KR101672382B1 - 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크레인의 윈치 등에 와이어의 리빙작업(와이어 교체작업시 와이어 드럼에 새로운 와이어를 감는 작업) 시 와이어에 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정됨에 따라 와이어가 크레인의 윈치에 보다 완벽하게 권취될 수 있도록 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 와이어가 권취되는 스풀 및 스풀러를 회전시키는 동시에 권취되는 와이어의 장력을 조절하는 장력조절장치에 있어서, 상기 장력조절장치는 지면과 수직이 되도록 회전축에 축삽되는 원반형의 로터와; 로터의 좌, 우측 중앙에 밀착되도록 형성된 베어링하우징과; 베어링하우징의 외주연에 형성된 로그너트와; 베어링하우징의 외주면에 연장되도록 형성되어 로터를 감싸도록 형성된 원반형의 로터하우징과; 로터하우징과 로터의 사이 간극을 메우는 유체와; 로터하우징의 끝단에 형성되어 유체와 접촉되는 코일;로 구성됨을 특징으로 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치가 제공된다.

Description

자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치{Device for Adjusting Tension for wire}

본 발명은 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크레인의 윈치 등에 와이어의 리빙작업(와이어 교체작업시 와이어 드럼에 새로운 와이어를 감는 작업) 시 와이어에 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정됨에 따라 와이어가 크레인의 윈치에 보다 완벽하게 권취될 수 있도록 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 크레인이나 윈치릴 등의 드럼에 와이어로프(wire rope)를 감는 방식으로는 단층(單層)감기 또는 다층(多層)감기 방식이 사용된다.

단층감기는 드럼에 와이어로프를 감을 때, 드럼 표면에 와이어로프가 1단으로감기는 방식이며, 다층감기는 와이어로프가 2단 이상으로 감기는 방식으로 다단(多段)감기라고도 한다.

특히, 다층감기는 드럼에 와이어로프가 다단으로 감기게 되므로 비교적 드럼의 크기를 작게 형성할 수 있으며, 공간활용이 유리하다는 장점이 있어 크레인 등에 탑재되는 드럼에는 주로 다층감기 방식이 사용되고 있다.

그러나 다층감기의 경우 와이어로프가 다단으로 감기게 되므로, 와이어로프가 드럼에 정렬되지 않은 상태로 감기거나, 상층의 와이어로프가 하층의 와이어로프 사이로 들어가는 난(難)감기가 발생되기 쉽다.

상기와 같은 난감기는 크레인의 가동 중에 안전사고를 발생시키거나, 와이어로프를 손상시켜 와이어로프의 수명을 단축시킬 수 있다.

즉, 드럼에 와이어로프가 난감기된 경우, 크레인이 중량물을 매달아 들어올리는 과정에서 와이어로프에 매달린 중량물이 순간적으로 강하하는 등의 안전사고가 발생될 수 있다.

또한 드럼에 감긴 와이어로프가 풀리는 과정에서 와이어로프 간에 마찰이 생겨 와이어로프에 마모나 손상이 생길 수 있다.

따라서 크레인 등의 드럼에 와이어로프를 다층감기로 감을 때는 와이어로프에 소정정도 백 텐션(back tension)을 가하여 드럼에 와이어로프가 정렬된 상태로 감기도록 하고 있다.

즉, 노후된 와이어로프를 새로 교체하거나, 드럼에 와이어로프를 다시 감는 와이어로프 리빙(reeving) 작업시에는 와이어로프가 감기는 방향과 반대방향으로 백 텐션을 가하여 상기와 같은 난감기를 방지하고 있다.

이때 종래의 경우에는 다수의 작업자가 직접 와이어로프를 끌어당겨 백 텐션을 주거나, 별도의 백 텐션용 윈치등을 사용하여 와이어로프에 백 텐션을 가하는 방법을 사용하였다.

그러나 이는 작업자가 직접 와이어로프를 끌어당기는 방법은 와이어로프에 충분한 백 텐션을 주기 어려웠으며, 안전사고의 위험성이 매우 크다는 문제점이 있었다.

또한, 별도의 백 텐션용 윈치를 사용하는 방법은 백 텐션용 윈치가 매우 고가일 뿐만 아니라, 복잡한 구조로 이루어져 조작 및 점검이 어렵다는 문제점이 있었으며, 로프 스풀(rope spool) 이외에 별도로 백 텐션용 윈치를 설치하여야 하므로 충분한 설치공간이 확보되어야 하는 문제점이 있었다.

