KR101880915B1 - 리프팅 부재의 상하이동을 위한 건설 기계 및 방법 - Google Patents

리프팅 부재의 상하이동을 위한 건설 기계 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스트와, 호이스트 로프로 마스트를 따라 상하로 이동될 수 있는 리프팅 부재를 가진 건설 기계에 관한 것이다. 호이스트 로프는 두 로프 윈치에 의해 작동될 수 있다. 적어도 하나의 제 1 로프 윈치는 자유 낙하 윈치로 설계되며, 호이스트 로프는 자유 낙하로 하강될 수 있다. 호이스트 로프를 하강시키기 위해, 자유 낙하 윈치로 설계된 제 1 로프 윈치가 자유 낙하 모드로 전환될 수 있는 컨트롤러가 제공된다. 한편, 제 2 로프 윈치는 강제 잠금 방식으로 작동된다.

Description

리프팅 부재의 상하이동을 위한 건설 기계 및 방법{Construction machine and method for upward and downward movement of a lifting element}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른, 마스트(mast) 및 두 개의 로프 윈치(rope winch)에 의해 작동될 수 있는 호이스트 로프(hoist rope)에 의해 상기 마스트를 따라 상하로 이동될 수 있는 리프팅 부재(lifting element)를 구비한 건설 기계에 관한 것이다.
본 발명은 또한 청구항 제12항의 전제부에 따른, 호이스트 로프가 두 개의 로프 윈치에 의해 작동되는 건설 기계에서 리프팅 부재의 상하 이동을 위한 방법에 관한 것이다.
건설 기계를 이용하여 도구(tool) 또는 부하(load)를 상하 이동시키기 위해 호이스트 로프를 가진 로프 윈치 및 리프팅 부재가 이 건설기계에 제공될 수 있다. 호이스트 로프는 일단이 로프 윈치에 연결되어 로프 윈치에 감기고 로프 윈치에서 벗어날 수 있다. 상하로 이동될 도구 또는 부하는 리프팅 부재에 배치된다. 특히 무거운 도구들, 예를 들어 칸막이 벽(diaphragm wall)을 생성하기 위한 유압 그리퍼(hydraulic gripper) 또는 다른 큰 부하의 상하 이동을 위해 호이스트 로프의 단부들은 각각 로프 윈치에 연결된다. 로프 윈치들의 두 윈치 드라이브(winch drive)는 동기식으로(synchronously) 작동된다. 또한 도구 또는 부하의 상하 이동을 위해 대략 동일한 토크가 윈치 드라이브들에 의해 양 로프 윈치에 제공된다.
도구 또는 부하의 상하 이동을 위한 그와 같은 방법의 이점은 도구 또는 부하의 전체적인 무게가 오직 하나의 로프 윈치에 의해서만 이동될 필요가 없다는 것이다. 대신에, 이 무게는 건설 기계 또는 그것의 마스트에 고정된 두 개의 윈치에 의해 합동으로 이동될 수 있다.
도구 또는 부하의 상하 이동을 위한 두 개의 로프 윈치를 가진 건설 기계는 특히 무거운 도구 또는 부하에 대해 작업을 안전하게 수행할 수 있다. 그와 같은 건설 기계는 예를 들어 마스트, 캐리어 유닛(carrier unit) 및 이동식 착륙장치(mobile undercarriage)를 가진 칸막이 벽 그리퍼(disphragm wall gripper)일 수 있다.
그러나, 도구 또는 부하의 상하 이동을 위해, 그와 같은 건설 기계의 두 개의 로프 윈치는 도구 또는 부하를 들어올리고 내리기 위해 동기식으로, 즉 동일한 감김 및 풀림 속도(winding-in and letting-out speed)로 작동되어야 한다. 호이스트 로프는 양 로프 윈치에 의해 풀려지고(let out), 도구 또는 부하는 제어되지만 시간이 소요되는 방식으로 로프 윈치들에 의해 호이스트 로프의 강제 잠금 해제(force-locking release)를 통해 하강된다.
본 발명의 목적은 리프팅 부재의 안전한 상하 이동이 특히 효율적으로 수행될 수 있는, 호이스트 로프를 작동시키기 위한 건설 기계 및 방법을 명시하는 것이다.
이 목적은 한편으로는 청구항 제1항의 특징들을 가진 건설 기계에 의해, 다른 한편으로는 청구항 제12항의 특징들을 가진 방법으로 본 발명에 따라 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 각각의 종속 청구항들에서 명시된다.
