KR20020071887A - 호이스트 장치 - Google Patents

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KR20020071887A
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Abstract

본 발명에 따른 호이스트 장치는 프레임(2), 홈(12)이 제공된 로프 드럼(rope drum)(3), 호이스트 모터(hoisting motor)(4), 기어(5), 및 피니언(6)을 구비하여, 호이스트 모터(4)가 그 양단에 의해 프레임(2)에 지지된 상기 로프 드럼(3) 안쪽에 적어도 부분적으로 배치되고, 호이스트 모터(4) 및 기어(5)가 로프 드럼(3)의 한 단에 의해서만 상기 프레임(2)에 지지되어, 호이스트 모터(4) 및 기어(5)는 피니언(6)을 거쳐 로프 드럼(3)을 회전시키도록 배열된다. 피니언(6)은 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 로프 드럼(3)의 내부 주변과 호이스트 모터(4) 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 호이스트 장치.

Description

호이스트 장치{HOISTING APPARATUS}
호이스트 장치는 일반적으로 트롤리(trolley)에 의해 트럭을 따라 이동되거나 단단하게 고정된 로프 호이스트의 일부이다. 호이스트 장치는 또한 하중을 들어올리는 것과 같은 것에도 사용될 수 있다.
하중의 수직 전달을 위해 의도된 로프 호이스트에서, 트롤리의 주행을 제한하기 때문에 호이스트 장치의 길이는 중요한 문제이다. 호이스트 장치의 큰 길이는로프 호이스트 설계의 기본적인 개념, 즉 힘 전달 기어를 최적화시키기 위해 로프 드럼의 직경을 최소화시키려는 경향의 결과로, 이는 로프 드럼의 길이를 크게하는 결과가 된다.
로프 드럼의 직경을 최소화시키려는 경향으로 인해, 전형적으로 로프 드럼의 피치 원 직경, 즉 홈의 중심 직경의 반경을 기존의 로프 호이스트의 가장 흔한 이용 목록에 있는 표준 최소 조건에 대응하도록 호이스트 로프의 직경에 맞게 치수화하려 하고 있다.
따라서, 로프 드럼의 피치 원 직경 대 호이스트 로프의 직경의 비율은 사용 강도에 따라서 전형적으로 16-25로, 이로 인해 로프 드럼의 길이는 로프 드럼의 직경보다 상당히 크다. 로프 드럼의 길이가 호이스트 장치의 전체 길이 및 전체 로프 호이스트에 있어서 주요 요인이고 트롤리에 장착된 로프 호이스트의 주행 방향이 일반적으로 로프 호이스트의 세로축에 전체적으로 평행하기 때문에, 로프 호이스트의 길이는, 트롤리의 주행을 제한하기 때문에 중요한 문제이다.
더욱이, 로프 드럼의 회전 이동 동안 로프 드럼의 수직 축의 방향으로 긴 로프 드럼 상의 호이스트 로프의 출발점의 이동은 크다. 다수의 로프를 갖는 로프 호이스트에서, 호이스트 로프의 출발점이 변위되면, 즉 드리프트하면, 로프 드럼을 떠나는 호이스트 로프의 출발 각은 로프 드럼의 수직 축에 대해 변한다.
드리프트가 크고 로프 리빙(rope reeving)이 많아질수록 출발각의 변화는 크다. 로프의 종류에 따라서, 출발각의 최대값은 1.5°∼ 4°. 최대값이 근접하거나 초과되면, 호이스트 로프 마모는 증가된다. 호이스트 로프의 지나친 드리프트는 하중의 제어에 문제를 유발할 수 있고, 호이스트 후크가 꼬이게 되는 경향의 결과가 된다.
또한 호이스트 로프의 드리프트는, 지지력이 드럼으로부터의 호이스트 로프의 출발점에 따라 변하기 때문에 하중-지지 구조를 최적화시키는데 문제를 유발한다.
호이스트 장치의 길이를 최적화시키는 공지된 방법은, 호이스트 모터 또는 기어 또는 로프 드럼 안쪽의 피니언을 물론 이들 두 개의 위치를 정렬시키거나, 또는 로프 드럼 옆의 호이스트 모터의 위치를 정렬시키는 것이다.
