KR101283328B1

KR101283328B1 - 부하의 리프팅을 위한 컨테이너 크레인용 리프팅 장치의시스템 어레인지먼트 및 시스템 어레인지먼트 동작을 위한구동

Info

Publication number: KR101283328B1
Application number: KR1020077011112A
Authority: KR
Inventors: 라힘 그로제
Original assignee: 엠.아.테.말메디 안트리브스테크니크 게엠베하
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2013-07-15
Also published as: EP1661845A1; WO2006056193B1; DE112005003429A5; WO2006056193A1; CA2588461C; CA2588461A1; KR20070094734A; ATE550287T1; HK1108679A1; US7970520B2; EP1661845B1; CN101102958B; ES2383899T3; CN101102958A; US20080140289A1

Abstract

본 발명은, 컨테이너 크레인의 리프팅의 시스템 어레인지먼트 및 동작 방법에 관한 것으로, 동작의 안전성이 추가적으로 향상되는 방식으로 개발하는 것을 목적으로 하며, 트랜스미션 아웃풋 사이드가 로우프 드럼에 연결되는 트랜스미션과, 드라이빙 샤프트가 트랜스미션 인풋 사이드에 연결되는 모터로 구성되어, 과부하가 발생하는 동안 모터의 드라이브 동작이 축소되는 큰 장점을 갖는다.

컨테이너 크레인, 리프팅, 시스템 어레인지먼트

Description

부하의 리프팅을 위한 컨테이너 크레인용 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트 및 시스템 어레인지먼트 동작을 위한 구동{SYSTEM LAYOUT OF A LIFTING GEAR, ESPECIALLY FOR A CONTAINER CRANE FOR LIFTING LOADS AND METHOD FOR OPERATING SAID SYSTEM LAYOUT}

본 발명은 컨테이너 크레인의 리프팅 장치에서 구성상의 컴포넌트(components) 및 그룹(group)에 대한 시스템 어레인지먼트 및 상기 시스템 어레인지먼트의 동작 방법에 관한 것이다.

종래의 리프팅 장치들은 모터, 모터 샤프트, 필요할 경우 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼과 통합된 클러치, 트랜스미션 인풋 샤프트, 트랜스미션, 트랜스미션 아웃풋 샤프트, 클러치, 와이어 로우프를 구비하는 와이어 로우프 드럼, 그리고 통합된 브레이크 디스크 또는 안전 브레이크를 구비하는 브레이크 드럼으로 구성된다.

기술의 현 수준상태에 따른 이러한 형태의 리프트 장치들은 과부하에 충분히 안전하지 않다. 특히, 리프팅되는 부하가 꽉 채워져 있을 때, 상당한 과부하가 발생할 수 있다. 이와 관련하여 모터를 일시적으로 움직이지 않게 할 경우 또는 고속의 모터들이 그들 자신의 모멘텀을 통하여 많은 양의 회전 에너지를 가지고 있을 경우, 상기 구동동작에 의해 이미 들어 올려진 부하가 일시적으로 초과되는 경우가 발생할 수도 있다.

상기 현재 상태의 기술은 비틀림의 응력과 파워를 측정하는 수단에 의해 모터의 구동동작의 축소를 유발하는 시스템들이다. 그러나 이 경우에 그러한 사실적 데이터를 기록해서 상기 동작의 실질적 축소까지는 시간이 필요하고, 그것은 이미 상당한 과부하를 만들어 낸다.

예외적인 경우들에서, 특정 시스템들은 과부하에 의해 발생하는 임계상황의 동작 조건을 방지하기 위해 특정 시스템들이 사용된다. 이러한 방지는 와이어 로우프에서 디플렉션 로울러를 적용함과 아울러 유압 또는/그리고 공압 시스템의 수단에 의해 달성된다. 또한, 측정 프로세스는 여러 파워 트랜스미션 샤프트들에서의 전자적 베이스(즉, 토크, 회전 속도, 등)로 실행되고 그리고 그에 상당하는 콘트롤 어레인지먼트를 거쳐 산출된다.

이들 시스템들은 임계 부하가 걸릴 경우에 브레이크 동작과정을 시작되게 하여 모터의 동작을 차단하게 한다.