본 발명에 따른 건설 기계는 적어도 하나의 제 1 로프 윈치가 자유 낙하 윈치(free fall winch)로서 설계되고, 호이스트 로프가 프리 휠링(free-wheeling)으로 하강될 수 있는 점에서, 그리고 컨트롤러가 마련되고, 상기 컨트롤러에 의해 자유 낙하 윈치로서 설계된 상기 제 1 로프 윈치가 자유 낙하 모드로 전환되어 상기 호이스트 로프를 하강시킬 수 있는 한편, 제 2 로프 윈치는 강제 잠금 방식(force-locking manner)으로 작동되는 점에서 특징이 있다.
본 발명의 의미에 따르면, 자유 낙하 윈치는 프리 휠링으로 호이스트 로프를 풀어주고(release) 밖으로 감을(wind out) 수 있거나 늘릴(let out) 수 있는 윈치인 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라 프리 휠 풀음(free-wheel release) 또는 밖으로 감음(winding out)은 리프팅 부재에 의해 상기 호이스트 로프에 연결될 수 있는 도구 또는 부하의 중력에 의해 생성될 수 있다.
또한 본 발명의 의미에 따르면, 자유 낙하 모드는 호이스트 로프가 자유 낙하 하강 동안 기본적으로 제동되지 않거나 또다른 방식으로 강제 잠금으로 작동되지 않는 모드인 것으로 이해할 수 있다.
본 발명의 핵심 아이디어는 호이스트 로프를 하강시키기 위해 두 개의 로프 윈치가 동기식으로, 즉 리프팅 부재 및 리프팅 부재에 놓인 도구 및/또는 부하와 함께 자유 낙하 속도로 호이스트 로프의 하강을 돕기 위해 다른 풀림 속도(winding-out speed)로 작동될 수 있다는 점에서 보여질 수 있다. 하강 동안 자유 낙하 윈치로서 제 1 로프 윈치를 작동시킴으로써 빠르고 효율적인 하강이 실현된다. 제 2 로프 윈치는 조절된 하강을 돕는 강제 잠금(force-locking)으로 작동되는 윈치로 설계될 수 있다. 따라서 자유 낙하 윈치와 호이스트 윈치의 조합된 작동이 존재한다. 본 발명으로 두 개의 위치를 동기식으로 작동시킴으로써 호이스트 로프가 하강 동안 신뢰성있게 높은 자유 낙하 속도로 작동될 수 있다는 것이 확인되었다. 두 개의 자유 낙하 윈치의 조합도 또한 가능하다.
본 발명의 의미에 따른 자유 낙하 속도는 하강 동안 리프팅 부재와 도구 및/또는 부하의 자유 낙하 질량(free falling mass)의 속도에 거의 대응하는 속도인 것으로 이해할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 있어서, 리프팅 부재는 호이스트 로프에서 움직일 수 있도록 풀리 블록(pulley block) 또는 관절 장치(articulation unit)와 함께 배치된다. 이에 의해 상기 풀리 블록이 호이스트 로프에서 자유롭게 움직도록 가이드될 수 있거나 또는 상기 관절 장치가 호이스트 로프에서 움직일 수 있도록 배치될 수 있다. 특히 도구 또는 부하를 리프팅 부재에 연결하기 위해 리프팅 부재는 상기 풀리 블록 또는 상기 관절 장치에 힌지 결합될 수 있다. 리프팅 부재를 풀리 블록 또는 관절 장치에 힌지 결합시킴으로써 도구 또는 부하는 리프팅 부재에 대해 하나 이상의 관절의 축(axes of articulation)을 중심으로 피봇 및/또는 회전될 수 있도록 장착될 수 있다. 풀리 블록은 특히 부하 보상(load compensation)을 위해 부가적으로 사용될 수 있는 바, 즉 부하 또는 도구의 무게가 호이스트 로프 및 두 개의 윈치로 균등하게 전달된다. 리프팅 부재의 상하이동 동안 또는 다시 호이스트 로프의 승하강 동안, 윈치들의 비동기식 작동(asynchronous operation)의 경우에서도, 즉 윈치들의 다른 풀림(winding-out) 및 감음(winding-in) 속도에서도 리프팅 부재는 특별한 텐션(tension)이 없는 상태에서 호이스트 로프를 따라 상하 이동될 수 있다. 이것은 또한 자유 낙하 속도에서의 하강에도 적용된다.