제1 방법에 따르면, 호이스트 장치의 최단 길이는 호이스트 모터, 기어 및 피니언을 로프 드럼의 수직 축 방향으로 로프 드럼 내에 정렬시킴으로서 달성되고 있지만, 로프 드럼의 직경이 가능한 작으면, 이 방법은 작은 냉각 공간으로 인해 호이스트 모터가 집중적으로 가열되게 된다.
이 구조는 또한 로프 드럼의 양단에 견고한 프레임, 및 호이스트 모터와 기어 간에 진동하도록 노출된 중간 샤프트를 필요로 한다. 호이스트 모터를 로프 드럼의 안쪽에 정렬시키는 것은 로프 호이스트의 폭을 증가시키지만, 로프 호이스트의 전체 길이는 여전히 로프 드럼의 길이에 기초하여 결정된다.
본 발명은 프레임, 홈이 제공된 로프 드럼(rope drum), 호이스트 모터(hoisting motor), 기어, 및 피니언을 구비하여, 호이스트 모터가 그 양단에 의해 프레임에 대해 지지되는 로프 드럼의 안쪽에 적어도 부분적으로 위치되며, 호이스트 모터 및 기어가 로프 드럼의 한 단에 의해 프레임만에 대해 지지되어 호이스트 모터와 기어가 피니언을 거쳐 로프 드럼을 회전시키도록 정렬되어 있는 호스트 장치(hoisting apparatus)에 관한 것이다.
본 발명은 첨부하는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 호이스트 장치의 실시예를 부분 단면도로 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 호이스트 장치의 제2 실시예를 부분 단면도로서 도시하는 도면, 및
도 3은 본 발명에 따른 호이스트 장치의 제3 실시예를 호이스트 장치의 끝에서 보았을 때의 도면.
본 발명의 목적은 수직 방향으로 짧은 새로운 유형의 호이스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 호이스트 장치는 피니언이, 로프 드럼의 수직 축에 평행하고 호이스트 모터의 하우징에 의해 한정된 실린더와, 로프 드럼 사이에 배치된다는 것에 특징이 있다.
본 발명의 근본 개념은, 하중의 수직 전달을 위한 호이스트 장치에서, 호이스트 모터가 그 양단에 의해 호이스트 장치의 프레임에 대해 지지되는 로프 드럼의 안쪽에 적어도 부분적으로 배치되고, 호이스트 모터에서 피니언까지 힘을 전달하는 호이스트 모터 및 기어가 로프 드럼의 한 단에 의해서만 프레임에 대해 지지되어, 호이스트 모터와 기어가, 로프 드럼의 세로축에 평행하고 호이스트 모터의 하우징에 의해 한정된 실린더와 로프 드럼 간에 배치된 피니언을 거쳐 로프 드럼을 회전시키도록 정렬되어 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로프 드럼의 직경은 호이스트 모터의 직경보다 상당히 크다.
본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따르면, 호이스트 모터가 로프 드럼의 중심에 대해 비대칭으로 로프 드럼 안쪽에 배치된다.
본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따르면, 로프 드럼의 회전에 필요한 토크가 로프 드럼의 호이스트 로프의 출발점에서 그 주변을 거쳐 로프 드럼으로 전달된다.
본 발명의 장점은, 호이스트 장치의 외부 치수 및 전체 호이스트가 로프 드럼의 수직 축 방향에서 작다는 것이다. 공지된 방법과 비교하여 로프 드럼의 상당히 큰 직경으로 인해, 호이스트 높이가 일정하게 유지되면서 상당히 짧은 로프 드럼을 사용하는 것이 가능하다.
이와 같은 이유로, 호이스트와 관련된 호이스트 로프의 수평 이동 또는 하중의 하강이 작거나 또는 하중의 중요한 수평 이동이 감소된다. 호이스트 로프의 작은 수평 이동으로 인해, 로프 힘이 하중-지지 구조에 걸쳐 균일하게 분산되어, 로프 호이스트의 트롤리 및 이를 지지하는 브리지 그리더(bridge girder)의 치수에 더욱 이용될 수 있는 작고 가벼운 지지 구조를 가능하게 한다.