한편으로는, 상기 방법의 주요 결점은 대규모의 유압 시스템 또는 대규모의 전자 제어장치들이 요구되어 그와 관련된 과다한 비용의 원인이 된다는 것이다. 또 한편으로는 상기 모터와 트랜스미션의 연결이 끊어지지 않은 상태나 또는 그들의 플라이 웨이트(flyweights)는 브레이킹 프로세스 과정에서 각각 최대 허용 부하보다 상당히 더 큰 부하 피크점을 유발하는 결과를 가져오게 한다.

상기에서 언급한 형태의 어레인지먼트는 동작의 안전성이 추가적으로 향상되는 방식으로 개발한다는 것이 현재 논의 중에 있는 본 발명의 목적이다. 또한, 상기 어레인지먼트의 동작방법도 개발될 것이다.

상기 본 발명의 목적은 청구항 1과 10 그리고 그들의 종속 청구항에 따른 본 발명에 의해 해결될 것이며, 두 양면의 트랜스미션의 형태의 실시예에서 도면에 나타날 것이다.

본 발명은 여러 형태의 실시예를 포함한다. 좀 더 자세한 설명을 위해 그들 중 두 실시예가 도면에 개시되며 다음에서 설명한다.

도 1에서는 본 발명에 따른 시스템 어레인지먼트가 장치의 스위칭에 대한 제 1 변형된 실시예가 보여진다.

도 2에서는, 도 1에서 보여진 본 발명에 따른 시스템 어레인지먼트에 대한 부분도가 상기 장치의 스위칭에 대한 제 2 변형된 실시예가 보여진다.

도 1, 2에서 설명된 리프팅 장치는, 각각이 드라이브 샤프트 (2, 2‘)에 의해 트랜스미션(6)과 연결된 두개의 모터 (1, 1‘), 브레이크 디스크(4, 4’) 또는 브레이크 드럼(4, 4‘)이 부착된 클러치(3, 3‘), 브레이크(14, 14’)와 그리고 트랜스미션 인풋 샤프트(5, 5‘)로 형성된다. 상기 트랜스미션(6)은 트랜스미션 아웃풋 샤프트(7, 7’)와 클러치(8, 8‘)를 매개로 하여 로우프 드럼(9, 9’)을 구동한다. 상기 로우프 드럼들은 브레이크 디스크(10, 10‘)가 부착된 로우프(12, 12’), 또는 브레이크 드럼과 안전 브레이크(11, 11‘)가 구비된다. 본 발명에 따르면 상기 리프트장치에는 클러치장치(13, 13’)가 드라이빙 샤프트(2, 2’)에 구비되어 있어, 허용되어 있는 부하를 초과하는 과도한 부하가 걸린 경우에 상기 모터(1, 1‘)와 상기 로우프 드럼(9, 9’)사이의 연결이 완전히 또는 부분적으로 분리되도록 한다. 이것은 초과된 부하 때문에 상기 장치가 부분적으로 또는 완전히 파괴되는 것을 방지한다. 상기 클러치장치(13, 13‘)를 통하여 상기 로우프 드럼(9, 9’)으로부터 상기 모터(1, 1‘)를 분리하는 것에 의해, 부분 또는 모든 브레이크(11, 11’, 14, 14‘)가 활성화되고, 그 사실 때문에 리프팅되는 부하가 지지 받을 수 있는 위치에서 계속적으로 유지되는 것이다. 상기 트랜스미션(6)으로부터 상기 모터(1, 1’)가 분리되는 것에 의해, 모터(1, 1‘)가 차단된 후 남아 있는 운동 에너지가 상기 로우프 드럼(9, 9’)으로 유입되지 않도록 한다. 여기에 나타나 있지는 않았지만 또 다른 실시 형태로, 상기 클러치장치(13, 13‘)가 상기 트랜스미션(6)내에 또는 상기 드럼(9, 9’) 앞에 어레인지 될 수 있다.

또한 상기 리프팅 장치는 상기 브레이크(11, 11‘, 14, 14’)의 조정을 위해 두개의 콘트롤 유니트(15, 15‘)를 구비한다. 상기 장치(13, 13’)의 스위칭을 이해하기 위해, 다음 두개의 변형예를 이용하는 것이 바람직하다.

제 1 변형된 실시예가 도 1에 나타나 있다.