원칙적으로 풀리 블록은 로프 편향부재(rope deflection element)일 수 있다. 이 풀리 블록은 기본적으로 서로 대향하여 놓인 두 개의 플랜지로 구성될 수 있으며, 그 사이에 프로파일 롤러(profiled roller)가 베어링에 배치되고, 이 롤러를 통해 호이스트 로프가 편향될 수 있다. 이에 의해 상기 두 플랜지는 겹쳐질(folded up) 수 있도록 배치될 수 있다.
건설 기계의 작동 및 유지를 위해 본 발명의 추가 변형예에 따라 호이스트 로프는 서로 결합 또는 연결된 적어도 두 개의 로프 윈치에 의해 형성되는 것이 유리하다. 상기 결합 또는 연결된 두 개의 로프 윈치는 로프 커넥터(rope connector)들에 의해 연결되거나 로프 커플러(rope coupler)들에 의해 결합될 수 있다. 이에 의해 상기 두 윈치는 서로 결합 또는 연결된 적어도 두 로프를 통해 연결된다. 본 발명의 이러한 실시예는 손상 또는 마모의 징후의 경우에, 전체의 호이스트 로프를 교체할 필요가 없고, 대신에 두 윈치와 함께 양 로프 연결부를 풀지 않고 단지 단일의 손상되거나 마모된 개별 로프를 교체하면 된다.
로프들 보다 더 큰 직경을 가진 로프 커넥터로 개별 로프를 연결할 때, 로프 커넥터는 자유 낙하 윈치의 반대측에, 즉 강제 잠금 호이스트 윈치 측에 배치될 수 있다. 이에 의해 마스트를 따라 리프팅 부재의 상하이동 동안 풀리 블록을 통한 호이스트 로프의 자유 주행(free running)은 악화되지 않는다. 로프 커넥터들를 가진 두 개 이상의 연결 지점(connection point)의 경우에, 이것들은 자유 낙하 모드에서 리프팅 부재의 상하이동이 대응되게 제한되도록 호이스트 로프를 따라 배치될 수 있다. 이것은 자유 낙하 높이는 풀리 블록 내에서 가이드되고 그것에 의해 편향되며 두 로프 커넥터 사이에 위치되는 로프의 길이를 통해 대응되게 유도될 수 있다는 것을 의미한다. 로프 커넥터들 사이에서 리프팅 부재의 움직임을 감시하기(monitor) 위해, 리프팅 부재와 풀리 블록 및/또한 관절 장치의 위치를 모니터링하는 호이스트 제한 스위치(hoist limit switch)들이 또한 호이스트 로프에 마련될 수 있다. 이 호이스트 제한 스위치들은 또한 리프팅 부재가 임계 위치(critical position)에 도달되는 경우 알람을 울리기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 건설 기계의 추가로 유리한 실시예에 있어서, 자유 낙하 윈치는 자유 낙하 브레이크를 가지며, 이 자유 낙하 브레이크와 함께 자유 낙하 윈치는 호이스트 로프의 자유 낙하 하강을 위해 개방될 수 있고, 이 자유 낙하 브레이크를 폐쇄 또는 작용시킴으로써 자유 낙하 윈치는 다시 제동될 수 있다. 자유 낙하 브레이크가 폐쇄되는, 즉 작동되는 경우, 자유 낙하 윈치는 강제 잠금 모드로 작동될 수 있다. 자유 낙하로 호이스트 로프를 하강시키기 위해 자유 낙하 윈치의 자유 낙하 브레이크는 개방 또는 비작동될 수 있다. 따라서 자유 낙하 윈치는 자유 낙하 모드 및 또한 강제 잠금 모드 또는 동작 모두에서 작동될 수 있다. 자유 낙하 브레이크가 개방되는 경우 그것은 자유 낙하 모드로 되는 것이며, 자유 낙하 브레이크가 폐쇄되는 경우 그것은 강제 잠금 모드로 되는 것이다. 강제 잠금 모드에서 윈치는 로프를 풀고 감거나, 홀딩 브레이크(holding brake)를 사용하여 유압식으로 유지되거나 록킹될 수 있다.