흔히 사용중이고 표준에 따라 허용된 최소 값과 비교하여, 로프 드럼으로부터의 호이스트 로프의 출발각이 작고 로프 드럼의 피치 원 직경 대 로프의 직경의 비율이 2 내지 3배까지 치수화될 수 있기 때문에, 로프의 내구력이 크게 증가된다.
더욱이, 호이스트 로프의 작은 수평 이동 및 작은 로프 각이 함께 로프에 의해 지지되는 호이스트 후크의 뒤틀림 위험을 효율적으로 감소시킨다. 호이스트 로프의 작은 수평 이동으로 인해, 본 발명에 따른 호이스트 장치는 4°의 로프 각을 초과하지 않고 12배의 로프 리빙(rope reeving)까지 로프 호이스트의 구성을 가능하게 한다.
로프 드럼의 내부 직경이 호이스트 모터의 외부 직경보다 크게 크고 호이스트 모터 및 기어가 로프 드럼의 한 단에 의해서만 프레임에 지지되기 때문에, 로프 드럼 외부에 배치된 호이스트 모터와 비교하여 호이스트 모터에 대해 보다 나은 통기를 정렬시킬 수 있어, 호이스트 모터의 가열에 문제가 없다.
또 다른 장점은, 로프 드럼의 길이가 호이스트 모터 및 그에 부착된 기어의 지지에 영향을 미치지 않기 때문에 이 구조를 변경하기가 쉽다는 것이다. 로프 드럼의 중심에 대해 비대칭으로 호이스트 모터를 정렬시킴으로서 기어가 보다 자유롭게 설계될 수 있게 한다.
더욱이, 로프 드럼을 회전시키는데 필요한 토크가 드럼으로부터 호이스트 로프의 출발점에서 그 주변을 거쳐 로프 드럼에 전달될 때, 호이스트 장치의 호이스트 모터 및 그에 부착된 기어의 치수와가 최적화될 수 있고, 로프 드럼의 직경 및 길이를 변경함으로써 호이스트 높이가 변경될 수 있다.
도 1은 부분 단면도로서 호이스트 장치(1)를 개략적으로 도시한다. 호이스트 장치(1)는 프레임(2), 및 베어링(7)을 거쳐 양단에 의해 프레임(2)에 지지되는 로프 드럼(3)을 구비한다. 로프 드럼(3)의 외면에는 피치된 홈(pitched groove)(12)이 제공되어, 호이스트 로프가 로프 드럼(3)에 평행한 단일 평면상으로 안내되는 동안, 로프 드럼(3)이 회전한다.
로프 드럼(3)의 외부 직경은 홈(12)의 전체 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하다. 명확히 하기 위해, 도 1은 호이스트 로프를 도시하지 않는다. 호이스트 로프 대신에, 체인, 벨트 또는 다른 대응 호이스트 수단이 호이스트 수단으로서 사용될 수 있다.
더욱이, 호이스트 장치(1)는, 로프 드럼(3) 및 호이스트 모터(4)의 중심이 결합되는 방식으로, 적어도 부분적으로 로프 드럼(3) 안쪽의 그 세로축 방향으로 배치되어 있는 호이스트 모터(4)를 구비한다. 호이스트 모터(4)와 관련하여, 호이스트 모터(4)의 하우징을 둘러싸는 호이스트 모터(4)의 냉각 립 구조(cooling rib arrangement) (13)가 도시된다.
또한, 호이스트 장치(1)는 호이스트 모터(4)의 힘을 로프 드럼(3)이 호이스트 모터(4) 사이에 배치된 피니언(6)을 전달하는 기어(5) 또는 기어 시스템(5)을 구비하는데, 이때 피니언(6)은 그 내부 주변 상의 기어 림(rim)(8)을 거쳐 로프 드럼(3)을 회전시키도록 정렬되어 잇다.
피니언(6)은 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 적어도 부분적으로 로프 드럼(3)과 호이스트 모터(4) 사이에 배치된다. 피니언(6)은 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 로프 드럼(3)과 호이스트 모터(4) 사이의 완전히 공간 바깥에 배치될 수 있지만, 바람직하게 피니언(6)은 적어도 부분적으로 로프 드럼(3)과 호이스트 모터(4) 사이에 배치된다.