상기 콘트롤유니트(15, 15‘)는 클러치로서 어레인지되어 있는 상기 클러치장치(13, 13’)의 동작 센서(16, 16‘)의 양측에 연결되어 있다. 상기 클러치장치(13, 13’)들은 외주면에 기어이빨(18, 18‘)이 형성되고 서로 마주보는 어레인지먼트로서 커플링디스크(17, 17’)의 형태를 보여주고 있다. 상기 동작 센서(16, 16‘)는 상기 커플링 디스크(17, 17’)의 기어 이빨(18, 18‘)이 패스하는 수를 카운트한다. 상기 콘트롤 유니트(15, 15’)는 소정의 시간 동안에 패스하는 기어 이빨 수를 비교하고 그 결과로부터 상기 커플링 디스크(17, 17‘)의 동작을 판단한다. 상기 커플링 디스크(17, 17’)의 동작 사이에 비자발적인 차이점이 발생할 경우, 상기 콘트롤 유니트는 상기 모든 브레이크(11, 11‘, 14, 14’) 또는 일부를 제어하고 그 결과로서 이것들은 상기 로우프 드럼(9, 9‘)을 정지시킨다. 상기 동작 센서(16, 16’)들은 바람직하게는 근사 스위치(approximation switches)로 설계된다.

도 2에 보여진 상기 장치(13)에 대한 변형된 실시예서는, 클러치로서 디자인된 상기 클러치장치들(13, 13‘)의 모터측 절반에 어레인지되어 있는 동작 센서(24)가 상기 컨트롤 유니트(15, 15‘)와는 어떻게 연결되어 있는지를 보여준다. 상기 장치들(13, 13’)은 상기 모터측 방향에서 축으로 어레인지되어 있는 볼트(23)를 보여주고 있고, 그것은 다시 고정(22: firm) 또는 루스(22‘:loose) 형태로 디스크(22)에 연결된다. 상기 동작 센서(24)는 상기 클러치장치(13, 13’)의 스위칭 프로세스의 경우에 상기 볼트(23)와 상기 디스크(22, 22‘)의 축 운동을 감지하고 그 신호로 상기 콘트롤 유니트에 패스한다. 상기 콘트롤 유니트는 상기 모든 브레이크(11, 11’, 14, 14‘) 또는 일부를 제어하고, 그 경우에 상기 로우프 드럼(9, 9’)은 정지한다. 상기 동작 센서(24)는 근사 스위치로서 어레인지되는 것이 바람직하다.

상기 양 측 변형된 실시예의 상기 컨트롤 유니트들은 또한 상기 모터(1, 1‘)의 속도센서(19, 19’, 20, 20‘)와 상기 로우프 드럼(9, 9’)에 연결된다. 그 와 같은 방식으로, 상기 콘트롤 유니트(15, 15‘)가 상기 브레이크(11, 1’, 14, 14‘)를 초기에 콘트롤하게 함으로서 상기 리프팅 장치의 동작에 앞서 하나씩 상기 브레이크(11, 11’, 14, 14‘)를 테스트하는 것이 가능하고, 그 때문에 그에 상당하는 브레이크 디스크(4, 4’, 10, 10‘)의 움직임이 차단될 것이다. 이어서, 상기 모터(1, 1’)는 스타트될 것이고 상기 브레이크 드럼(9, 9‘)의 속도와 그리고 필요하다면 상기 모터(1, 1’)의 속도가 결정된다. 예를 들면, 상기 속도 센서(20, 20‘)가 -조여진 브레이크(11, 11’, 14, 14‘)에도 불구하고- 상기 로우프 드럼(9, 9’)의 움직임이 정상 속도 이상으로 판단할 때 상기 리프팅 장치의 안전한 동작을 위한 브레이킹 동작으로는 충분하지 않을 것이다. 그러한 경우, 디스플레이 유니트(21, 21‘)가 상기 리프팅 장치의 운전자를 위해 작동하게 될 것이며 상기 리프팅 장치의 새로운 시동이 방지되거나 또는 절대적으로 상기 리프팅 장치의 긴급 동작을 가능하게 할 것이다.

청구항 3에 따른 상기 시스템의 어레인지먼트는, 상기 동작 센서들이 상기 클러치장치(13)를 탐지하여 신호를 상기 콘트롤 유니트(15)로 패스하는 방식으로 어레이지되는 장점을 갖는다.

