KR20070006613A - 크레인 신축자재부의 상위현 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링 용량의 측정을 최적화하고 제조가 단순한 크레인 신축자재부의 상위현에 관한 것으로서, 상위현의 단면부는 중앙 직선 단면부(1)와 외향 굴곡 단면부 및 직선 단면부(2 내지 5)로 구성되고, 제1외향 굴곡 단면부(2), 제2 직선 단면부(3), 제2 외향 굴곡 단면부(4), 제3 직선 단면부(5)들이 상기 중앙 직선 단면부의 각 단면부면에 연결되어 있다.

크레인 신축자재부, 상위현

Description

크레인 신축자재부의 상위현{Upper Chord for Telescopic Parts of a Crane}

도 1은 이동식 크레인에 대한 신축자재부의 단면도.

본 발명은 크레인 신축자재부의 상위현 단면부에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 이동식 (vehicle) 크레인 신축자재부의 상위현 단면부에 관한 것이다.

신축자재식 크레인 지브는 작동 중에 상위현(대략 신축자재부의 단면부의 상위 절반 부분)이 하중에 노출되어 장력 스트레스(응력)가 생긴다. 또한, 수평 외력(바람)과 중심을 벗어난 하중으로 인하여 수평 방향의 구부러짐과 비틀림도 발생할 수도 있다.

상위현 단면부의 형상에 대한 중요성을 인식하기 전에는, 독일 특허 공개 공보 DE 196 24 312 A1에 기재된 예처럼, 대부분 반상자(semi-box) 형상의 상위현 프로파일 (profiles) 또는 상위현 단면부를 사용하였다. 이후에는, 예컨대, 독일실용신안공개공보 DE 200 04 016 U1과 유럽특허공개공보 EP 1 321 425 A1에 개시되어 있는 것처럼 형상 면에서 개조된 상위현 단면부가 사용되었다. 이 개조된 상위현 단면부는 중앙의 편평한 단면부와 나머지 편평하면서도 바깥으로 구부러진 굴곡 단 면부로 구성되어 있다.

본 발명의 목적은 베어링 용량의 측정을 최적화하고 제조가 단순한 크레인 신축자재부의 상위현을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 크레인 신축자재부의 상위현 발명에 의해 달성된다. 청구항 제1항의 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 중앙 직선 단면부의 각 교차면에 아래의 구성 요소들이 연결되는 크레인 신축자재부의 상위현 단면부가 제공된다.

- 제1 외향 굴곡(outwardly curved) 단면부

- 제2 직선 단면부

- 제2 외향 굴곡 단면부

- 제3 직선 단면부

위에서 말한 중앙 직선 단면부는 크레인 신축자재부의 수직 경도면의 양쪽으로 걸쳐 있는 반면, 나머지 단면부들은 이 경도면 양쪽 각각에 배치되어 있다. 단면부들을 이렇게 설계하면, 단면부의 모양으로 인해 안정성이 최적화될 뿐만 아니라, 다른 한편으로 제조 과정도 최적화된다. 본 발명에 따른 상위현 단면부와 함께 본 발명을 구성하는 한 부분인 신축자재부를 구성하는 비용은 전체 제조 비용의 대부분을 차지하기 때문에, 이 이유만으로도 그 비용을 가능한 한 최저로 유지해야 한다. 다르게 말하면, 매우 간소화된 제조가 가능하여야 한다. 한편, 단면부는 그것의 형상 때문에 생기는 하중을 가능한 한 많이 흡수할 수 있어야 한다. 본 발명에 따른 구성에서도 이 두 가지 사항이 적용된다. 외향 굴곡 단면부와 직선 단면부를 본 발명에서 제시한 개수만큼 구성하면, 구부러짐(buckling)을 방지하는 이상적인 보강재로 작용하는 다수의 휨 부분(deflections)을 확보할 수 있다. 그러나 이것은 사전장력된 지브 시스템(pre-tensioned jib system) 및/또는 보강형 지브 시스템(braced jib system)에서는 지브 운영 방향을 바꾸는 데에 큰 이점이 있으며, 구부러짐을 방지하기 위하여 별도의 보강재를 제공해야 할 필요성이 최소화되거나 완전히 제거된다.

특히 단면부의 개수와 형상을 본 발명에서 제시한 것으로 하면, 가로 방향의 단면부에 휨 부분이 생성되는 것과 같은 효과가 나타나고, 따라서 가로 방향의 구부러짐 영역들을 좀 더 분명하게 구별할 수 있고 전반적인 구부러짐 영역이 보강되는데, 이것은 예컨대 독일 실용신안 공개 공보 DE 200 04 016 U1에 나타나 있는 크기가 큰 및/또는 길이가 긴 개별 구부러짐 영역들과는 다르다. 특히, 이는 가로 방향의 구부러짐에 대한 저항력을 증가시킨다.

