KR102491186B1 - 케이블 윈치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 구동 모터(2), 변속기(3), 및 회전 인코더(4)를 포함하는 케이블 윈치(1)에 대한 것으로, 여기에서 전기 구동 모터(2)는 변속기(3)에 결합되고, 상기 회전 인코더(4)가 상기 구동 모터(2) 및/또는 변속기(3)의 회전 속도를 결정하기 위한 신호를 제공하도록 상기 전기 구동 모터(2) 및/또는 변속기(3)에 상기 회전 인코더(4)가 결합된다. 회전 인코더의 효과적인 배치를 달성하기 위하여, 상기 회전 인코더(4)는 상기 전기 구동모터(2)와 상기 변속기(3) 사이에 배치된다.

Description

케이블 윈치
본 발명은 특허청구범위 1의 전제부에 따른 케이블 윈치에 대한 것이다.
독일공개공보 DE 34 24 590A1은 이미 전기구동모터를 포함하는 체인 호이스트를 개시한다. 구동 모터는 체인을 구동하기 위하여 변속기에 의하여 체인 휠에 연결된다. 변속기는 통상적으로 변속기 입력 샤프트를 가지며, 구동 모터에 대향하는 단부에서 디스크가 변속기와 같이 연동 회전하도록 연결된다. 디스크는 홀 효과에 따라 동작하는 센서를 포함하는 변속기 입력 샤프트의 회전 속도를 결정하기 위한 센서 장치의 구성 부품이다. 이를 위하여, 상호 떨어진 간격으로 디스크 둘레를 따라 자석들이 매입 설치되고, 상기 자석들은 변속기 입력 샤프트의 회전에 의하여 홀 센서를 지나 이동할 때 홀 센서에 의하여 검출된다.
또한, 유럽 특허출원 EP 0 476 459A2는 회전속도 센서와 회전각도 발송기(sender)가 전기 구동모터 및 추가로 케이블 드럼에 설치되는 크레인용 안전 장치를 개시한다. 회전 속도 센서들은 증분 센서들로 구성되고 회전각도 발송기는 각도 인코더로 구성된다. 회전 속도센서 또는 회전각도 발송기의 어느 것도 구동 모터와 케이블 드럼 사이의 변속기 영역에 설치되지 않는다.
추가로, 독일특허출원 DE 103 39 440 A1은 회전속도 센서의 신호를 평가하는 체인 호이스트 모니터링 방법을 개시한다. 회전속도 센서는 전기 구동모터의 대향측에 있는 변속기 입력 샤프트의 일 단부에 배치된다. 회전속도 센서는 톱니형 록 워셔의 외측 에지 둘레에 분기식으로 결합하는 광 배리어로서 구성된다. 톱니형 록 워셔는 연동 회전하도록 변속기의 입력 샤프트에 연결되고 그의 외측 에지 영역에는 톱니형 록 워셔의 둘레를 따라 균일하게 설치되고 실질적으로 직사각형 구멍들이 교대로 구비된 실질적으로 직사각형인 톱니들이 구비된다. 이동하는 톱니형 록 워셔의 톱니들에 의하여 유발된 광 비임의 간섭은 신호로서 평가된다.
구동 모터와 변속기 사이의 회전 인코더 장치는 차량의 조향 구동과 관련해서 JP 2010-200543A로부터 공지되고 차량의 전기적인 창 리프팅 및 미러 조정기의 작동 드라이브와 관련해서 DE 197 49 009A1으로부터 공지된다. 대응하는 장치는 또한 JP 2001-103 709A1으로부터 공지된다.
특허청구범위 1의 전제부의 특징들을 포함하는 케이블 윈치는 US 2005/0072965A1으로부터 공지되었다. 회전 인코더를 포함하는 추가적인 케이블 인코더가 EP 2 179 959A1으로부터 공지되었다.
본 발명의 목적은 전기 구동 모터와, 변속기 및 효과적으로 배치된 회전 인코더를 포함하는 케이블 윈치를 제공하는 것이다.
이 목적은 특허청구범위 1의 특징을 가지는 전기 구동모터, 변속기 및 회전 인코더를 포함하는 케이블 윈치에 의하여 달성된다.
본 발명의 효과적인 실시예들이 청구범위 2 내지 11에 설명된다.