청구항 2에 따른 실시예는 큰 장점을 갖는데, 그 경우 분리가 자동으로 재차 발생하지 않는다. 이러한 방식으로, 상기 설비의 운전자가 상기 유니트의 동작이 보호되도록 눈에 보이는 검사와 조사 없이는 다시 일을 시작하는 것을 불가능하게 한다.

청구항 7에서는 상기 유니트를 슬립 프릭션 클러치(slip friction clutch)로 서 디자인하고 있는데, 이러한 어레인지먼트에서는 상기 슬립 프릭션 동작에서 파워의 일부가 패스되기 때문에 모터와 로우프 드럼 사이의 연결을 부분적으로 취소하는 요구에 이상적으로 부응하고 있다. 청구항 6에 따른 후속공정 부하-사이드 브레이크(downstream load- side brake)의 동작을 통해, 초과 부하가 발생하는 경우가 다시 발생할 수 있고, 상기 슬립 프릭션 클러치는 다시 부착마찰상태(adhesion friction condition)가 되어, 상기 리프팅장치는 즉시 계속하여 작동할 수 있다.

모터와 로우프 드럼의 완전한 분리 때문에, 어떠한 초과 부하도 100 퍼센트 배제할 수 있다.

청구항 10에 따른 실시예는 상당한 장점을 갖는데, 그 경우에서는 현 기술상태에 속하는 동작 브레이크(14, 14‘)와 안전 브레이크(11, 11’)는 상기 유니트(13)로부터 해제되어 로드-사이드 파워(load-side power)를 취한다. 이와 관련하여, 청구항 12에 따른 실시예에서는 과부하가 걸린 경우에 초과 모터 동작이 또한 축소되기 때문에 커다란 장점을 갖는다.

상기 클러치장치(13)에서 로우프 드럼과 모터 사이의 기계적 분리는 그 스스로 어떠한 제 3 의 에너지 없이도 일을 할 수 있는 장점을 갖는다. 반면에 유압 해결책은 작은 단위의 볼륨과 사이즈에 의해 높은 밀도의 성능을 달성하지만, 그 결과로서 상기 클러치장치의 (13)의 플라이휠의 효과는 작게 유지될 수 있다. 직접적인 방법으로 분리 신호를 받아들일 것이기 때문에 상기 클러치장치(13)의 전자적 프로세싱을 위해 전기적 실시 또한 유리하다.

상기 클러치장치(13)내에서 과부하가 걸린 경우를 인지하기 위한 모니터링 시스템과의 결합은 기존의 리프팅 장치의 개조에 특히 유리하다. 이러한 실행은 기존의 리프팅 장치에서 추가적인 시스템을 개조하는 어떠한 추가적인 프로세스를 필요로 하지 않을 것이고 그 결과로서 독립적으로 실시할 수 있다.

많은 리프팅 장치에서, 상기 유니트들 중에서 하나가 고장이 날 경우 상기 안전 브레이크(11, 11‘)의 동작을 보장하기 위하여, 개별적인 인고잉 그리고 아웃고잉 드라이브 유니트(모터(1, 1‘)에서 브레이크 디스크(10, 10’)까지의 모든 유니트)의 속도에서 비정상적인 것을 모니터링하기 위해 현재 기술 상태에 따른 콘트롤 시스템이 통합된다. 예를 들면 그러한 고장은 클러치(3, 3‘, 8, 8’)의 드라이빙 샤프트(2, 2', 5, 5', 7, 7')의 고장, 또는 기어(6)에서의 고장일 수 있다. 청구항 10에서 유니트(13)의 장점은, 분리되었을 경우 상기 유니트(13)에 이어지는 모든 유니트들의 속도에 대한 모터(1, 1‘)와 드라이빙 샤프트(2, 2')의 속도와의 관계가 변화된다는 것이다. 이러한 변화는 속도의 벗어남을 모니터링하기 위한 제어 시스템에 의해 자동적으로 감지되고, 그에 따라 청구항 10에 따른 브레이킹 프로세스의 시작을 위해 이용된다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 모터와 로우프 드럼 사이에 통상의 브레이킹 시스템(4, 14, 4‘, 14’)의 결합으로, 콤팩트하고 경제적인 어레인지먼트를 나타내기 때문에 과부하가 발생하는 동안 모터의 드라이브 동작의 축소는 큰 장점으로 작용한다. 그러한 유니트들은 통합된 클러치로 직접 실행되는 기술수준의 상태이다.