본 건설 기계의 추가로 유리한 변형예에 따르면, 각 로프 윈치는 윈치 드럼을 갖고, 호이스트 로프의 제 1 단은 제 1 로프 윈치의 제 1 윈치 드럼에 연결되며, 호이스트 로프의 제 2 단은 제 2 로프 윈치의 제 2 윈치 드럼에 연결된다. 이에 따라 상기 두 윈치 및 두 윈치 드럼은 원칙적으로 건설 기계에서 임의의 지점에 배치될 수 있다. 건설 기계의 마스트의 피봇 축에 대해 평행 또는 횡측의 배치가 특히 바람직하다. 또한, 윈치 드럼들은 로프 윈치에서 회전될 수 있고 그 안에서 축방향으로 장착되며, 자유 낙하 브레이크 또는 홀딩 브레이크에 의해 감기고 풀리거나 블록킹될 수 있다.
본 발명의 추가 전개에 따르면, 시작 위치에서 작동 위치로 호이스트 로프를 하강시킨 후, 더 큰 호이스트 로프 길이가 제 2 윈치 드럼에서보다도 제 1 로프 윈치에서 제 1 윈치 드럼으로부터 풀리고(wound out), 호이스트 로프가 다시 올려질 때 두 로프 윈치는 동기식으로 작동될 수 있으며, 다시 올려질 때 더 큰 호이스트 로프 길이가 또한 제 2 윈치 드럼에서보다도 제 1 윈치 드럼에서 감겨지는 점에서 특히 유용한 작동이 실현된다.
시작 위치에서 호이스트 로프의 로프 영역(rope sections)은 바람직하게는 제 1 및 제 2 윈치 드럼에 균등하게 분포된다. 윈치 드럼들이 동일한 직경으로 마련된다면 동일한 수의 권선(windings)이 각 윈치 드럼에 제공될 수 있다. 만일 호이스트 로프가 자유 낙하로 하강된다면, 제 1 로프 윈치의 자유 낙하 모드에서 강제 잠금(force-locking)으로 작동되는 제 2 로프 윈치에서보다도 자유 낙하 윈치로서 설계되는 제 1 로프 윈치에서 더 큰 호이스트 로프 길이가 풀린다(let out). 자유 낙하에서 호이스트 로프의 그와 같은 동기식 풀림(winding-out) 외에, 호이스트 로프를 양 윈치 드럼에서 다른 풀림 속도와 함께 두 윈치의 강제 잠금 작동으로 푸는 것이 제공될 수도 있으며, 이에 의해 또한 다른 호이스트 로프 길이가 하강 동안 풀리거나(wound out) 늘려질(let out) 수 있다. 시작 위치에서와 같은 호이스트 로프의 동일한 감김 길이(winding-in length) 및 동일한 수의 권선(windings)을 - 호이스트 로프를 두 윈치 드럼에 다시 감은 후 - 복원하기 위해, 시작 위치에 도달함에 따라 호이스트 로프가 다시 두 윈치 드럼에 균등하게 분포되도록 로프 윈치들은 대응되게 다른 속도로 작동될 수 있다.
원칙적으로, 본 발명의 의미에 따른 두 윈치 및 두 윈치 드럼의 동기식 작동은 두 윈치 또는 두 윈치 드럼이 다른 속도로 호이스트 로프를 감거나 푸는 것으로 이해해야 한다. 이에 의해 다른 속도는 아래의 속도들 중의 두 속도로 이루어질 수 있다: 자유 낙하 속도, 홀딩 속도(제로와 동일한 속도), 자유 낙하 속도와 홀딩 속도 사이의 제 1 임의 속도(random speed) 및 제 1 임의 속도와 다른 자유 낙하 속도와 홀딩 속도 사이의 제 2 임의 속도. 이에 의해 자유 낙하 속도는 리프팅 부재와 이것에 고정된 도구 또는 부하의 중력에 의해 결정된다. 이 속도는 특히 대략 자유 낙하 속도와 대응하는 속도일 수 있지만, 호이스트 로프의 하강 동안 느슨한 로프의 발생을 방지하기 위해 약간 자유 낙하 속도 이하로 된다. 이를 위해, 호이스트 로프가 윈치로부터 풀릴 때 낮은 잔류 마찰이 유지될 수 있는 만큼만 자유 낙하 제동이 해제될 수 있다.
