KR102410136B1 - 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 윈치와 관련되는 것으로서, 특히 고속 및 저속으로 변속이 가능하면서도 긴급 상황시에는 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하되게 하여 장치의 파손을 방지할 수 있도록 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치에 관한 기술이며, 구체적으로 1단 유성기어모듈의 후단에 1단 링기어의 구속을 선택적으로 제어하는 제2조정부가 마련되어, 상기 제2조정부로 유압이 공급되면 상기 1단 링기어의 구속이 해제되어 상기 1단 유성기어모듈이 헛돌게 되어 드럼에 감긴 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치{Smart Winch with Free Fall Function}
본 발명은 윈치와 관련되는 것으로서, 특히 고속 및 저속으로 변속이 가능하면서도 긴급 상황시에는 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하되게 하여 장치의 파손을 방지할 수 있도록 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치에 관한 기술이다.
산업적으로 감속기는 널리 사용되고 있으며, 유압모터나 전기모터로부터 전달되는 회전력을 필요에 맞게 적정한 속도로 감속시켜서 출력축으로 회전력을 전달하게 된다.
유성기어는 선기어, 유성기어, 링기어로 이루어지는 구조를 가지며, 유성기어를 활용한 감속기 자체는 일반화되어 있다.
감속기는 윈치나 건설장비 등에 널리 사용되고 있으며, 감속기의 변속을 위해 수동방식으로 조정을 하는 경우도 있었으나 수동방식의 감속기는 사용상 불편함이 크기 때문에 점차 원거리에서 자동제어할 수 있는 감속기가 요구되고 있다.
본 발명과 관련한 종래기술 대한민국 등록특허 제10-1748324호의 "브레이크 및 클러치를 구비한 감속기"가 알려져 있다.
종래기술에 의한 브레이크 및 클러치를 구비한 감속기는, 하우징, 입력축, 제1기어, 제1링기어, 제1중개기어, 제1출력축, 동력출력수단, 클러치수단, 브레이크수단을 포함하며, 하우징에 제1슬라이더를 입력축의 축방향으로 슬라이딩시키기 위한 제1유로가 형성되고, 제2슬라이더를 슬라이딩시키기 위한 제2유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
종래기술에서는 제1슬라이더를 좌우로 이동시키기 위한 2개의 제1유로와 제2슬라이더를 좌우로 이동시키기 위한 2개의 제2유로를 형성시켜서 상황에 따라 제1유로와 제2유로로 공급하는 유체의 방향을 바꿀 수 있도록 한다.
이러한 종래기술의 경우는 제1유로와 제2유로의 유체 방향을 개별적으로 제어해야 함에 따라 구조가 복잡해진다는 문제점과 제어에 오류가 발생될 수 있는 가능성이 높아진다는 문제점이 있었다.
더불어 유성기어 감속기를 갖는 윈치의 경우 실제 현장에서 크레인 등에 접목되어 사용될 때 크레인의 구조적 결함 또는 와이어에 매달린 중량물의 중량초과 등의 문제로 인해 중량물을 들어올릴 때 크레인의 붐대가 파손되거나 내려 앉는 사고가 발생하기도 한다.