본 발명에 따르면, 전기 구동 모터, 변속기 및 회전 인코더를 포함하는 케이블 윈치의 경우, 전기 구동 모터는 변속기에 연결되고 회전 인코더가 구동 모터 및/또는 변속기의 회전 속도를 결정하기 위하여 신호를 제공하도록 회전 구동 모터에 결합되고, 회전 인코더가 전기 구동모터와 변속기 사이에 배치되고, 회전 인코더는 홀 센서로서 구성된 센서와 디스크를 포함하고, 디스크는 변속기와 연동 회전하도록 그리고 변속기의 입력 샤프트 위 또는 구동 모터의 모터 샤프트 위에 동심으로 배치되고 센서는 디스크를 스캐닝하고 리시버 및/또는 변속기에 고정되며, 상기 디스크가 평평하고 환형이며, 둘복수의 창들이 에지 영역에 배치되고, 둘레 방향으로 연속인 상기 창들이 서로 균등하게 이격되어 배치되고, 센서가 창들의 영역에서 디스크를 스캐닝하고, 축방향으로 신호를 보내도록 디스크와 센서는 서로에 대해 배치되는 사실에 의하여 회전 인코더의 효과적인 배치가 달성된다. 이로써 반경 방향으로 볼 때 작은 제작 크기가 달성된다.
효과적인 방식으로, 변속기의 입력 샤프트 영역에서 변속기에 리시버가 구비되고, 전기 구동모터는 리시버에 고정되고, 리시버 내에는 회전 인코더의 적어도 기능 부분이 배치되는 커플링 공간이 구비된다. 그러므로, 회전 인코더는 공간-절약 방식으로 기존의 커플링 공간에 수용될 수 있다. 디스크와 인접 센서는 회전 인코더의 기능 부분으로 이해된다. 센서의 하우징의 일부는 하우징 또는 리시버의 벽 내에 수용될 수 있다.
커플링 공간이 또한 전기 구동모터의 모터 샤프트를 샤프트 커플링에 의하여 변속기의 입력 샤프트에 연결하기 위하여 사용된다.
이 경우, 커플링 공간은 효과적으로 리시버에 의하여 반경 방향으로 그리고 변속기와 전기 구동모터에 의하여 축방향으로 형성된다.
하나의 특수한 구조적인 실시예에서, 리시버는 환형이고 변속기의 입력 샤프트에 대해 동심으로 배치된다.
특히 효과적인 방식으로, 커플링 공간은 닫혀진다. 이와 같이 회전 인코더는 환경적인 영향으로부터 보호될 수 있도록 수용될 수 있다.
입력 샤프트 위에 회전 인코더를 배치함으로써, 전기 구동모터를 더욱 용이하게 교체하거나 장착할 수 있다.
본 발명에 의하면, 변속기 하우징의 벽 외측으로부터 시작해서, 벽에 구비되고 외측에 접하여 커플링 공간으로 돌출하는 보어를 관통하여 회전 인코더의 센서가 삽입되는 사실에 의하여 특히 간단한 조립 및 보수가 가능해진다.
구조적으로 간단한 방식으로, 회전 인코더, 특히 그의 센서가 커플링 공간에 인접한 변속기 하우징의 내부 공간 외측에 배치되도록 구성된다. 그러므로, 센서는 보수 및 조립을 위하여 변속기 하우징의 외측으로부터 특히 접근가능하고, 하우징이나 그의 내부 공간이 이를 위하여 개방될 필요는 없다.
본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 예시된 예로서의 실시예를 참조하여 이하 보다 구체적으로 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 케이블 윈치(1)의 기본적인 부품들의 개략적인 도면이고; 및
도 2는 변속기(3)에 연결된 전기 구동모터(2) 영역의 확대 단면도를 도시한다.
도 1은 화물을 리프팅하고 하강시키기 위한, 전기 구동모터(2)와, 변속기(3), 회전 인코더(4), 및 케이블 드럼(5)을 포함하는 케이블 윈치(1)의 필수 부품들의 개략적인 도면을 도시한다. 전기 구동모터(2)는 통상적으로 구동 모터(2)의 피구동 측으로 돌출하는 모터 샤프트(2a)를 가진다. 모터 샤프트(2a)는 샤프트 커플링(6)을 통해 연동 회전하도록 연속기(3)의 입력 샤프트(3a)에 연결된다. 입력 샤프트(3a)의 회전 속도가 그에 의하여 결정될 수 있는 회전 인코더(4)에 입력 샤프트(3a)가 결합된다. 출력-측에서, 변속기(3)는 출력 샤프트(3b)와 추가적인 커플링(7)을 통해 케이블 드럼(5)의 드럼 샤프트(5a)에 연결된다.