추가로 유리한 실시예에 따른 본 발명에 있어서, 호이스트 로프는 마스트에 배치되는 적어도 두 개의 편향 롤러에서 편향될 수 있고, 상기 적어도 두 편향 롤러는 적어도 하나의 힘 측정 축(force measuring axis)에 장착된다. 편향 롤러들은 특히 바람직하게는 마스트의 마스트 헤드에 한 조로(in pairs) 배치된다. 마스트 헤드에 복수의 편향 롤러, 특히 복수의 편향 롤러 쌍을 마련함으로써, 건설 기계의 호이스트 로프는 리프팅 부재와 도구 또는 부하의 돌출한 하강 위치(overhanging lowering position)로 이끌 수 있다. 편향 롤러들을 힘 측정 축들에 장착시킴으로써, 특히 한 쌍의 편향 롤러를 하나의 힘 측정 축에 장착시킴으로써, 편향 롤러들에 걸리는 활성의(active) 내부 및 외부 힘들이 결정되고 모니터링될 수 있다.
이것에 의해 수행될 수 있는 건설 기계 및 건설 작업의 측정 모니터링을 위해, 본 발명의 추가 변형예에 따라 건설 기계가 건설 기계의 위치에 대해 리프팅 부재의 위치가 결정될 수 있는 센서들을 가지는 것이 유리하다. 그와 같은 센서들은 한편으로 호이스트 로프의 상하이동 동안 리프팅 부재의 위치를 측정하여 그것을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 하나의 윈치가 자유 낙하 모드에 있고 리프팅 부재가 자유 낙하로 하강되는 경우에 발생할 수 있다. 다른 한편으로, 그와 같은 센서들은 또한 리프팅 부재를 예컨대 지면의 홀로 하강시킬 때, 예컨대 지표면 아래의 하강 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 그와 같은 센서들은 바람직하게 윈치들에 마련되어 양 윈치의 풀린 호이스트 로프의 길이를 결정하고, 특히 실시간으로 그 길이를 평가할 수 있다.
본 발명의 추가 전개에 따르면, 건설기계가 두 로프 윈치 중의 적어도 하나의 회전 속도가 결정될 수 있는 회전 속도 센서들을 가짐으로써 특히 유용한 작동이 수행될 수 있다. 두 로프 윈치에 마련될 수 있는 회전 속도 센서들은 또한 상하이동 동안 리프팅 부재의 속도가 결정되도록 한다. 또한 그와 같은 회전 속도 센서들 또는 절대 센서들(absolute sensors)은 리프팅 부재가 자유 낙하로 하강된 후 다시 들어올려질 때 윈치들을 동기화하기 위해 사용될 수 있다.
건설 기계의 작동에서 높은 유연성을 보증하기 위해, 적어도 제 1 로프 윈치가 자유 낙하 윈치 및 또한 강제 잠금 윈치 모두로서 작동될 수 있는 것이 추가 변형예에 따라 특히 유리한 것으로 여겨진다. 즉, 적어도 제 1 로프 윈치는 강제 잠금 작동 이외에 또한 자유 낙하 모드로 전환될 수 있으며, 자유 낙하 제동은 해제된다.
원칙적으로, 건설 기계는 한 구조물(structure)을 세우기 위한 어떤 기계일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 변형예에 따르면, 건설 기계는 유압 그리퍼가 리프팅 부재에 배치된, 보링 물질(boring material)을 파내기 위한 칸막이 벽 그리퍼(diaphragm wall gripper)로서 구성될 수 있다. 유압 그리퍼는 이 그리퍼의 하부 지역에서 제거 수단으로 흙 물질(earth material)을 제거하여 땅 표면으로 운반하는 도구일 수 있다. 추가 도구로서 예컨대 정(chisel)이 제공될 수 있다.
방법과 관련하여, 전술한 목적은 자유 낙하 윈치로서 설계되는 적어도 하나의 제 1 로프 윈치가 사용되고, 상기 제 1 로프 윈치는 호이스트 로프를 하강시키기 위해 컨트롤러에 의해 자유 낙하 모드로 전환되는 한편으로, 제 2 로프 윈치가 강제 잠금 동작으로 작동되는 본 발명에 따라 실현된다. 상기 컨트롤러는 단부 위치 단락(end position disconnection)의 모니터링을 더 맡는다.