이 밖에 크레인의 윈치 등에 와이어 로프를 권취할 때 와이어는 크레인과는 별도로 드럼에 감긴 형태로 제공되며, 드럼에 감긴 와이어를 윈치에 연결해 윈치를 역회전 시켜 와이어를 윈치에 감게 된다.

이때 윈치에 감기는 와이어에 일정한 장력을 부여하는 상태에서 감아야 원할한 감김 상태를 유지할 수 있다.

특히, 최근의 윈치는 다층권(Multi-Layer)형태로 보다 적은 공간에 보다 많은 양의 와이어를 감고 있으며, 상기와 같은 윈치에 와이어가 감길 때 적정한 장력을 유지하지 못하면 와이어가 층간을 파고드는 현상 또는 와이어의 압착 파손 현상들이 일어나게 되는 등 여러 가지의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 크레인의 윈치 등에 와이어의 리빙작업(와이어 교체작업시 와이어 드럼에 새로운 와이어를 감는 작업) 시 와이어에 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정됨에 따라 와이어가 크레인의 윈치에 보다 완벽하게 권취될 수 있도록 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 와이어가 권취되는 스풀 및 스풀러를 회전시키는 동시에 권취되는 와이어의 장력을 조절하는 장력조절장치에 있어서, 상기 장력조절장치는 지면과 수직이 되도록 회전축에 축삽되는 원반형의 로터와; 로터의 좌, 우측 중앙에 밀착되도록 형성된 베어링하우징과; 베어링하우징의 외주연에 형성된 로그너트와; 베어링하우징의 외주면에 연장되도록 형성되어 로터를 감싸도록 형성된 원반형의 로터하우징과; 로터하우징과 로터의 사이 간극을 메우는 유체와; 로터하우징의 끝단에 형성되어 유체와 접촉되는 코일;로 구성됨을 특징으로 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치를 제공한다.

본 발명의 장력 조절장치는 크레인의 윈치 등에 와이어의 리빙작업 시 와이어에 자동 혹은 기계식으로 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정됨에 따라 와이어가 크레인의 윈치에 보다 완벽하게 권취될 수 있는 효과가 있다.

그리고 기존의 유압장력조절장치에 비해 훨씬 간결한 구조를 가지고, 그 구입 비용 또한 저렴하며, 인가되는 전류량을 조절하여 손쉽게 장력을 조절할 수 있고, 기존 유압식 장력 조절장치보다 저가이며 에너지 효율성 또한 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 원격으로 장력조절이 가능해짐으로써 이로 인해 작업자의 안전을 도모할 수 있고, 장력값을 모니터링하는 장치를 활용해 원격으로 손쉽게 장력값을 조절하여 와이어의 손상을 최소화할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시상태를 나타낸 일부 절개도.
도 2는 본 발명의 실시상태를 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시상태를 나타낸 종단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 예시상태를 나타낸 일부 절개도이고, 도 2는 본 발명의 실시상태를 나타낸 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시상태를 나타낸 종단면도이다.

본 발명은 크레인의 윈치 등에 와이어의 리빙작업(와이어 교체작업시 와이어 드럼에 새로운 와이어를 감는 작업) 시 와이어에 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정할 수 있는 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치(100)에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 장력 조절장치(100)는 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이 와이어(W)가 권취되는 스풀(S)을 회전시키는 동시에 권취되는 와이어(W)의 장력을 조절하는 장력조절장치에 있어서, 상기 장력조절장치는 지면과 수직이 되도록 회전축(1)에 축삽되는 원반형의 로터(2)와; 상기 로터(2)의 좌, 우측 중앙에 밀착되도록 형성된 베어링하우징(3)과; 상기 베어링하우징(3)의 외주연에 형성되어 베어링하우징(3)을 유동시키는 로그너트(4)와; 상기 베어링하우징(3)의 외주면에 연장되도록 형성되어 로터(2)를 감싸도록 형성된 원반형의 로터하우징(5)과; 상기 로터하우징(5)과 로터(2)의 사이 간극을 메우는 유체(6)와; 상기 로터하우징(5)의 끝단에 형성되어 유체(6)와 접촉되는 코일(7);로 구성되어 있다.

이때 베어링하우징(3)은 로그너트(4)의 조임과 풀림 작동에 의해 좌측에서 우측으로 직선 유동됨에 따라 상기 베어링하우징(3)과 밀착된 로터(2) 또한 연동되어 유체(6) 내부의 기준점(8)을 기준으로 좌측에서 우측으로 직선 유동되면서 코일(7)과 접촉되는 유체(6)의 폭이 조절되는 구조로 구성된다.(로그너트의 작용 및 작동과정은 널리 공지된 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하겠다.)