도 2는 전기 구동 모터(2)의 피구동-측 부품과 변속기(3)의 입력-측 부품 및하우징(3c)의 내부 공간(3g)의 확대 단면도를 도시한다. 전기 구동모터(2)는, 바람직하게 표준화된 변속기(3)를 장착하기 위한, 도시되지 않은, 관통-보어들을 가진 연결 플랜지(2b)를 가지는 상업적으로 사용가능한 전기 모터(2)로서 구성된다. 변속기(3)의 하우징(3c)에 구동 모터(2)를 장착하기 위하여, 원통형이며 슬리브-형상의 리시버(3d)가 하우징(3c)에 형성되고, 변속기(3)의 입력 샤프트(3a)에 대해 동심으로 향해지고 입력 샤프트(3a)와 평행으로 외측으로 연장한다. 구동 모터(2)와변속기(3)가 조립 상태에 있을 때, 구동 모터(2)의 연결 플랜지(2b)는 변속기(3)의 하우징(3c)으로부터 멀리 향하는 리시버(3d)의 일 단부에 접해서 위치되고, 리시버(3d)에 볼트 결합된다. 이로써 리시버(3d)에 의하여 반경방향으로 그리고 하우징(3c)의 벽(3e)과 구동 모터(2)의 모터 샤프트-측 판(2c)에 의하여 형성된 닫힌 커플링 공간(8)이 생성된다. 이 경우, 벽(3e)과 판(2c)은 커플링 공간(8)을 형성하기 위하여 폭(B)만큼 대응하여 서로로부터 이격된다. 폭(B)은 대략 50 내지 140mm이다. 커플링 공간(8) 내에서, 축방향으로 모터 샤프트(2a)와 입력 샤프트(3a)가 축방향으로 같이 정렬되고, 샤프트 커플링(6)을 거쳐 연동 회전하도록 같이 연결된다. 샤프트 커플링(6)의 구조, 특히 그의 축방향 길이와 커플링 공간(B)의 폭(B)은 입력 샤프트가 샤프트 커플링(6) 내에 수용되기까지 입력 샤프트(3a)가 하우징(3c)의 벽(3e)으로부터 대략 길이(L)만큼 돌출하여 하우징(3c)의 내부 공간(3g)을 형성하도록 선택된다. 길이(L)는 대략 10 내지 60mm이다. 따라서, 커플링 공간(8)에 인접하는 내부 공간(3g) 외측에 따라서 내부 공간(3g)으로부터 분리되어 배치된 회전 인코더(4)를 커플링 공간(8) 내에 수용하기에 충분한 공간이 있다.
회전 인코더(4)는 모든 현재 실시예들에서 형성될 수 있다. 바람직하게 도 2 예시와 같이, 회전 인코더(4)의 일 실시예는 홀 효과에 따라 동작하는 센서(4b)에 의하여 무접촉 방식으로 스캐닝되는 둥근 디스크(4a)를 가진다. 디스크(4a)를 입력 샤프트(3a) 내에 동심으로 밀어 넣고 약간의 틈새를 두고 변속기(3)를 향하는 측면에 링(9)을 고정하기 위하여 디스크(4a)는 중심 구멍을 가진다. 입력 샤프트(3a)의 세로방향 홈 내에 결합하는 내측으로 돌출하는 돌기가 디스크(4a)의 보어에는 구비된다. 대향 측면에서, 디스크(4a)는 예컨대, 슬리브를 거쳐 샤프트 커플링(6)에 대해 접하여 배치된다. 디스크(4a)는 둘레 방향으로 볼 때 서로 균등하게 떨어진 다수의 역사다리형 창(4c)들을 에지로부터 작은 떨어진 간격으로 외측 에지 영역에 가지는 원형의, 환형 펀칭된 시트 금속 부품이다. 이 경우, 창(4c)들은 디스크(4a)의 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 배치되고 각각의 경우 창(4c)들 사이에 디스크(4a) 소재로 구성된 웹(4d)에 의하여 서로 분리된다. 창(4c)들은 유사하게 천공되고 따라서 디스크(4a)에서 개방된 구멍들이다. 회전하는 입력 샤프트(3a)에 의하여, 창(4c)들은 센서(4b)를 지나 디스크(4a)의 둘레 방향으로 안내되고 센서(4b)는 창(4c)과 웹(4d) 사이의 변화를 검출하고, 이는 카운팅 임펄스로서 평가된다. 이러한 카운팅 임펄스를 사용하여, 입력 샤프트(3a)의 회전 속도가 이어서 콘트롤러(10)(도 1 참조)의 분당 회전수로서 산출된다. 바람직하게, 30개의 둘레방향으로 연속인 창(4c)들이 구비되고 디스크는 140mm 직경을 가진다. 30 대신에 다른 수의 창들과 다른 직경이 또한 가능하다.