이에 의해 건설 기계의 리프팅 부재는 높은 속도로, 특히 자유 낙하 속도로 이동될 수 있는 것이 보장된다. 또한 자유 낙하 속도로 호이스트 로프의 하강 동안에도 호이스트 로프는 동시에 강제 잠금 방식으로 제 2 로프 윈치에 계속 연결되어 있을 수 있는 것이 보장된다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 변형예에 있어서, 적어도 하나의 제 1 로프 윈치에 배치되는 자유 낙하 브레이크는 호이스트 로프 및 풀리 블록과 함께 이동될 수 있도록 호이스트 로프에 배치되는 리프팅 부재의 자유 휠링 하강(free-wheeling lowering)을 위해 개방되거나 또는 작동되지 않으며, 상기 적어도 하나의 제 1 로프 윈치는 호이스트 로프의 자유 낙하 하강 동안 상기 자유 낙하 브레이크에 의해 해제된다. 호이스트 로프 및 리프팅 부재의 자유 낙하 하강 동안, 자유 낙하 브레이크를 작동시키기 위해 모니터링 센서들이 자유 낙하에 중요한 기계 상태 값(machine state values)을 모니터링 할 수 있다. 그와 같은 모니터링 센서들은 특히 기계 구성요소들의 속도 또는 이 기계 구성요소들에 걸리는 힘 및/또는 부하를 결정하기 위해 사용되는 센서일 수 있다. 모니터링 센서들에 의해 제공되는 기계 상태 값들은 자유 낙하 모드가 수행될 수 있는지, 즉 자유 낙하 브레이크가 작동될 수 있는지 결정하기 위해 기계 운영자(machine operator)에 의해 사용될 수 있다.
상기 방법의 추가 실시예는 호이스트 로프 및 이 호이스트 로프에 배치된 리프팅 부재가 호이스트 로프의 프리 휠링(free-wheeling) 후에 하강 전의 로프 윈치들의 시작 위치로 다시 올려질 때 두 로프 윈치가 동기화되는 경우에, 그리고 호이스트 로프가 다시 하강 및/또는 상승될 때 두 로프 윈치가 서로 독립적으로 작동되는 경우에 본 발명에 따라 유리한 것으로 여겨진다. 로프 윈치들의 동기화(synchronisation)는 시작 위치에서 로프 윈치들 및 윈치 드럼들에 호이스트 로프의 균등한 분포를 생성시키기 위해 로프 윈치들이 다른 감음 속도(winding-in speeds)로 작동되는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에서 개략적으로 나타낸 두 바람직한 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 풀리 블록을 가진 제 1의 예시적인 실시예에서 건설 기계의 본 발명에 따른 마스트-윈치 장치(mast-winch arrangement)의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 제 2의 예시적인 실시예에서 풀리 블록을 대신하는 관절 장치(articulation unit)의 사시도를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 건설 기계의 제 1 실시예는 도 1과 연관해서 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. 도 1은 상세하게는 나타내지 않은 건설기계의 마스트(10)를 보여준다. 마스트(10)는 건설기계에 피봇 및/또는 회전 가능한 방식으로 부착될 수 있다. 이를 위해, 두 개의 관절 영역(articulation region)(40, 42)이 사용된다. 마스트(10)는 텔레스코픽(telescopic) 또는 비 텔레스코픽으로 될 수 있다. 도 1은 건설기계의 캐리어 유닛(carrier unit)(미도시)에 배치될 수 있는 두 개의 윈치(12, 14)를 더 보여준다. 호이스트 로프(20)가 두 윈치(12, 14), 제 1 로프 윈치(12) 및 제 2 로프 윈치(14)에 고정된다. 호이스트 로프(20)를 감기(wind in) 위해 제 1 로프 윈치(12) 및 제 2 로프 윈치(14)는 제 1 윈치 드럼(13) 및 제 2 윈치 드럼(15)을 가진다.