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 로터(2)가 유체(6)의 정중앙에 위치한 상태에서 도 2에 도시된 바와 같이 로그너트(4)의 작동에 의해 기준점(8)을 기준으로 유체(6)의 좌측으로 편향되도록 위치되기도 하고, 도 3에 도시된 바와 같이 전술한 바와 같은 작동에 의해 기준점을 기준으로 유체(6)의 우측으로 편향되면서 코일(7)과 접촉되는 유체(6)의 폭이 조절되는 구조로 구성되는 것이다.

이와 같이 유체(6)의 폭이 조절 가능한 구조를 가지는 것은 장력 조절장치(100)를 통해 와이어(W)에 가해지는 장력을 조절하기 위함이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 로터(2)가 기준점(8)의 정위치에 위치했을 경우, 이때 유체(6)의 폭은 좌측과 우측이 동일하게 각각 약 2mm정도로 형성되는데, 이러한 상태에서 장력 조절장치(100)는 최대치의 장력(약 10k)을 발휘하게 된다.

그러나 이는 앞서 설명한 바와 마찬가지로 최대치의 장력일 뿐, 항상 이와 같은 최대치의 장력를 필요로 하지는 않는데, 그 이유는 스풀(S)에 권취되는 와이어(W)는 그 폭과 재질을 비롯한 여러 가지의 형상에 따라 견딜 수 있는 최대치의 장력이 상이하기 때문이다.

이를 환언하면, 스풀(S)에 권취되는 와이어(W)의 최대 장력에 따라 장력을 조절하여 어떠한 와이어(W)의 권취시에도 와이어(W)의 손상이 없이 완벽하게 권취시키기 위함이다.

즉, 예를 들어 스풀(S)에 권취되는 일정 와이어(W)가 견딜 수 있는 최대 장력이 8k일 경우 전술한 바와 같이 10k의 장력이 가해지게 된다면 상기 와이어(W)는 그 장력에 의해 변형이 발생되고, 끊어지게 되는 등 훼손이 발생된다.

따라서 이러한 폐단이 발생되지 않도록, 전술한 바와 같이 로그너트(4)의 작동에 의해 로터(2)가 기준점(8)을 기준으로 유체(6)의 좌측으로 편향되도록 위치되기도 하고, 전술한 바와 같은 작동에 의해 로터(2)가 기준점을 기준으로 유체(6)의 우측으로 편향되도록 위치되기도 하여 코일(7)과 접촉되는 유체(6)의 폭이 조절되도록 함으로써 장력 조절장치(100)의 장력이 조절되도록 하는 것이다.

여기서 상기 유체(6)는 코일(7)을 통해 전달되는 전류를 비롯한 외부 에너지의 크기에 의해 그 물성이 변화되는 구조를 가지는데 즉, 평상 시에는 액상의 상태를 유지하고 있다가 코일(7)로 인가되는 전류를 비롯한 외부 에너지가 증가하게 될 경우 굳어지게 되면서 반고형의 상태로 변하게 되는 것이다.

이 처럼 코일(7)을 통해 전달되는 전류를 비롯한 외부 에너지에 의해 유체(6)의 물성이 변하게 됨에 따라 회전축(1)에 의해 유체(6)의 내부에서 회동되는 로터(2)의 속도가 감쇠됨으로써 스풀(S)에 권취되는 와이어(W)에 가해지는 장력이 조절되는 것이다.

이 일련의 과정은 자동적으로 조절할 수 있는 것은 물론이고, 사용자가 임의적으로 즉, 기계적으로도 조절할 수 있다.

이와 같은 구조 및 구성을 가진 본 발명의 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치(100)를 실시함에 있어서 우선, 종래의 경우에는 다수의 작업자가 직접 와이어로프를 끌어당겨 백 텐션을 주거나, 별도의 백 텐션용 윈치등을 사용하여 와이어로프에 백 텐션을 가하는 방법을 사용함에 따라 와이어로프에 충분한 백 텐션을 주기 어려운 문제점이 있었고, 안전사고의 위험성이 매우 크다는 문제점이 있었다.

그리고 별도의 백 텐션용 윈치를 사용할 경우에는 백 텐션용 윈치가 매우 고가일 뿐만 아니라, 복잡한 구조로 이루어져 조작 및 점검이 어렵다는 문제점이 있었고, 로프 스풀(rope spool) 이외에 별도로 백 텐션용 윈치를 설치하여야 하므로 충분한 설치공간이 확보되어야 하는 문제점이 있었다.