한편, 크레인을 이용하여 중량물을 들어올릴 때 중량초과 등으로 인해 문제가 있는 경우 운전자는 이를 어느 정도 인지 할수 있고 이런 상황하에서 신속하게 붐대에 작용하는 하중을 제거할 수 있다면 큰 사고를 예방할 수 있을 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1748324호
따라서 본 발명에서는 크레인 등 각종 산업장치에 적용되는 윈치로서 2단 변속이 가능하면서도 과부하로 인한 위험상황시에는 간단한 조작으로 중량물이 자유낙하될 수 있도록 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치를 제공하고자 한다.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는, 다단구조의 유성기어모듈이 구비되어 변속이 이루어질 수 있도록 하는 윈치로서, 1단 유성기어모듈의 후단에 1단 링기어의 구속을 선택적으로 제어하는 제2조정부가 마련되어, 상기 제2조정부로 유압이 공급되면 상기 1단 링기어의 구속이 해제되어 상기 1단 유성기어모듈이 헛돌게 되어 드럼에 감긴 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 1단 유성기어모듈의 전단에 1단 유성기어로 선택적으로 회전력을 전달할 수 있도록 하는 제1조정부가 구비되며, 상기 제1조정부와 상기 제2조정부로 유압이 공급되는 경우 고속변속이 이루어지게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는, 제1유압라인과 제2유압라인이 하나의 제어밸브와 연결되고, 상기 제1유압라인을 통해 유압이 공급되면 상기 제2조정부로만 유압이 작용하게 되고, 상기 제2유압라인으로 유압이 공급되면 상기 제1조정부와 상기 제2조정부로 유압이 작용되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 1단 유성기어모듈은, 입력축에 연결되는 1단선기어; 1단캐리어에 설치되며 상기 1단선기어와 맞물리게 되는 복수의 상기 1단유성기어; 상기 1단유성기어에 맞물리게 되는 상기 1단링기어; 상기 1단 유성기어모듈의 전단으로 연결되게 하우징에 형성되는 제1유로; 상기 1단 유성기어모듈의 후단으로 연결되게 상기 제1유로와 이격거리를 두고 상기 하우징에 형성되는 제2유로; 상기 제1유로를 통해 공급되는 유체압에 의해 전진되어 1단유성기어핀과 상기 1단캐리어가 상기 입력축과 연결되게 하는 상기 제1클러치를 포함하는 상기 제1조정부; 제2유로를 통해 공급되는 유체압에 의해 전진되어 상기 1단링기어가 제2클러치와의 구속이 해제될 수 있도록 하는 상기 제2조정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제1조정부는, 상기 제1유로와 연결되는 작동공간에 설치되는 제1피스톤; 상기 제1피스톤의 전단에 형성되는 스프링홈에 설치되어 상기 제1피스톤을 후방측으로 밀게 되는 제1스프링; 상기 제1피스톤의 가압력에 의해 전후진하게 되는 제1클러치; 상기 1단캐리어의 후단에 연결되며 상기 제1클러치가 전진되면 상기 제1클러치와 연결됨으로써 상기 1단유성기어핀과 1단캐리어로 동력을 전달하는 클러치기어;를 포함하고, 상기 제2조정부는, 상기 제2유로와 연결되는 작동공간에 설치되는 제2피스톤; 상기 제2피스톤의 전단에 형성되는 스프링홈에 설치되어 상기 제2피스톤을 후방측으로 밀게 되는 제2스프링; 상기 제2피스톤의 가압력에 의해 상기 1단링기어와 구속되는 제2클러치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 1단 유성기어모듈과 연결되는 2단 유성기어모듈 및 3단 유성기어모듈은 상기 드럼의 내부 또는 외부에 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는 평상시에는 필요에 따라 윈치를 고속과 저속 2단으로 변속하면서 사용할 수 있어 작업 효율을 극대화시킬 수 있으며, 크레인의 구조적 결함이나 와이어에 매달리는 중량물의 과도한 중량으로 인해 중량물을 들어올리는 작업을 중단해야 할 때 간단한 조작으로 중량물이 자유낙하되도록 함으로써 크레인 및 윈치의 파손을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 주요부에 대한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 주요부에 대한 부분 절개 사시도.
도 4는 본 발명에서 평상시 저속모드로 출력이 이루어지는 경우의 주요부에 대한 상태도.
도 5는 제2유압라인을 통해 유압이 공급되어 제1조정부와 제2조정부에 유압이 작용되어 고속모드로 출력이 이루어지는 경우의 주요부에 대한 상태도.
도 6은 비상시 제1유압라인으로 유압이 공급되어 제2조정부로만 유압이 작용하는 경우를 보여주는 상태도.
도 7은 제1유압라인으로만 유압이 공급되어 자유낙하가 이루어질 때의 회전력 전달 계통도.