이 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 윈치 드럼(13) 및 제 2 윈치 드럼(15)은 동일한 직경 및 축방향 연장(axial extension)을 가진다. 호이스트 로프(20)는 제 1 윈치 드럼(13)에 연결되는 제 1 단으로부터 마스트(10)의 마스트 헤드(11)에 위치한 제 1 편향 롤러(deflection roller)(18)를 경유하고 제 2 편향 롤러(18)를 경유해서 풀리 블록(22)을 통해, 그리고 다시 마스트 헤드(11)의 제 3 편향 롤러(18) 및 제 4 편향 롤러(18)를 경유해서 호이스트 로프의 제 2 단이 연결되는 제 2 윈치 드럼(15)으로 연장된다. 제 1 및 제 4 편향 롤러(18)는 두 윈치(12, 14)와 동일한 마스트의 측면에 위치되고, 제 2 및 제 3 편향 롤러(18)는 풀리 블록(22)과 동일한 마스트(10)의 측면에 위치된다. 각각의 두 편향 롤러(18)는 마스트 헤드(11)에 배치되어 힘 측정 축(force measuring axis)(19)에 대향하여 놓인다. 리프팅 부재(30)는 풀리 블록(22)의 하측에 배치된다. 도 1에 개략적으로 나타낸 리프팅 부재(30)는 풀리 블록(22)에 도구(미도시)를 배치하기 위한 연결 부재의 역할을 한다. 이에 의해 상기 도구는 풀리 블록(22)에 견고하게 또는 움직일 수 있게 배치될 수 있다.
리프팅 부재(30)와 풀리 블록(22) 및 도구의 프리 휠링 하강(free-wheeling lowering)을 위해, 제 1 로프 윈치(12)는 도시되지 않은 자유 낙하 브레이크(free fall brake)를 가진 자유 낙하 윈치로서 설계될 수 있다.
도 2는 리프팅 부재(30)를 가진 관절 장치(articulation unit)(24)의 사시도를 나타낸 것이다. 이 제 2 실시예와 도 1에 나타낸 제 1 실시예 사이의 유일한 차이는 제 1 실시예에 존재하는 것과 같은 풀리 블록(22) 대신에 관절 장치(24)가 제공된다는 것이다. 관절 장치(24)는 피봇 가능하게 움직일 수 있고, 따라서 나타된 호이스트 로프(20)에 대해 움직일 수 있도록 설계된다. 호이스트 로프(20)는 이 예시적인 실시예에서 관절 장치(24)에 고정적으로 연결되며, 연결 지점(connection point)들 사이에서 중단될 수 있다. 리프팅 부재(30)는 제 1의 예시적인 실시예에서와 같이 도구를 고정시키기 위한 역할을 한다.

Claims (15)

  1. 마스트(mast, 10)와, 상기 마스트(10)를 따라 상하로 움직일 수 있는 리프팅 부재(lifting element, 30)를 가지며,
    제 1 로프 윈치(rope winch) 및 제 2 로프 윈치(14)를 가지고,
    상기 제 1 로프 윈치(12)는 자유 낙하 윈치(free fall winch)로 설계되며, 상기 제 2 로프 윈치(14)는 강제 잠금(force-locking) 방식으로 작동될 수 있고,
    상기 제 1 로프 윈치(12) 및 상기 제 2 로프 윈치(14)는 각각 윈치 드럼(13, 15)을 가지며,
    호이스트 로프(20)의 제 1 단부가 상기 제 1 로프 윈치(12)의 상기 윈치 드럼(13)에 연결되고,
    상기 호이스트 단부(20)의 제 2 단부가 상기 제 2 로프 윈치(14)의 상기 윈치 드럼(15)에 연결되며,
    상기 호이스트 로프(20)는 두 개의 상기 로프 윈치(12, 14)에 의해 동시에 작동될 수 있고,
    상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)에 의해 동시에 작동하는 상기 호이스트 로프(20)는 상기 제 1 로프 윈치(12)를 사용하여 자유 낙하시에 하강할 수 있으며,
    컨트롤러를 구비하여, 자유 낙하 윈치로 설계된 상기 제 1 로프 윈치(12)가 상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)에 의해 동시에 작동하는 상기 호이스트 로프(20)를 하강시키기 위해 자유 낙하 모드로 전환될 수 있고, 상기 제 2 로프(14)는 강제 잠금(force-locking) 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리프팅 부재(30)는 상기 호이스트 로프(20)에서 움직일 수 있도록 풀리 블록(22) 또는 관절 장치(articulation unit, 24)와 함께 배치되는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 호이스트 로프(20)는 서로 결합 또는 연결되는 적어도 두 개의 로프로 형성되는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자유 낙하 윈치는 자유 낙하 브레이크(free fall brake)를 가지며, 상기 자유 낙하 브레이크는 상기 자유 낙하 윈치가 상기 호이스트 로프(20)의 자유 휠링 하강(free-wheeling lowering)을 위해 개방될 수 있고, 상기 자유 낙하 브레이크를 작동시킴으로써 상기 자유 낙하 호이스트 로프(20)는 다시 제동될 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 호이스트 로프(20)를 시작 위치에서 작동 위치로 하강시킨 후, 상기 제 1 로프 윈치(12)에 대해 상기 제 2 윈치 드럼(15)에서보다도 상기 제 1 윈치 드럼(13)에서 더 큰 호이스트 로프 길이가 풀리며,