이 경우, 센서(4b)는 홀 센서와 센서(4b)의 자석의 고정 결합인 소위 바이어스된 홀 센서로서 구성된다. 이 센서(4b)를 지나 이동하는 창(4c)과 웹(4d)은 자석의 플럭스 라인들의 다른 편향을 생성하고, 이어서 이는 카운팅 임펄스의 면에서 플럭스 밀도의 변조로서 홀 센서에 의하여 검출된다.
더욱이, 도 2는 센서(4b)의 장착 위치를 보다 상세하게 도시한다. 도 2에 예시된 바와 같이, 커플링 공간(8)은 내측 공간(3g)을 거쳐 하우징(3c) 내에서 변속기-측 위에서 그리고 하우징(3c) 측에서 보어(11)를 거쳐 접근할 수 있다. 센서(4b)는 보어(11)를 통해 외측으로부터, 즉, 하우징(3c)의 외측(3h)으로부터 시작해서, 하우징의 일부와 같이 벽(3e) 내에 센서(4b)가 수용되도록 하우징(3c)의 벽(3e)을 관통해서 삽입된다. 이 경우, 하우징(3c)에 고정된 센서(4b), 또는 그의 홀딩 부품은, 외측(3h)에 접하도록 위치되고, 이로써 하우징(3c)이나 그의 내부 공간(3g)이 보수 및 조립을 위하여 개방될 필요 없이, 이를 위하여 변속기(3)의 하우징(3c)의 외측으로부터 용이하게 접근할 수 있다. 외측(3h)으로부터 시작해서, 보어(11)를 관통해서 센서(4b)가 돌출하고 보어(11)로부터 내측으로 커플링 공간(8)으로 돌출하고 스캐닝되는 디스크(4a)로부터 작은 이격된 간격에서 종료한다. 이격된 간격(A)은 0.2mm 내지 0.5mm이다. 내부 공간(3g)으로부터 멀리 장착되므로, 센서(4b)가 한편으로 리시버(3d)의 일부를 지지하고 다른 한편 커플링 공간(8)을 형성하도록 변속기(3)의 하우징(3c)을 신장시키는 벽(3e)의 일부(3f)에 배치되므로, 센서(4b)는 변속기(3)의 내부 공간(3g)에 접하지 않는다. 대응하도록, 리시버(3d)와 따라서 커플링 공간(8)은 입력 샤프트(3a)의 방향으로 볼 때 횡방향으로 치우쳐서 향하므로, 이 방향에서 볼 때, 리시버(3d)의 단지 일부가 변속기(3)의 하우징(3c)을 덮는다. 덮힌 부분에 횡방향으로 인접하는 리시버(3d)의 부분은 벽(3e)의 일부(3f)에 의하여 변속기-측에 규정되고, 위에 설명된 바와 같이, 보어(11) 내에 센서(4b)가 수용된다.
톱니가 형성된 록 워셔의 외측에지 둘레에 두 가지 방식으로 결합하는 광의 배리어로서 센서(4b)를 가지는 회전 인코더(4)를 설계하는 것이 또한 가능하다. 이어서 톱니형 록 워셔는 그와 연동 회전하도록 변속기(3)의 입력 샤프트(3a)에 연결되고 그의 외측 에지 영역에는 톱니형 록 워셔의 둘레를 따라 균일하게 형성되고 실질적으로 직사각형 구멍들이 교대로 형성된 실질적으로 직사각형의 톱니가 구비된다. 이동하는 톱니형 록 워셔의 톱니에 의해 야기된 광 비임의 간섭이 회전 속도 센서에 의하여 신호로서 평가된다. 대응하게 가공된, 즉, 자화된 입력 샤프트(3a)의 회전 운동의 직접적인 무접촉 태핑(tapping)이 또한 가능할 것이다.
