KR100935268B1 - 권양 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 권양 드럼을 구비하는 제1 권양기 및 제2 권양 드럼을 구비하는 제2 권양기를 포함하는 권양 장치에 관한 것이다. 또한 제1 권양 드럼의 회전을 제2 권양 드럼의 회전에 동기화할 수 있는 동기화 장치를 구비한다. 나아가, 제1 동기 휠 및 제2 동기 휠을 구비하는 차동 축을 더 포함하며, 상기 제1 동기 휠은 제1 회전 연결 장치를 통해 제1 구동장치에 연결되고, 제2 동기 휠은 제2 회전 연결 장치를 통해 제2 구동장치에 연결된다.

Description

권양 장치{WINCH DEVICE}

본 발명은 제1 기어를 통해 제1 구동장치에 의해 회전 구동되는 제1 권양 드럼, 제2 구동 기어를 통해 제2 구동장치에 의해 회전 구동되는 제2 권양 드럼 및 제1 권양 드럼과 제2 권양드럼의 회전을 동기화(synchronization)하는 동기화 장치를 포함하는 권양 기구에 관한 것이다.

이러한 두 개의 권양 드럼과 별도의 두 개의 구동장치를 구비하는 이중 권양 기구는 특히 크레인이나 다른 승강 장치에 이용된다. 적어도 두 개의 케이블에 힘이 분배되어 강도나 안전성 면에서 유리하다. 하나의 큰 구동장치 대신 두 개의 더 작은 구동장치를 이용하는 점에서 생산이나 비용 면에서 유리하다. 두 개의 권양 드럼의 사용은 기본적으로 케이블의 결합 및 분리 작동을 허용하므로, 이러한 권양 기구로부터 높은 기능성을 얻을 수 있다.

이러한 권양 기구는 예를 들어 일본 특허공개공보 52147849에 개시되어 있다. 두 개의 권양 드럼은 각각 유압 모터에 의해 구동된다. 두 개의 유압 모터는 유압 커넥션과 연통함으로써 동기화될 수 있다. 하지만, 유압 시스템에서 사소한 누수라도 동기화를 깨트릴 수 있다.

오스트리아 특허등록공보 309011에는 적어도 두 개의 모터 이동되는 권양장치의 동기(同期:synchronism)를 제어하는 장치가 개시되어 있으며, 동기화는 릴레이 접속에 의해 일어난다. 하지만 예를 들어 거친 건설 현장 조건하에서 건설 기계에 사용되면, 전자, 전기 부품이 감도 때문에 오작동을 일으킬 수 있다.

독일 특허 0710132로부터 두 개의 권양 드럼을 구동하는 기어가 개시되어 있다. 이 경우 두 개의 권양 드럼은 공통의 주 구동 모터에 의해 구동되므로, 필연적으로 동기화가 일어난다. 대응하는 기어 조절장치를 매개로 하여 위치설정 모터(positioning motor)를 이용하여 두 개의 권양 드럼을 개별 구동할 수 있다.

본 발명은 컴팩트하고 간단한 구조로, 두 개의 권양 구동장치가 특히 신뢰성 있게 동기화하도록 하는 권양 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기의 목적은 권양 장치가 청구항 제1항의 특징을 가지는 것에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 제시되어 있다.

본 발명에 따른 권양 장치는 제1 동기 휠(synchronous wheel) 및 제2 동기 휠과 함께 차동 축(differential shaft)을 구비하며, 제1 동기 휠은 제1 회전 연결장치를 통해 제1 구동장치에 연결되고, 제2 동기 휠은 제2 회전 연결장치를 통해 제2 구동장치에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기의 특징은 권양 장치의 두 개의 권양 드럼을 간단하고 신뢰성 있게 동기화할 수 있다. 차동 축은 두 개의 구동 장치를 일정한 속도로 미리 조정한다. 이때, 복잡한 유압 또는 전기 제어장치가 불필요하게 된다. 동기 휠은 차동 축과 별개로 또는 일체로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 구동장치와 차동 축의 회전 연결부의 연결을 해제할 수 있는 적어도 하나의 결합 장치를 구비하는 것이 특히 바람직하다. 일단 결합 장치의 연결이 해제되면, 두 개의 권양 드럼의 차동 구동이 가능해진다. 두 개의 구동장치가 동기화되어 움직이는 것이 요구될 때만, 결합 장치가 가동될 수 있으며, 이러한 방법으로 차동 축을 통해 속도 및/또는 토크를 조정 또는 일치 시킬 수 있다.