    상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)는 상기 호이스트 로프(20)가 다시 올려질 때 동기식으로 작동될 수 있고, 상기 호이스트 로프(20)가 다시 올려질 때 상기 제 2 윈치 드럼(15)에서보다도 상기 제 1 윈치 드럼(13)으로부터 더 큰 호이스트 로프 길이가 감기는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 호이스트 로프(20)는 상기 마스트(10)에 배치되는 적어도 두 개의 편향 롤러(18)에서 편향될 수 있고,
    상기 적어도 두 편향 롤러(18)는 적어도 하나의 힘 측정 축(force measuring axis, 19)에 장착되는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 건설 기계는 상기 건설 기계의 위치에 대한 상기 리프팅 부재(30)의 위치를 결정할 수 있는 센서들을 가지는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 건설 기계는 상기 두 개의 로프 윈치(12, 14) 중의 적어도 하나의 회전 속도를 결정할 수 있는 회전 속도 센서들을 가진 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  9. 제 1항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 로프 윈치(12)는 자유 낙하 윈치 및 또한 강제 잠금 윈치(force-locking winch) 모두로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  10. 제 1항에 있어서,
    흙 물질을 파내기 위한 칸막이 벽 그리퍼(diaphragm wall gripper)로 설계되고, 유압 그리퍼가 상기 리프팅 부재(30)에 관절로 이어지는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  11. 청구항 제 1항에 따른 건설 기계에서 리프팅 부재(30)의 상하이동을 위한 방법에 있어서,
    제 1 로프 윈치(12) 및 제 2 로프 윈치(14)가 사용되고,
    상기 제 1 로프 윈치(12) 및 제 2 로프 윈치(14)는 각각 윈치 드럼(13, 15)를 가지며,
    적어도 상기 제 1 로프 윈치(12)가 자유 낙하 윈치로 설계되고, 상기 제 2 로프 윈치(14)는 강제 잠금(force-locking) 방식으로 작동될 수 있으며,
    호이스트 로프(20)의 제 1 단부는 상기 제 1 로프 윈치(12)의 상기 윈치 드럼(13)에 연결되고,
    상기 호이스트 로프(20)의 제 2 단부는 상기 제 2 로프 윈치(14)의 상기 윈치 드럼(15)에 연결되며,
    상기 호이스트 로프(20)는 두 개의 상기 로프 윈치(12, 14)에 의해 동시에 작동하고,
    상기 제 1 로프 윈치(12)는 상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)에 의해 동시에 작동되는 상기 호이스트 로프(20)를 하강시키기 위해 컨트롤러에 의해 자유 낙하 모드로 전환되고, 상기 제 2 로프 윈치(14)는 강제 잠금(force-locking) 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 적어도 하나의 제 1 로프 윈치(12)에 배치되는 자유 낙하 브레이크는 상기 호이스트 로프(20), 및 상기 호이스트 로프(20)와 풀리 블록(22) 상에 움직일 수 있게 배치된 상기 리프팅 부재(30)의 자유 낙하 하강을 위해 비활성화되며,
    상기 적어도 하나의 제 1 로프 윈치(12)는 상기 호이스트 로프(20)의 자유 낙하 하강을 위해 상기 자유 낙하 브레이크에 의해 해제되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항 또는 12항에 있어서,
    상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)는 상기 호이스트 로프(20) 및 상기 호이스트 로프(20) 상에 배치된 상기 리프팅 부재(30)가 상기 호이스트 로프(20)의 자유 낙하 하강 후 다시 하강 전의 상기 로프 윈치(12, 14)의 시작 위치로 올려질 때 동기화되고,
    상기 두 개의 로프 윈치(12, 14)는 상기 호이스트 로프(20)가 하강 또는 다시 상승할 때 서로 독립적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 제 10항에 따른 건설 기계를 사용하여 칸막이 벽(diaphragm wall)을 제조하는 방법.
  15. 삭제
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