이하, 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
첨부되는 도 1은 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 주요부에 대한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치의 주요부에 대한 부분 절개 사시도이며, 도 4는 본 발명에서 평상시 저속모드로 출력이 이루어지는 경우의 주요부에 대한 상태도이며, 도 5는 제2유압라인을 통해 유압이 공급되어 제1조정부와 제2조정부에 유압이 작용되어 고속모드로 출력이 이루어지는 경우의 주요부에 대한 상태도를 나타낸 것이고, 도 6은 비상시 제1유압라인으로 유압이 공급되어 제2조정부로만 유압이 작용하는 경우를 보여주는 상태도이고, 도 7은 제1유압라인으로만 유압이 공급되어 자유낙하가 이루어질 때의 회전력 전달 계통도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는, 다단구조의 유성기어모듈이 구비되어 2속 변속이 가능한 윈치이면서 위급상황시 크레인이나 윈치에 부하가 걸리지 않도록 중량물을 자유낙하되게 할 수 있는 기능을 갖는 스마트형 윈치에 관한 기술이다.
즉, 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는 평상시에는 윈치에 작용하는 부하에 따라 고속/저토오크 또는 저속/고토오크로 동작될 수 있도록 하고, 크레인의 구조적 결함 또는 과도한 부하로 인해 위험이 감지되는 경우에는 중량물을 들어올리는 중에 간단한 조작으로 중량물이 자유낙하되게 하도록 한다.
본 발명의 윈치는 크레인을 비롯한 중량물을 들어올려 이동시키기 위한 산업기계에 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 크레인에 본 발명이 적용되어 사용되는 것을 가정하여 설명한다.
본 발명의 윈치는 윈치프레임(10)에 드럼(20)이 회전 가능하도록 연결되고, 드럼(20)의 일측으로 드럼을 구동시키기 위한 구동유닛(DU)이 설치된다. 드럼(20)에는 소정길이의 와이어(30)가 감겨지게 되고, 구동유닛(DU)의 동작에 따라 드럼(20)은 정역회전하면서 중량물을 와이어(30)에 구속하여 들어올리거나 내릴 수 있도록 한다.
윈치를 구성하는 구동유닛(DU)은 유압모터(400), 유압브레이크(500), 다단 유성기어모듈(100,200,300) 순으로 연결 구성된다. 다단 유성기어모듈은 1단 유성기어모듈(100), 2단 유성기어모듈(200) 및 3단 유성기어모듈(300)로 이루어질 수 있다. 경우에 따라 유압모터 자체에 변속 기능이 포함될 수 있고, 이런 경우 보다 폭넓은 변속 범위를 갖게 된다.
도 1과 같이 유압모터(400), 유압브레이크(500)에 연이어 구비되는 다단 유성기어모듈(100,200,300)을 갖는 윈치는 하나의 입력축(IS)을 갖추며, 입력축(IS)에 인접하여 1단 유성기어모듈(100)들이 배치되고 1단 유성기어모듈(100)에 연이어 2단 유성기어모듈(200)이 배치되며, 2단 유성기어모듈(200) 다음에 3단 유성기어모듈(300)이 배치된다.
입력축(IS)에 유압모터(400)나 전기모터가 연결되어 회전력이 제공되며, 1단, 2단, 3단 유성기어모듈(100,200,300)을 거치면서 감속이 이루어지게 된다. 한편, 산업적으로 사용되는 윈치는 보통 상황에 따라 저속, 고속의 출력 속도가 요구되는 경우가 많다.
따라서 본 발명에서는 1단 유성기어모듈(100)에서 필요에 따라 감속없이 2단 유성기어모듈(200)로 동력을 전달함으로써 저속 모드에서 고속 모드로 출력 속도를 간단히 변경할 수 있도록 하고자 한다.
또한, 필요에 따라 와이어(30)에 매달린 중량물을 자유 낙하시켜야 하는 경우 회전력이 입력축(IS)으로 전달되지 않도록 제어할 필요성이 있다.