한편, 이는 생산 비용을 현저하게 효과적으로 만든다. 외향 굴곡 단면부는, 하나의 도구와 한번의 모서리 공정(canting process)을 이용하여, 상위현 (상위셸) 전체에 모두 4개의 휨 부분 또는 만곡부가 생기도록 구성될 수 있다. 이는 굴곡 단면부를 예컨대 EP 1 321 425 A1에 나타나 있는 것처럼, 확장되어 서로 연결된 구조로 하는 것에 비해 더 쉽게 제조될 수 있게 한다. 직선(평면의 또는 선형의) 단 면부는 모서리 가공 도구의 배치를 매우 정확하게 선택할 수 있게 함으로써, 높은 공정 신뢰도를 보장해 준다.

따라서 본 발명은 생산성 최적화와 안정성 최적화의 최적 시스템 설계의 달성이 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 제3 직선 단면부는 크레인 신축자재부의 수직 경도면과 평행하게 배치되고, 상위현의 하위 종단을 구성한다. 다시 말하면, 제3 직선 단면부를 이렇게 배치하면, 단면부의 하위 말단부는 다시 일직선으로 아래로 향하고, 따라서 이에 상응되게 배치되어 있는 하위현 연결부로 쉽게 연결될 수 있어서, 연결점에서 최적화된 힘의 전개가 가능하다. 상위현 단면부는 실질적으로 신축자재부 단면부의 전체 상위의 절반을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 하위 종단을 단면부의 수직 중심 부분과 실질적으로 수평을 이루도록 배치하는 것이 바람직하다. 이는 부하가 가해 졌을 때 무장력(압력)을 유지하는 구역에서 연결점(용접선)을 장력 응력 구역과 압축 응력 구역(상단/하단) 사이에 놓이도록 한다.

직선 단면부와 외향 굴곡 단면부의 연결은 모든 연결부 또는 적어도 하나 이상의 연결부가 접선 방향이 되도록 한다. 이렇게 하면 연결부에 응력 최대치가 나타나는 것을 방지할 수 있다.

단면부는 길이와 곡률과 관련하여 아래의 조건 중 적어도 하나 또는 그 이상을 만족해야 한다.

- 제1 외향 굴곡 단면부는 제2 외향 굴곡 단면부보다 길다.

- 중앙 직선 단면부는 제2 직선 단면부보다 길다. (본 명세서에서 중앙 직선 단면부는 "제1 직선 단면부"로 간주될 수도 있다.)

- 제2 직선 단면부는 제3 직선 단면부보다 길다.

- 제1 외향 굴곡 단면부는 제2 외향 굴곡 단면부보다 좀 더 급격하게 바깥으로 구부러져 있다.

개별 사안에 따라서, 길이 비율과 곡률 비율은 반대가 될 수도 있으며, 단면부들이 동일한 길이와 곡률을 가질 수도 있다. 지브 부품들이 더 작은 경우에는, 예를 들어, 제2 직선 단면부가 제3 직선 단면부보다 길지 않다. 단면부들은 중심 상위 구성 요소로부터 바깥쪽으로, 위에서 맨 먼저 언급한 순서와 정확히 같게, 정렬될 수 있다. 또한, 본 발명에서 단면부들은 직선 단면부와 굴곡 단면부가 교대로 정렬되는 것이 좋다.

뒤틀린 경사면 또는 모난 전이(용접선이 있는 것과 없는 것)를 대비시킨 것과 같이, 본 명세서에서 "굴곡" 또는 "구부러짐"은 서서히 구부러진 또는 아치형의 전이를 뜻한다.

이하 실시예에 기초하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다. 본 발명은 여기에 기재된 모든 특징을 개별적으로 또는 조합 형태로 포함할 수 있다. 도 1은 크레인 특히 이동식(vehicle) 크레인에 대한 신축자재부의 단면부를 나타낸다. 거의 모든 경우에, 이러한 신축자재용 지브는 베이스 부품과 여러 개의 신축자재 구간으로 이루어진다. 본 발명에 따르면, 베이스 부품 및/또는 신축자재 구간은 본 발명에 따른 단면 형상을 가질 수 있다. 도 1에서, 신축자재부의 단면부 전체는 도면부호 10으로 표기하고, 이는 도면부호 13이 가리키는 지점에서 특히 용접으로 서로 연결된 상위현(11)(상위 셸)과 하위현(12)(하위 셸)으로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상위현(11)은 5개의 직선 단면부와 4개의 외향 굴곡 단면부로 이루어진다. 또한, 본 발명에 따르면, 직선 단면부들은 외향 굴곡 단면부와 번갈아 배치된다.