도 1에서, 기어(5)는 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 로프 드럼(3)의 안쪽으로 부분적으로 확장한다. 기어(5)는 또한 기어(5)에 필요한 공간에 따라 완전히로프 드럼(3) 외부에 배치될 수 있지만, 바람직하게 기어(5)는 적어도 부분적으로 로프 드럼(5) 안쪽에 배치된다.
호이스트 모터94) 및 기어(5)는, 호이스트 모터(4)와 기어(5)가 피니언(6)을 회전시키도록 배열하는 로프 드럼(3)의 한 단에 의해서만 프레임(2)에 대해 지지된다. 호스트 모터(4)는, 호스트 모터(4)가 플랜지(17)에 의해 지지 부재(14)에 부착되도록, 지지 부재(14)에 의해 프레임(2)에 지지된다. 플랜지(17)의 직경은 전형적으로 냉각 립 구조(13)의 직경보다 크다.
기어(5)는 또한 지지 부재(14)에 지지될 수 있다. 프레임(2)에 대한 호이스트 모터(4) 및 기어(5)의 지지는 여러 가지 방법에 의해 구현될 수 있고, 도 1은 이와 같은 지지를 구현하기 위한 한가지 방법만을 도시한다. 로프 드럼(3)의 내주면 상의 피니언(6)의 위치는 자유롭게 결정될 수 있지만, 바람직하게 피니언(6)은 도 3에 도시된 방법으로, 즉 호이스트 로프(9)가 로프 드럼(3)을 떠나는 호이스트 로프(9)의 출발점(10)에 위치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로프 드럼(3)의 직경은 도 1의 호이스트 장치에서, 예를 들어 호이스트 모터(4)의 하우징(15)의 직경이 로프 드럼(3)의 직경의 2/3이 되도록, 즉 로프 드럼(3)의 직경이 공지된 방법에서 상당히 크도록, 도 2에 도시된 호이스트 모터(4)의 하우징(15)의 직경보다 반드시 크도록 설계될 수 있다.
로프 드럼(3)은, 로프 드럼(3)의 피치 원 직경 대 호이스트 로프(9)의 직경의 비율이 예를 들어 30 - 60, 즉 공지된 방법과 비교하여 2배 내지 3배이도록 치수화될 수 있다. 이 비율은 물론 60이상일 수 있고, 이 치수는 로프 드럼(3) 상의 호이스트 로프(9)의 드리프트가 로프 드럼(3)의 피치 원 직경 이하, 즉 로프 드럼(3)의 세로축 방향의 홈912)의 길이 S가 로프 드럼(3)의 피치 원 직경과 같다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 호이스트 장치(1)의 부분 단면도이다. 도 2는 도 2에 따른 실시예의 가장 필수 구성요소만을 도시한다. 호이스트 모터(4)의 하우징(15)은 점선(16)으로 표시한 바와 같이, 호이스트 모터(4)의 점 및 그 가상 확장선에서 로프 드럼(3)의 세로축에 평행한 원주형 표면을 정의한다. 피니언(6)은 점선(16)에 의해 표시된 원주면 표면과 로프 드럼(3) 사이에 배치된다.
로프 드럼(3)의 세로축의 방향에서, 피니언(6)은 호이스트 모터94)의 냉각 립 구조(13)에 필요한 공간으로 인해, 호이스트 모터(4)와 로프 드럼(3) 사이의 공간 외부에 배치된다. 냉각 립 구조(13)의 치수는 호이스트 모터(4)에 대한 냉각 조건에 의존한다.
냉각 립 구조(13)는 짧아질 수 있고, 호이스트 모터(4)의 끝단 플랜지(17)는 호이스트 모터(4)의 하우징과 로프 드럼(3) 사이의 피니언(6)을 위해 충분한 공간을 만들어, 피니언(6)이 호이스트 모터(4)의 하우징(15)과 로프 드럼(3) 사이에 배치될 수 있도록 형상화될 수 있다. 도 2에서, 호이스트 모터(4)의 힘을 피니언(6)으로 전달하는 기어(5)는 완전히 로프 드럼(3) 안쪽에 배치된다.