이를 위해 본 발명에서는 입력축(IS)에 연결되는 1단 유성기어모듈(100)의 전단에 1단 유성기어(110)로 선택적으로 회전력을 전달할 수 있도록 하는 제1조정부(A)가 구비되게 하고, 1단 유성기어모듈(100)의 후단에 1단 링기어(120)의 구속을 선택적으로 제어하는 제2조정부(B)를 두어서 제1조정부(A)와 제2조정부(B)로 유압이 공급되는 경우 감속비가 최소화되면서 고속으로 윈치를 운용할 수 있도록 한다.
평상시 즉, 제1조정부(A)와 제2조정부(B) 어디에도 유압이 작용하지 않는 경우에는 감속비가 최대가 되어 저속,고토오크로 윈치를 사용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 선택적으로 제2조정부(B)로만 유압이 공급되게 할 수 있으며, 제2조정부(B)로만 유압이 공급되면 도 6과 같이 1단 유성기어모듈(100)을 구성하는 1단 링기어(120)의 구속이 해제되어 1단 유성기어모듈(100)이 헛돌게 됨으로써 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하될 수 있게 한다. 즉, 제2조정부(B)로만 유압이 공급될 경우에는 1단 링기어(120)가 비구속 상태가 되고 동시에 1단 유성기어모듈(100)이 입력축(IS)과도 연결이 끊어지게 됨에 따라 드럼(20)과 연결되는 다단 유성기어모듈이 자유롭게 회전될 수 있는 상태가 되어 중량물의 자유낙하가 가능하도록 한다.
또한, 본 발명은 제1조정부(A)없이 제2조정부(B)만 구비되는 형태로 제공될 수 있으며, 상황에 따라 제2조정부(B)로 유압을 공급하여 자유낙하 기능이 수행될 수 있도록 할 수 있다.
그리고 제1조정부(A)와 제2조정부(B)로 유압을 공급하기 위한 제1유압라인(L1)과 제2유압라인(L2)이 마련되며, 이들은 하나의 제어밸브(V)와 연결된다. 제1유압라인(L1)을 통해 유압이 공급되면 제2조정부(B)로만 유압이 작용하게 되고, 제2유압라인(L2)으로 유압이 공급되면 제1조정부(A)와 제2조정부(B)로 유압이 작용되도록 제어밸브(V)가 작동된다.
즉, 운전자는 스위치 조작과 같이 간단한 조작을 통해 제1유압라인(L1) 또는 제2유압라인(L2)으로 선택적인 유압 공급이 가능하고, 유압의 특성상 즉각적인 응답이 이루어질 수 있게 된다.
한편, 다단 유성기어모듈(100,200,300)을 갖는 본 발명의 스마트 윈치는 드럼(20)과 연결되되, 다단 유성기어모듈(100,200,300)은 드럼(20)의 외부 또는 내부에 형성될 수 있다. 특히 다단 유성기어모듈의 일부가 드럼(20)의 내부에 위치되게 구성하게 되면 윈치를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예에서는 1단 유성기어모듈(100)은 드럼(20) 외부에 위치되게 하고, 2단 유성기어모듈(200)과 3단 유성기어모듈(300)은 드럼(20) 내부에 위치되는 경우를 보여준다.
이어서 제1조정부(A)와 제2조정부(B)와 연관되는 1단 유성기어모듈(100)의 보다 구체적인 구조 및 동작관계에 대해 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 4와 같이 제2유압라인(L2)을 통해 유압이 공급되면 입력축(IS)에 연결되는 1단 유성기어모듈(100) 중 공급되는 유체압에 의해 1단 유성기어핀(112)과 1단캐리어(111)가 클러치기어(A4)를 통해 제1클러치(A3)와 연결되도록 하고, 1단링기어(120)는 제2클러치(B3)와 구속이 해제됨으로써 입력축(IS)의 동력이 1단에서 감속없이 그대로 2단 유성기어모듈(200)로 전달되게 하여 고속모드가 구현될 수 있도록 한다.
이러한 구현을 위한 보다 상세한 설명을 하도록 한다.
1단 유성기어모듈(100)은 1단선기어(130), 1단유성기어(110), 1단링기어(120)를 포함하게 되며, 1단선기어(130)는 입력축(IS)에 연결되어 입력축(IS)으로부터 회전력을 전달받게 된다.