Claims

트랜스미션 아웃풋 사이드(7)가 로우프 드럼(9)에 연결되는 트랜스미션(6)과, 드라이빙 샤프트(2)가 트랜스미션 인풋 사이드(5)에 연결되는 모터(1)로 구성되는, 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트에 있어서, 모터(1)와 트랜스미션(6) 사이에 클러치장치(13)가 구비되어있으며, 과부하가 걸릴 경우 상기 클러치장치(13)에 의해 모터(1)와 로우프드럼(9) 사이의 연결이 완전히 또는 부분적으로 해제될 수 있으며, 상기 클러치장치(13)은 연결을 풀을 수 있는 볼트들(23, 23‘)을 가지고 있되, 상기 볼트들(23, 23’)은 디스크(22)와 연결되거나 또는 디스크(22)가 상기 볼트(23, 23‘)의 정면 또는 후면 가까이 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제1항에 있어서,

과부하에 응답하는 상기 클러치장치(13)는 연결의 완전 분리 또는 부분 분리를 위한 클러치장치로서, 연결을 자동으로 다시 재구성할 수 없는 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제1항에 있어서,

상기 클러치장치(13)의 사이드에서 볼 때, 상기 모터(1)의 사이드와 상기 로우프 드럼(9)의 사이드의 각각에 동작센서(16)가 어레인지 되어 있고 상기 동작센서(16)가 탐지한 동작들을 비교하기 위해 콘트롤 유니트(15)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제3항에 있어서,

상기 콘트롤 유니트(15)는 풀리는 볼트(23, 23‘)에 의해 이동한 상기 디스크(22, 22’)의 축 운동을 감지하기 위해 근사 센서(24)를 보여주는 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제3항에 있어서,

상기 클러치장치(13)의 서로 각각 반대로 어레인지되어 있는 클러치 절반들(17)은 마킹(markings)을 보여주고, 동작 센서(16)는 상기 마킹의 스캐닝을 위한 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제3항에 있어서,

상기 콘트롤 유니트(15)는 적어도 하나의 브레이크(11, 14)를 콘트롤하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제1항에 있어서,

과부하에 반응하는 상기 클러치장치(13)는 슬립 프릭션 클러치 또는 세퍼레이션 클러치의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리프팅 장치의 시스템 어레인지먼트.
제1항에 있어서,

과부하에 반응하는 상기 클러치장치(13)는 기계식, 유압식, 전기식 또는 전기자기식 타입 또는 이들 타입의 조합 형태의 클러치이고, 모터(1)와 기어(6) 사이에 어레인지 되어 있는 것을 특징으로 하는 리프팅장치의 시스템 어레인지먼트.
제1항에 있어서,

상기 리프팅장치는 부하의 리프팅을 위한 컨테이너 크레인에 사용되는 것을 특징으로 하는 리프팅장치의 시스템어레인지먼트
풀리는 볼트(23, 23‘)에 의해 이동한 디스크(22, 22’)의 움직임이 서로 측정되어 비교되고, 소정의 값 이상으로 상기 움직임들 사이에 어떤 차이가 있을 경우 적어도 한 브레이크가 콘트롤되어 로우프 드럼 또는 트랜스미션을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 시스템 어레인지먼트의 동작 방법.
제 10항에 있어서,

추가적인 클러치장치에 의해 상기 클러치장치에 있어서의 파워는 -슬라이딩 프릭션 콘디션의 발생 후- 부착마찰상태가 다시 도달되는 정도까지 감소되는 것을 특징으로 하는 시스템 어레인지먼트의 동작 방법.
제11항에 있어서,

상기파워의 감소에 대한 상기 클러치장치의 효과와 함께 과부하의 발생 후 또는 동시에 상기 모터의 드라이빙 동작이 축소되는 것을 특징으로 하는 시스템 어레인지먼트의 동작 방법.
제10항에 있어서,

여러 브레이크 또는 하나의 브레이크의 해제는 속도 측정 프로세스와 여러 파워 트랜스미션 샤프트에서 또는 이들 샤프트에 연결된 사이 유니트에서의 속도 차이에 대한 평가를 근거로 하여 개시되는 것을 특징으로 하는 시스템 어레인지먼트의 동작 방법