결합 장치는 사실상 알려진 어떠한 결합으로도 구성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 특히 유리한 구조로서, 적어도 하나의 동기 휠이 차동 축의 피벗되고, 결합 장치는 회전할 수 있도록 피벗 된 동기 휠을 차동 축과 연결한다. 본 발명에 따르면 결합 장치는 차동 축 상에 구비된다. 그 결과, 두 개의 권양기는 동일한 구성을 가지며, 이는 제조의 관점에서 효과적이다. 피벗된 동기 휠이 차동 축과 함께 회전하도록 연결되지 않는 한, 권양 드럼을 다른 속도로 구동할 수 있다. 피벗된 동기 휠이 차동 축에 대해 정방향 및/또는 역방향으로 연결될 때에만, 특히 특히 축 결합 운동에 의해 연결될 때에만, 동기화가 일어난다. 바람직하게는 결합 장치 내에서 결합 디스크 배열에 의한 것과 같은 마찰 회전 결합이 일어나므로, 예를 들어 공기압 또는 유압 작동되는 조절 유닛에 의한 것과 같은 느린 구동에 대응하여 토크의 서지(surge: 불규칙한 변화) 없이 느린 속도로 조절할 수 있다.

기본적으로, 회전 결합 장치는 피니언 배열 또는 체인일 수 있다. 본 발명에 따르면, 회전 연결 장치가 구동 벨트를 포함하는 것이 바람직하며, 구동 벨트는 평면, V형 또는 다중 V형 단면을 가질 수 있으나, 바람직하게는 치형 벨트(toothed belt)이다.

기본적으로, 두 개의 권양기의 기어는 감속 기어로 구성된다. 이러한 감속 기어에 의해, 구동 장치의 구동 축의 높은 속도를 권양 드럼의 회전을 위한 낮은 속도로 감속되므로, 상응하는 토크의 상승이 일어난다. 본 발명에 따르면 각 경우 보상 축이 구동 장치에 제공된 구동축을 통해 회전 결합 장치에 의해 직접적으로 구동된다는 점에서 특히 유리하다. 따라서, 상대적으로 낮은 토크로 두 구동 축 사이에 직접적인 속도 조절이 일어난다. 이는 차동 축과 결합 장치의 조밀한 배열과 구성을 가능하게 한다.

특히 조밀한, 동시에 높은 감속 비가 제1 기어 및 제2 기어가 적어도 하나 바람직하게는 세 개의 유성 기어단(planetary gear stages) 또는 변속 기어(speeds)를 구비한다는 점에서 독창적으로 달성된다. 두 개의 권양기의 유성 기어단은 바람직하게는 같은 감속 비를 가지고 동일하게 구성되므로, 속도 조절 시에 차동 축이 두 개의 권양 드럼을 같은 속도 및 같은 토크로 구동한다.

각 권양기에서 구동 축 및 권양 드럼이 동축 상에 있다는 점에서 독창적인 권양 장치의 조밀한 구성을 용이하게 한다. 권양 드럼은 내부에 기어가 구비되며, 구동 축이 내부로 돌출되는 빈 실린더 형태로 구성된다.

본 발명에 따르면 구동 축 및 권양 드럼이 차동 축에 평행한 방향을 향하며, 차동 축이 두 개의 권양 드럼 사이에 중심에 위치한다는 점에서, 특히 양호한 대칭적인 힘 분배와 함께 조밀한 배열이 얻어진다. 차동 축을 지나는 중앙면에 두 개의 권양기에 대한 거울 대칭 배열은 차동 축에 가해지는 횡단력에 대한 보상을 보증한다. 이는 또한 간단하고 조밀한 구성에 유리하다.

본 발명 권양 장치의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 차동 축을 구동하기 위해, 제1 구동 축에 대해 회전가능하게 연결되는 제1 신장축(extension shaft)과 함께 제2 구동 축에 대해 회전 가능하게 연결되는 제2 신장축이 구비되며, 제1 신장축 및 제2 신장축은 권양 드럼의 베어링 하우징으로부터 돌출된다. 탈착 가능하 게 구동 축에 부착된 신장축의 사용에 의해, 종래 권양기를 본 발명에 채용할 수 있다. 신장축은 권양 드럼의 베어링 하우징으로부터 돌출되므로, 용이하게 하우징의 외부에 차동 축과 회전 가능하게 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2 권양기가 동일한 구성을 가지므로 비용 및 제조 상 유리하다.

본 발명에 따르면 구동 축 및 권양 드럼이 차동 축에 평행한 방향을 향하며, 차동 축이 두 개의 권양 드럼 사이에 중심에 위치한다는 점에서, 특히 양호한 대칭적인 힘 분배와 함께 조밀한 배열이 얻어진다. 차동 축을 지나는 중앙면에 두 개의 권양 장치의 대한 거울 대칭 배열은 차동 축에 가해지는 횡단력에 대한 보상을 보증한다. 이는 또한 간단하고 조밀한 구성에 유리하다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2 권양 장치가 동일한 구성을 가지므로 비용 및 제조 상 유리하다.