1단선기어(130)의 주위로 복수개의 1단유성기어(110)들이 맞물리게 배치되는데, 복수의 1단유성기어(110)들의 위치를 잡아주기 위해 1단캐리어(111)가 사용된다. 한편, 1단캐리어(111)에 1단유성기어(110)의 연결은 1단 유성기어핀(112)을 이용하여 결합이 되게 하며, 1단캐리어(111)의 일측에 클러치기어(A4)가 연결되게 하는데, 클러치기어(A4)의 연결을 위해 볼트(113)를 이용하여 클러치기어(A4)와 1단 유성기어핀(112)을 체결되도록 한다.
복수의 1단유성기어(110)와 맞물리는 1단링기어(120)가 구비되며, 1단 유성기어모듈(100)을 감싸는 하우징(H)에 제1유로(P1)와 제2유로(P2)가 형성된다. 제1유로(P1)와 제2유로(P2)는 소정의 이격거리를 두면서 형성되는데, 제1유로(P1)는 1단 유성기어모듈(100)의 전단으로 연결되며, 제2유로(P2)는 1단 유성기어모듈(100)의 후단으로 연결된다.
도 4에서처럼 제1유로(P1)를 통해 공급되는 유체압에 따라 이동되어 1단유성기어(110)가 입력축(IS)과 연결되게 하는 제1조정부(A)가 마련되며, 제2유로(P2)를 통해 공급되는 유체압에 따라 이동되어 1단링기어(120)의 구속이 해제되게 하는 제2조정부(B)가 마련된다.
보다 구체적으로 제1조정부(A)는 제1피스톤(A1), 제1스프링(A2), 제1클러치(A3) 및 클러치기어(A4)를 포함하게 되며, 제1피스톤(A1)은 제1유로(P1)와 연결되는 소정의 작동공간에 설치된다.
제1피스톤(A1)의 전단에 스프링홈(G)이 형성되는데, 스프링홈(G)에 제1스프링(A2)이 설치되어 제1피스톤(A1)을 후방측으로 밀어낼 수 있도록 한다. 즉, 작동공간에 설치되는 제1피스톤(A1)은 제1스프링(A2)의 반발력을 받아 항상 후방측으로 힘을 받게 되며, 제1피스톤(A1)에 의한 가압력을 받게 되는 제1클러치(A3)가 구비된다.
제1클러치(A3)는 제1피스톤(A1)이 미는 힘에 의해 이동하게 되며, 1단캐리어(111)의 후단에 연결되는 클러치기어(A4)가 제1클러치(A3)와 연결되면 1단 유성기어핀(112)과 1단캐리어(111)로 입력축(IS)의 회전력이 전달된다.
도 4에서처럼 제1유로(P1)를 통해 유체압이 작용하지 않을 때는 제1피스톤(A1)은 후방으로 밀리게 되므로 제1클러치(A3)도 후퇴되어 클러치기어(A4)와 연결이 끊기게 되나, 도 5와 같이 제1유로(P1)를 통해 유체압이 작용하게 되면 제1피스톤(A1)은 제1스프링(A2)의 반발력을 이기고 소정거리만큼 전진하게 됨에 따라 제1클러치(A3)가 전진되어 클러치기어(A4)와 연결되어 입력축(IS)의 동력이 1단유성기어핀(112) 및 1단캐리어(111)로 전달되게 한다.
한편, 제2조정부(B)는 제2피스톤(B1), 제2스프링(B2) 및 제2클러치(B3)를 포함하게 되는데, 제2피스톤(B1)은 제2유로(P2)와 연결되는 작동공간에 설치된다.
그리고 제2피스톤(B1)의 전단에 스프링홈(G)이 형성되며, 스프링홈(G)에 제2스프링(B2)이 설치되어 제2스프링(B2)의 반발력에 의해 제2피스톤(B1)은 후방측으로 힘을 받게 된다.