또한 최근의 윈치는 다층권(Multi-Layer)형태로 보다 적은 공간에 보다 많은 양의 와이어를 감고 있으며, 상기와 같은 윈치에 와이어가 감길 때 적정한 장력을 유지하지 못하면 와이어가 층간을 파고드는 현상 또는 와이어의 압착 파손 현상들이 일어나게 되는 등 여러 가지의 문제점이 있었다.

그러나 본 발명의 장력 조절장치(100)는 전기한 바와 같은 구조 및 구성을 가짐에 따라 상기와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있다.

즉, 코일(7)을 통해 전달되는 전류 및 기타 외부 에너지에 의해 액상 상태에서 반고형 및 고형의 상태로 그 물성이 변화되는 유체(6)의 폭이 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 그 내부에 설치된 로터(2)의 좌,우 직선이동에 따라서 좌측의 폭과 우측의 폭이 상이하게 변하게 됨으로써 상기와 같은 종래의 문제점을 완벽하게 해소할 수 있게 되는 것이다.

여기서 스풀(S)에 권취되는 와이어(W)에 전달되는 장력의 조절이 자동은 물론 수동 즉, 기계적으로도 가능해짐에 따라 그 효율성을 더욱 더 극대화할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 장력 조절장치(100)는 크레인의 윈치 등에 와이어(W)의 리빙작업 시 와이어(W)에 자동 혹은 기계식으로 백 텐션(back tension)을 가함으로써 권취될 때 와이어(W)에 작용되는 장력이 일정하게 유지 혹은 (원격으로) 손쉽게 조정됨에 따라 와이어가 크레인의 윈치에 보다 완벽하게 권취될 수 있는 효과가 있다.

그리고 기존의 유압장력조절장치에 비해 훨씬 간결한 구조를 가지고, 그 구입 비용 또한 저렴하며, 인가되는 전류량을 조절하여 손쉽게 장력을 조절할 수 있고, 기존 유압식 장력 조절장치보다 저가이며 에너지 효율성 또한 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 원격으로 장력조절이 가능해짐으로써 이로 인해 작업자의 안전을 도모할 수 있고, 장력값을 모니터링하는 장치를 활용해 원격으로 손쉽게 장력값을 조절하여 와이어(W)의 손상을 최소화할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

이 밖에 본 발명의 장력 조절장치(100)는 낚시줄 감을 시(낚시줄 역시 교체 시 한쪽에서는 장력을 인가해 줄 어떤 장치가 필요함), 공사장 등에서 케이블 교체/설치 시, 크레인 인치의 와이어로프 교체 시 등 여러 가지 상황에서도 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

1 : 회전축 2 : 로터
3 : 베어링하우징 4 : 로그너트
5 : 로터하우징 6 : 유체
7 : 코일 8 : 기준점
W : 와이어 S : 스풀
100 : 장력 조절장치

Claims (3)

1. 와이어(W)가 권취되는 스풀(S)을 회전시키는 동시에 권취되는 와이어(W)의 장력을 조절하는 장력조절장치에 있어서, 상기 장력조절장치는 지면과 수직이 되도록 회전축(1)에 축삽되는 원반형의 로터(2)와; 로터(2)의 좌, 우측 중앙에 밀착되도록 형성된 베어링하우징(3)과; 베어링하우징(3)의 외주연에 형성되어 베어링하우징(3)을 유동시키는 로그너트(4)와; 베어링하우징(3)의 외주면에 연장되도록 형성되어 로터(2)를 감싸도록 형성된 원반형의 로터하우징(5)과; 로터하우징(5)과 로터(2)의 사이 간극을 메우는 유체(6)와; 로터하우징(5)의 끝단에 형성되어 유체(6)와 접촉되는 코일(7);로 구성됨을 특징으로 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 베어링하우징(3)이 로그너트(4)의 조임과 풀림 작동에 의해 좌측에서 우측으로 직선 유동됨에 따라 상기 베어링하우징(3)과 밀착된 로터(2) 또한 연동되어 유체(6) 내부의 기준점(8)을 기준으로 좌측에서 우측으로 직선 유동되어 코일(7)과 접촉되는 유체(6)의 폭이 조절됨을 특징으로 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 유체(6)는 코일(7)을 통해 인가되는 전류를 비롯한 외부 에너지의 크기에 의해 액상의 상태에서 일정한 점성을 갖는 반고형의 상태로 변화됨을 특징으로 한 자기유변 브레이크를 이용한 와이어 장력 조절장치.
   
   
   
   

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