도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 권양 장치(10)는 박스 타입의 상부 개방 하우징(12)을 구비하며, 제1 권양기(20) 및 제2 권양기(40)가 하우징(12) 내부에 평형하게 병렬 배치된다. 제1 권양 드럼(22) 및 제2 권양 드럼(42)는 하우징(12) 내에 추축 장착된다. 차동축(62)을 구비하는 동기화 장치(60)는 두 개의 권양기(20, 40) 사이의 중심에 위치한다. 제1 동기 휠(64) 및 제2 동기 휠(66)은 추축(62) 상에 위치하며, 하우징(12)의 일면으로부터 돌출되어 있다.

차동 축(62)과 함께 회전하능하게 연결된 제1 동기 휠(64)은 밴드 형의 치형 구동 벨트(28)에 의해 제1 구동 휠(27)과 함께 회전하도록 연결된다. 제1 구동 휠(27)은 제1 권양기(20)의 제1 유압 구동장치(26)에 의해 구동되는 신장축(32) 상에서 회전하도록 연결된다. 동일한 방법으로 제2 권양기(40)의 제2 신장축(52)이 제2 권양기(40)의 제2 유압 구동장치(46)에 의해 구동된다. 제2 구동 휠(47)은 제2 신장축(52) 상에서 회전하도록 연결되며, 제2 구동 벨트(47)에 의해 차동 축(62) 상의 제2 동기 휠(66)과 함께 회전하도록 연결된다.

차동축(62) 및 두 개의 동기 휠(64, 66)을 구비하는 동기화 장치(60)의 배열은 도 2에 더욱 상세하게 도시된다.

이하 도 3을 참조하여, 동기화 장치(60)의 구성 및 기능을 더욱 상세하게 설명한다. 차동축(62)은 축 베어링(63)에 의해 하우징(12)에 단단히 끼워진 베어링 슬리브(14)에 대해 축 연결 된다.

제1 동기 휠(64)은 회전 조인트(65)에 연결됨으로써 차동축(62)에 단단히 연결된다. 그러나, 제2 동기 휠(66)은 차동축(62) 상의 축 베어링(67)에 의해 축 연결 된다. 제2 동기 휠(66)은 결합 장치(70)를 통해 차동축(62)와 함게 회전하도록 연결되므로, 제1 동기 휠(64)와 제2 동기 휠(66) 사이에 동기 회전이 일어난다.

결합 장치(70)은 스크류 볼트에 의해 제2 동기 휠(66)에 단단히 고정되는 결합 디스크를 구비하는 제1 결합 요소(72)을 포함한다. 제2 동기 휠(66)과 함께 제1 결합 요소(72)는 차동축(62)에 대해 회전가능하다. 제1 결합 요소(72)에 대응하여, 제2 결합 디스크를 구비하는 제2 결합 요소(74)는 차동축(62)과 함께 회전가능하게 연결된다. 결합 장치(70)는 차동축(62) 내의 유체 공급부(78) 및 유체 덕트(76)에 의해 가동될 수 있다. 가압 중에는 상대적으로 제1 결합 요소(72)에 대한 제2 결합 요소(74)의 변위가 발생하므로, 각각 결합 디스크를 통해 마찰로 인해 상호결합하게 된다. 마찰 결합에 의한 결과 제2 동기 휠(66)과 차동축(61) 사이에, 차동축(62) 상에 회전하도록 연결되고 축방향으로 변위가능하도록 위치하는 제2 결합 요소(74)를 통한 회전 조인트가 존재한다.

제1 권양기(20)에 대하여, 권양기의 개략적인 구성이 도 4에 도시되어 있다. 제1 권양기(20)는 개략적으로 도시된 케이블(16)을 구동하는 제1 권양 드럼(22)을 구비한다. 구동축(30)은 유압 구동장치인 제1 구동장치(26)에 의해 높은 속도 및 낮은 토크를 가지도록 구동된다. 유성 기어(미도시)의 배열에 의해 속도가 감속되며, 그에 대응하여 상승된 토크가 이미 알려진 방식으로 제1 권양 드럼(22)으로 전달된다. 구동 축(30)의 회전 축(31)은 제1 권양 드럼(22)의 회전 축과 동축을 이룬다.