제2피스톤(B1)의 가압력에 의해 움직이는 제2클러치(B3)가 구비되는데, 제2클러치(B3)는 1단링기어(120)를 구속되도록 하는 역할을 한다.
즉, 도 4와 같이 제2유로(P2)를 통해 유체압이 작용하지 않는 상태일 때 제2피스톤(B1)은 후방으로 밀리면서 제2클러치(B3)를 밀어 1단링기어(120)가 구속상태가 되도록 하고, 반대로 도 5와 같이 제2유로(P2)로 유체압이 작용하는 경우에는 유체압에 의해 제2피스톤(B1)은 전방으로 이동되고 이에 따라 제2클러치(B3)는 1단링기어(120)의 구속을 해제시키게 됨으로써 1단링기어(120)가 회전될 수 있는 상태가 되도록 한다.
이상과 같이 제2유압라인(L2)을 통해 유압이 제1조정부(A)와 제2조정부(B)로 공급되면 1단 유성기어모듈(100)에서 감속이 되지 않고 2단 유성기어모듈(200)로 동력이 전달되어 고속모드로 동작할 수 있고, 제1조정부(A)와 제2조정부(B)로 유압이 공급되지 않는 평상시에는 1단 유성기어모듈(100)에서 감속이 이루어지면서 2단 유성기어모듈(200), 3단 유성기어모듈(300)로 동력이 전달되어 저속모드로 동작된다.
즉, 평상시에는 제2유압라인(L2)으로의 유압 공급여부에 따라 저속과 고속 모드로 변속이 이루어지게 사용할 수 있고, 비상시에만 제1유압라인(L1)을 통해 제2조정부(B)로만 유압이 작용하도록 한다.
도 6과 같이 제1유압라인(L1)으로 유압이 공급되어 제2조정부(B)의 제2유로(P2)로 유체압이 작용하는 경우에는 유체압에 의해 제2피스톤(B1)은 전방으로 이동되고 이에 따라 제2클러치(B3)는 1단링기어(120)의 구속을 해제시키게 됨으로써 1단링기어(120)가 회전될 수 있는 상태가 되어 드럼(20)이 와이어(30)에 걸린 중량물의 하중에 의해 풀리면서 자유롭게 회전되어 자유낙하가 이루어질 수 있도록 한다.
즉, 도 6 및 도 7과 같이 제1유압라인(L1)으로 유압이 공급되는 경우 1단 선기어(130)는 입력축(IS)에 연결되어 있지만, 1단링기어(120)는 구속이 해제되어 있으므로 중량물에 의해 드럼(20)이 회전하게 되면 회젼력은 2단 유성기어모듈(200), 3단 유성기어모듈(300)을 거쳐 1단 유성기어모듈(100)로 전달되면서 1단 유성기어(110)와 1단 링기어(120)가 공회전하게 되는 것이다.
2단 유성기어모듈(200)은 2단 선기어(210), 2단 유성기어(220), 2단 캐리어(230)를 포함하고, 3단 유성기어모듈(300)은 3단 선기어(310), 3단 유성기어(320), 3단 캐리어(330)를 갖게 된다. 그리고 2단 유성기어모듈(200)과 3단 유성기어모듈(300)의 링기어 역할은 드럼(20) 자체가 공용링기어(R)로 활용된다.
제2유압라인(L2)으로 유압이 작용하여 변속이 이루어지는 구체적인 예에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
평상시, 즉 제1유압라인(L1), 제2유압라인(L2) 어디에도 유압이 작용하지 않는 경우에는 1단 유성기어모듈(100)에서 감속이 이루어져 전체적인 감속비가 1/94.15로 되며, 이에 따른 출력 속도는 20m/min 이 된다.
고속으로 운전하기 위해 제2유압라인(L2)으로 유압을 공급하게 되면 1단 유성기어모듈(100)에서 감속이 이루어므로 최종 감속비는 1/26.56가 되며, 이에 따른 출력속도는 70m/min 이 된다.
본 발명에 의한 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치는 변속기능과 자유낙하 기능을 갖추고 있으므로 크레인용 윈치와 같은 중량물을 이동시키고자 하는 산업기계에 활용될 수 있는 유용한 기술이다.