1: 케이블 윈치
2: 전기 구동모터
2a: 모터 샤프트
2b: 연결 플랜지
2c: 판
3: 변속기
3a: 입력 샤프트
3b: 출력 샤프트
3c: 하우징
3d: 리시버
3e: 벽
3f: 벽(3e)의 일부
3g: 내부 공간
3h: 외측
4: 회전 인코더(encoder)
4a: 디스크
4b: 센서
4c: 창
4d: 웹
5: 케이블 드럼
5a: 드럼 샤프트
6: 샤프트 커플링
7: 추가 커플링
8: 커플링 공간
9: 고정 링
10: 콘트롤러
11: 보어
A: 이격 간격
B: 폭
L: 길이

Claims (11)

  1. 전기 구동 모터(2), 변속기(3), 및 회전 인코더(4)를 포함하는 케이블 윈치(1)에서, 상기 전기 구동 모터(2)는 상기 변속기(3)에 결합되고, 상기 회전 인코더(4)가 상기 구동 모터(2) 및/또는 변속기(3)의 회전 속도를 결정하기 위한 신호를 제공하도록 상기 전기 구동 모터(2) 및/또는 변속기(3)에 상기 회전 인코더(4)가 결합되고, 상기 회전 인코더(4)는 상기 전기 구동모터(2)와 상기 변속기(3) 사이에 배치되고, 상기 회전 인코더(4)가 홀 센서로서 구성된 센서(4b)와 디스크(4a)를 포함하고, 상기 디스크(4a)는 변속기와 연동 회전하도록 상기 변속기(3)의 입력 샤프트(3a) 위 또는 상기 구동 모터(2)의 모터 샤프트 (2a) 위에 동심으로 배치되고 상기 센서는 상기 디스크(4a)를 스캐닝하고 리시버(3d) 및/또는 상기 변속기(3)에 고정되며, 상기 디스크(4a)가 평평하고 환형이며, 복수의 창(4c)들이 상기 디스크(4a)의 에지 영역에 배치되고, 상기 디스크(4a)의 둘레 방향으로 연속인 상기 창들이 서로 균등하게 이격되어 배치되고, 상기 센서(4b)가 창(4c)들의 영역에서 상기 디스크(4a)를 스캐닝하고, 축방향으로 신호를 보내도록 디스크(4a)와 센서(4b)는 서로 마주보고 배치되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 변속기(3)의 입력 샤프트(3a) 영역에서 상기 변속기(3)에 상기 리시버(3d)가 배치되고, 상기 전기 구동모터(2)는 상기 리시버(3d)에 고정되고, 상기 리시버(3d)에는 상기 회전 인코더(4)의 적어도 디스크(4a) 및 센서(4b)가 배치되는 커플링 공간(8)이 구비되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 커플링 공간(8)에서 상기 전기 구동모터(2)의 상기 모터 샤프트(2a)가 샤프트 커플링(6)을 통해 상기 변속기(3)의 입력 샤프트(3a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 커플링 공간(8)은 상기 리시버(3d)에 의하여 반경방향으로 그리고 상기 변속기(3)와 전기 구동모터(2)에 의하여 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 리시버(3d)는 환형이고 상기 변속기(3)의 입력 샤프트(3a)에 대해 동심으로 배치되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 커플링 공간(8)은 닫혀지는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 인코더(4)는 상기 입력 샤프트(3a) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전 인코더(4)의 센서(4b)는 상기 변속기(3)의 하우징(3c)의 벽(3e) 외측(3h)으로부터 시작하여, 외측(3h)에 인접하여 배치되고 벽(3e)에 구비되어 돌출하는 보어(11)를 관통하여 커플링 공간(8) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전 인코더(4)는 상기 커플링 공간(8)에 인접한 변속기(3)의 하우징(3c) 내부 공간(3g) 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 케이블 윈치(1).
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020177025606A 2015-02-13 2016-02-10 케이블 윈치 KR102491186B1 (ko)

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