도 3은 본 발명에 따른 그 끝에서 본 제3 호이스트 장치의 부분 단면도이다. 명확히 하기 위해, 도 3은 도 3에 따른 실시예의 가장 필수 구성요소만을 도시한다.
도 3에서, 호이스트 모터(4)는 로프 드럼(3)의 중심(11)에 대해 비대칭으로 배치되고, 피니언(6)은 로프 드럼(3)과 호이스트 모터(4) 사이에 배치된다. 도 3은 또한 로프 드럼(3) 상의 호이스트 로프(9)의 출발점(10)이 피니언(6)의 점에 놓여, 호이스트 장치(1)의 호이스트 모터(4)와, 그에 부착된 기어(5)의 치수화가 어떻게 최적화되는 지를 도시한다.
그러나, 드럼으로부터의 호이스트 로프(9)의 출발점(10)은 피니언(6)의 점에 위치될 필요는 없다.
도 3은 예시로서 로프 드럼(3) 안쪽의 호이스트 모터(4)의 비대칭 위치를 도시한다. 로프 드럼(3)의 중심(11)에 대해 호이스트 모터(4)의 비대칭 위치는 또한 도 3에 도시된 것과는 다를 수 있다. 바람직하게, 피니언(6)은 드럼으로부터 호이스트 로프(9)의 출발점910)에 위치될 수 있지만, 반드시 필요하지 않다.
도면 및 관련된 명세서는 본 발명의 개념을 도시하도록 의도되었다. 본 발명의 세부사항은 특허청구의 범위 내에서 변할 수 있다.
호이스트 장치(1)의 사용 범위는 어떠한 경우에도 제한되어 있지 않고, 호이스트 장치(1)는 단단히 장착되거나 트롤리 상에 장착될 수 있다. 본 발명에 따른 호이스트 장치(1)는 로프 호이스트의 로프 리빙 구조를 제한하지 않을뿐더러 호이스트 로프(9)의 수도 제한하지 않는다. 호이스트 장치(1)에 사용된 기어(5)는 자유로이 선택될 수 있고, 피니언(6)은 반드시 개별적인 구성요소일 필요는 없지만 기어(5)의 일부로서 배열될 수 있다.

Claims (10)

  1. 프레임(2), 홈(12)이 제공된 로프 드럼(rope drum)(3), 호이스트 모터(hoisting motor)(4), 기어(5), 및 피니언(6)을 구비하여, 상기 호이스트 모터(4)가 그 양단에 의해 상기 프레임(2)에 지지된 상기 로프 드럼(3) 안쪽에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 호이스트 모터(4) 및 기어(5)가 상기 로프 드럼(3)의 한 단에 의해서만 상기 프레임(2)에 지지되어, 상기 호이스트 모터(4) 및 상기 기어(5)는 상기 피니언(6)을 거쳐 상기 로프 드럼(3)을 회전시키도록 배열되는 호이스트 장치(hoisting apparatus)에 있어서,
    상기 피니언(6)은 상기 로프 드럼(3)의 세로축에 평행하고 상기 호이스트 모터(4)의 하우징(15)에 의해 한정된 실린더, 및 상기 로프 드럼(3)의 내 주변 간에 배치되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로프 드럼(3)의 직경은 상기 호이스트 모터(4)의 하우징(15)의 직경보다 상당히 큰 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 상기 로프 드럼(3)의 홈(12)의 길이(S)는 상기 로프 드럼(3)의 피치 원 직경(pitchcircle diameter)과 기껏해야 동일한 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 로프 드럼(3)의 상기 피치 원 직경 대 상기 호이스트 로프(9)의 직경의 비율은 적어도 30인 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 로프 드럼(3)의 상기 피치 원 직경 대 상기 호이스트 로프(9)의 직경의 비율은 30 - 60인 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 호이스트 모터(4)는 상기 로프 드럼(3)의 중심(11)에 대해 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언(6)은 드럼으로부터 상기 호이스트 로프(9)의 출발점(10)에 배치되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언(6)은 상기 로프 드럼(3)의 세로축 방향으로 상기 로프 드럼(3)과 상기 호이스트 모터(4) 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기어(5)는 상기 로프 드럼(3) 안쪽에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언(6)은 상기 기어(5)의 일부로서 배열되는 것을 특징으로 하는 호이스트 장치.
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