10 : 윈치프레임 20 : 드럼
30 : 와이어
DU : 구동유닛
100 : 1단 유성기어모듈
110 : 1단 유성기어 120 : 1단 링기어
130 : 1단 선기어 111 : 1단 캐리어
112 : 1단 유성기어핀 113 : 볼트
200 : 2단 유성기어모듈 210 : 2단 선기어
220 : 2단 유성기어 230 : 2단 캐리어
300 : 3단 유성기어모듈 310 : 3단 선기어
320 : 3단 유성기어 330 : 3단 캐리어
R : 공용링기어
400 : 유압모터 500 : 유압브레이크
A : 제1조정부
A1 : 제1피스톤 A2 : 제1스프링
A3 : 제1클러치 A4 : 클러치기어
G : 스프링홈
B : 제2조정부
B1 : 제2피스톤 B2 : 제2스프링
B3 : 제2클러치
L1 : 제1유압라인 L2 : 제2유압라인
P1 : 제1유로 P2 : 제2유로
H : 하우징 IS : 입력축
V : 제어밸브

Claims (6)

  1. 다단구조의 유성기어모듈이 구비되어 변속이 이루어질 수 있도록 하는 윈치로서,
    1단 유성기어모듈의 후단에 1단 링기어의 구속을 제어하는 제2조정부가 마련되어,
    상기 제2조정부로 유압이 공급되면 상기 1단 링기어의 구속이 해제되어 상기 1단 유성기어모듈이 헛돌게 되어 드럼에 감긴 와이어에 매달린 중량물이 자유낙하될 수 있도록 하되,
    상기 1단 유성기어모듈의 전단에 1단 유성기어로 회전력을 전달할 수 있도록 하는 제1조정부가 구비되며, 상기 제1조정부와 상기 제2조정부로 유압이 공급되는 경우 고속변속이 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 1단 유성기어모듈은,
    입력축에 연결되는 1단선기어;
    1단캐리어에 설치되며 상기 1단선기어와 맞물리게 되는 복수의 상기 1단유성기어;
    상기 1단유성기어에 맞물리게 되는 상기 1단링기어;
    상기 1단 유성기어모듈의 전단으로 연결되게 하우징에 형성되는 제1유로;
    상기 1단 유성기어모듈의 후단으로 연결되게 상기 제1유로와 이격거리를 두고 상기 하우징에 형성되는 제2유로;
    상기 제1유로를 통해 공급되는 유체압에 의해 전진되어 1단유성기어핀과 상기 1단캐리어가 상기 입력축과 연결되게 하는 제1클러치를 포함하는 상기 제1조정부;
    제2유로를 통해 공급되는 유체압에 의해 전진되어 상기 1단링기어가 제2클러치와의 구속이 해제될 수 있도록 하는 상기 제2조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1조정부는,
    상기 제1유로와 연결되는 작동공간에 설치되는 제1피스톤;
    상기 제1피스톤의 전단에 형성되는 스프링홈에 설치되어 상기 제1피스톤을 후방측으로 밀게 되는 제1스프링;
    상기 제1피스톤의 가압력에 의해 전후진하게 되는 제1클러치;
    상기 1단캐리어의 후단에 연결되며 상기 제1클러치가 전진되면 상기 제1클러치와 연결됨으로써 상기 1단유성기어핀과 1단캐리어로 동력을 전달하는 클러치기어;를 포함하고,
    상기 제2조정부는,
    상기 제2유로와 연결되는 작동공간에 설치되는 제2피스톤;
    상기 제2피스톤의 전단에 형성되는 스프링홈에 설치되어 상기 제2피스톤을 후방측으로 밀게 되는 제2스프링;
    상기 제2피스톤의 가압력에 의해 상기 1단링기어와 구속되는 제2클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치.
  6. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 1단 유성기어모듈과 연결되는 2단 유성기어모듈 및 3단 유성기어모듈은 상기 드럼의 내부 또는 외부에 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 갖는 스마트형 윈치.
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