다각형 단면을 가지는 축-허브 연결부(34)에 의해 제1 신장축(32)이 구동 축(30) 상에서 회전되도록 연결 장착된다. 하우징(12) 바깥으로 제1 구동 축(30)까지 축방향으로 연장된 신장축(32)에 의해, 제1 구동 휠(27)이 구동된다. 제1 구동 휠(27)은 제1 신장축(32)의 자유단에 회전가능하게 끼워맞춤 연결된다. 제1 권양기(20)의 제1 구동 휠(27)에 대해 축방향으로 변위를 가지는 제2 구동 휠(47)의 배열을 제외하고, 제1 권양기(20)는 제2 권양기(40)와 동일한 구성을 가진다. 제2 구동 휠(47)의 상기 축방향 변위가 점선으로 도시된 제2 구동 휠(47)의 배열에 의해 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 제1 신장축(32) 및 제2 신장축(52)은 동일한 구성을 가지며, 각각 구동 휠(27, 47)를 위한 수용부를 구비한다.

결합 장치(70)가 마찰 결합을 일으키도록 가동되지 않는 한, 제1 권양기(20)와 제2 권양기(40)는 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 그러나, 두 권양기(20, 40)를 함께 일치하는 승강 운전을 하기 위해 동일한 속도로 가동될 필요가 있을 때, 결합 장치(70)가 가동된다. 이를 통해, 차동축(62) 상의 제2 동기 휠(66)은 이와 함께 회전하도록 연결 결합된다. 이러한 방법으로 제1 신장축(32) 및 제2 신장축(52)의 회전 운전은 필연적으로 서로 기계적으로 커플링된다. 차동축(62) 및 치형 벨트 형태의 구동 벨트(28, 48)에 의해 제1 권양기(20) 및 제2 권양기(40) 사이의 속도 조절이 이루어진다. 이는 신뢰성 있는 기계적인 방법으로 두 권양기(20, 40)의 동기화를 보장한다. 동기 휠(64, 66) 및 두 구동 휠(27, 47)은 사슬톱니(sprocket)로 구성되며, 바람직하게는 동일한 형태이다.

도 1은 본 발명의 권양 장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 권양 장치의 부분 단면도,

도 3은 도 2의 차동 축 부분의 확대 단면도,

도 4는 권양 장치의 개략적인 부분 단면도.

Claims (10)

1. 제1 권양 드럼을 구비하며, 제1 기어를 통해 제1 구동 장치에 의해 회전하도록 구동되는 제1 권양기;

   제2 기어를 통해 제2 구동장치에 의해 회전하도록 구동되는 제2 권양 드럼을 구비하는 제2 권양기;

   제1 권양 드럼의 회전을 제2 권양 드럼의 회전에 동기화하는 동기화 장치;를 포함하는 권양 장치에 있어서,

   제1 동기 휠 및 제2 동기 휠을 구비하는 차동축을 포함하며,

   제1 동기 휠은 제1 회전 연결 장치에 의해 제1 구동 장치에 연결되고, 제2 동기 휠은 제2 회전 연결 장치에 의해 제2 구동 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
2. 제1항에 있어서,

   차동축에 결합된 제1 및 제2 구동 장치의 적어도 하나의 구동 장치의 회전 연결을 해제할 수 있는 적어도 하나의 결합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
3. 제2항에 있어서,

   제1 및 제2 동기 휠 중 적어도 하나의 동기 휠이 차동축 상에 축 결합되고,

   결합 장치를 통해 축 결합된 동기 휠이 차동축에 회전하도록 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
4. 제1항에 있어서,

   회전 연결 장치는 구동 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
5. 제1항에 있어서,

   차동축과 제1 및 제2 회전 연결 장치는 각각 제1 및 제2 구동장치에 구비된 제1 및 제2 구동 축을 통해 직접 구동되는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
6. 제1항에 있어서,

   제1 기어 및 제2 기어는 적어도 하나의 유성 기어단을 구비하는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
7. 제5항에 있어서,

   제1 및 제2 구동 축과 제1 및 제2 권양 드럼은 각 권양 장치에서 동축 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
8. 제5항에 있어서,

   제1 및 제2 구동 축과 제1 및 제2 권양 드럼은 차동 축과 평행한 방향을 향하며, 상기 차동축은 두 개의 권양 드럼 사이에서 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
9. 제5항에 있어서,

   차동 축을 구동하기 위해, 제1 구동축과 함께 회전하도록 연결되는 제1 신장축 및 제2 구동축과 함께 회전하도록 연결되는 제2 신장축이 구비되며,

   제1 신장축 및 제2 신장축은 각각 제1 및 제2 권양 드럼의 베어링 하우징으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 권양 장치.
10. 제1항에 있어서,

    제1 권양기 및 제2 권양기는 동일한 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 권양 장치.

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