상부 중앙의 상위현(11)은 수직 경도면(14) 양쪽에 대칭적으로 걸쳐 있는 직선 단면부(1)를 포함하고, 전체적으로는 가장 긴 직선 단면부를 이룬다.

수직 경도면 양쪽의 단면부(1)에 직접 연결된 부분은 제2 직선 단면부(3)를 각각 뒤잇는 외향 굴곡 단면부(2)이다. 제 2직선 단면부(3) 다음에는 외향 굴곡 단면부(4)가 연결되고 이 외향 굴곡 단면부는 다시 제3 직선 단면부(5)와 연결되는데, 제3 직선 단면부는 상위현의 아래쪽 끝 부분을 이룬다. 상위현은, 직선 단면부의 하위 가장자리에서, 도면부호 13에서 하위현(12)에 연결된다.

굴곡 단면부(2)와 굴곡 단면부(4)는 하나의 도구를 이용하여 각각 한번의 모서리 공정을 통해 제조될 수 있는 구조로 되는 것이 바람직하다. 그러면, 상위현(11)은 총 4개의 모서리 (굴곡 또는 구부러짐)를 가지게 된다. 직선 또는 선형 구간(1, 3, 5)으로 인하여 생산 과정에서 정확하게 모서리 공정 도구를 배치하는 것이 가능하므로, 공정 신뢰도가 향상된다.

베이스 부품 및/또는 지브의 신축자재 구간에 대한 지브 셸을 생산할 때에, 굴곡 단면부(2) 및 굴곡 단면부(4)의 반지름은, 하나의 도구를 이용하여 각각 한 번의 모서리 공정으로 제조될 수 있는 구조로 되는 것이 바람직하다. 따라서, 상위현 셸(11)의 생산 과정 동안에 도구를 교체하는 것은 불필요해진다. 각기 상이한 재료 특성, 판의 두께, 모서리를 절단하는(canting) 각도를 고려하여 반지름을 선택한다. (따라서, 위에서 언급한 요소들에 대한 곡률비는 물론 역전된 곡률비도 가능하다.) 요소들의 연결은 최대한 접선 방향이 되도록 하여 응력 최대치가 생기지 않도록 한다.

단면부에 있는 굴곡부 또는 휨 부분은 구부러짐을 방지하는 보강재의 역할을 하고, 직선부는 제조를 용이하게 함으로써, 본 발명에 따른 단면부 형상을 채택하면 구부러짐 방지와 제조의 용이성이 최적화된다.

본 발명에 따르면, 베어링 용량의 측정을 최적화하고 제조가 단순한 크레인 신축자재부의 상위현이 제공된다.

Claims (12)

1. 크레인 신축자재부의 상위현으로서,

   상기 상위현의 단면은 중앙 직선 단면부(1)와, 바깥으로 굴곡된 단면부와 직선 단면부(2~5)를 포함하며,

   제1 외향 굴곡 단면부(2), 제2 직선 단면부(3), 제2 외향 굴곡 단면부(4), 제 3직선 단면부(5)가 상기 중앙 직선 단면부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
2. 제1항에서,

   제3 직선 단면부(5)는 크레인 신축자재부의 수직경도면에 평행하고, 상위현(11)의 아래 쪽 끝부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에서,

   상위현이 신축자재부의 단면부의 실질적으로 전체 상위 절반을 형성하는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

   상기 직선 단면부(1, 3, 5)와 외향 굴곡 단면부(2, 4) 사이의 연결은 접선 방향인 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

   제1 외향 굴곡 단면부(2)가 제2 외향 굴곡 단면부(4)보다 긴 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,

   중앙 직선 단면부(1)가 제2 직선 단면부(3)보다 긴 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,

   제2 직선 단면부(3)가 제3 직선 단면부(5)보다 긴 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,

   중앙 직선 단면부(1)가 제2 직선 단면부(3)와 길이가 같거나 짧은 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,

   제2 직선 단면부(3)가 제3 직선 단면부(5)와 길이가 같거나 짧은 것을 특징 으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,

    제1 외향 굴곡 단면부(2)가 제2 외향 굴곡 단면부(4)보다 더 많이 바깥쪽으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,

    단면부(2 내지 5)가, 제1항에서 주어진 순서대로, 중앙 상위 요소로부터 바깥쪽으로 멀리 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에서,

    단면부(2 내지 5)는 직선 단면부와 굴곡 단면부가 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인 신축자재부의 상위현.

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