 효율로 유효한 파워 트랜스미션을 유효하게 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 또는 이동식 작업 머신에 따르면, 전기 모터에 의해 구동되고 그 축이 상부 구조의 회전축과 일치하는 중앙 샤프트가 마련된다. 이것은 전기 모터에 의해 생성되는 구동 토크가 하부 캐리지에 전달되어 하부 캐리지에 장착된 휠을 구동하는 샤프트가 중앙 샤프트가 되는 것을 의미한다. 상부 구조의 회전축에 위치된 중앙 샤프트는 전기 모터에 의해 생성된 토크가 유효하게 전달될 수 있는 간단하고 저렴하게 생산되는 부품이다. 중앙 샤프트는 하부 캐리지의 메인 평면에 대해 직각을 향한다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따르 자주식 작업 머신에 있어서, 중앙 샤프트를 통해 하부 캐리지에 전달된 토크를 구동 휠로 전달할 수 있도록, 중앙 샤프트는 하부 캐리지에 배치되고 그것을 통해 구동 휠들이 구동되는 전동 장치에 연결된다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 작업 머신의 구동 유니트는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 구동 유니트는 내연 기관 특히, 디젤 기관이다.
본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 작업 머신에 있어서, 구동 유니트는 연료 전지를 구비할 수 있다. 이러한 실시예의 작동은 특히, 환경 친화적이다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 작업 머신의 설계에 의존하여, 예를 들어, 구동 유니트는 50kW 내지 300kW의 최대 출력을 가질 수 있다.
바람직하게, 전기 모터에 의해 구동되는 중앙 샤프트는 그것을 통해 상부 구조물이 하부 캐리지에 회전 가능하게 장착되어 하부 캐리지 위에서 상부 구조의 연속적인 회전을 허용하는 선회 베어링 칼라를 관통한다.
드라이브 파워를 최대화시키고 작업 머신의 구동 특성을 각각의 조건들로 조절하기 위하여, 전동 장치(gearing)는 전기 모터와 중앙 샤프트 사이에 배치될 수 있고 특히, 하부 캐리어 위에서 상부 구조의 연속 회전을 허용하는 전동 기어 또는 수동 기어로서 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 작업 머신을 효과적으로 작동시키기 위하여, 중앙 샤프트는 전기 에너지를 복구하기 위한 복구 시스템의 일부일 수 있고, 복구된 전기 에너지를 위한 저장 장치는 상부 구조에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 저장 장치는 축압기 또는 커패시터이고 전기 모터에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 작업 머신은 구동 휠들을 포함하는 하부 캐리지 및 붐(boom) 등이 장착되는 상부 구조를 포함하는 그 어떤 종류의 작업 머신일 수 있다. 예를 들어, 자주식 작업 머신은 크레인, 굴착기, 하역 기계, 텔레 핸들러 등이다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 작업 머신의 다른 장점들은 도면들과 청구범위로부터 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 자주식 작업 머신의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 이동 가능한 크레인(10)은 자주식 작업 머신을 구성한다. 이동식 크레인(10)은 하부 캐리지(12)의 섀시의 일부인 구동 휠들(14)이 마련된 2-축 하부 캐리지(12)를 구비한다.
상부 구조(18)는 표준-설계의 선회 베어링 칼라(16)를 통해 하부 캐리지(12)에 장착된다. 선회 베어링 칼라(16)에 의해 형성되는 회전축은 도 1에서 "A"로 표시된다. 선회 베어링 칼라(16)는 하부 캐리지(12) 위에서 상부 구조(18)의 연속적인 회전을 허용한다.
상부 구조(18)는 이동 크레인(10)의 실질적으로 모든 작동 요소들이 배치되는 드라이버 캐빈(20)을 구비하므로, 상기 작동 요소들은 이동 크레인(10)의 운전자가에 의해 편안하게 조작될 수 있다. 또한, 신축가능한 방식으로 구현될 수 있는 크레인 붐(22)은 크레인 후크(28)를 위한 로프 호이스트(26)를 가지는 한편 상부 구조(18)에 회동되게 장착된 조절 실린더(24)가 마련된다.
상부 구조(18)에는 디젤 엔진으로서 구현되는 구동 유니트(30)가 마련되어, 조절 실린더(24)를 작동하기 위한 유압 펌프(32)를 구동한다. 또한, 구동 유니트(30)는 전선(36)을 통해 전기 모터(38)에 연결된 발전기(34)를 구동한다. 드라이버 캐빈(20)으로부터 제어될 수 있는 제어 장치에 연결된 전기 모터(38)는 수동 트랜스미션(40)을 통해 중앙 샤프트(42)를 구동하고, 중앙 샤프트(42)의 축은 하부 구조(18)의 회전축(A)와 일치한다. 중앙 샤프트(42)는 하부 캐리지(12)와 상부 구조(18) 사이의 선회 베어링 칼라(16)를 관통하여 하부 캐리어(12)에 배치되고 샤프트(46)를 통해 하부 캐리지(12)의 구동 휠(14)에 연결된 분배 기어(44)에 연결된다.
전술한 이동 크레인에 있어서, 전기 모터는 상부 구조에 배치되고 발전기(34)에 의해 전기를 공급받아서 선회 베어링 칼라(16)를 관통하는 중앙 샤프트(42)를 통해 하부 캐리지(12)의 구동 휠을 구동한다. 이동 크레인(10)의 구동 모션은 상부 구조(18)에 배치된 전기 모터(38) 형태의 구동 장치의 작동에 의해 개시된다.
10...이동 크레인 12...하부 캐리지
14...구동 휠 16...선회 베어링 칼라
18...상부 구조 20...드라이버 캐빈
22...크레인 붐 24...조절 실린더
26...로프 호이스트 28...크레인 후크
30...구동 유니트 32...유압 펌프
34...발전기 36...전선
38...전기 모터 40...트랜스미션
42...중앙 샤프트 44...분배 기어
46...샤프트 A...회전축

Claims (9)

  1. 구동 장치에 의해 구동되는 구동 휠들(14)이 마련된 하부 캐리지(12)와, 작업 도구를 위한 붐(22)이 장착되고 구동 유니트(30)가 배치되며 하부 캐리지(12)에 회전 가능하게 장착된 상부 구조(18)를 구비하는 자주식 작업 머신에 있어서,
    상기 구동 유니트(30)은 상부 구조(18)에 배치된 전기 모터(38)를 위한 전력원인 발전기(34)를 구동하고,
    상기 전기 모터(38)는 하부 구조(12)에 배치된 구동 휠들(14)을 위한 구동 장치인 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  2. 청구항 1에 있어서,
    전기 모터(38)에 의해 구동되고 그 축이 상부 구조(18)의 회전축(A)과 일치하는 중앙 샤프트(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중앙 샤프트(42)는 구동 휠들(14)이 구동될 수 있도록 하부 구조(12)에 배치된 전동 장치(44)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 중앙 샤프트(42)는 상부 구조(18)가 하부 캐리지(12)에 회전 가능하게 장착된 선회 베어링 칼라(16)를 관통하는 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 모터(38)와 중앙 샤프트(42) 사이에 배치된 전동 기어 또는 수동 기어(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    중앙 샤프트(42)는 전기 에너지를 회복시키기 위한 복구 시스템의 일부이고, 복구된 전기 에너지를 위한 저장 장치는 상부 구조(18)에 배치된 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 유니트(30)는 내연 기관 특히, 디젤 기관인 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 유니트(30)는 연료 전지를 구비하는 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    작업 머신은 크레인, 굴착기, 하역 기계, 또는 텔레 핸들러인 것을 특징으로 하는 자주식 작업 머신.
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