KR200259979Y1 - 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 마그네틱 브레이크의 슬립으로 인한 제동력 감소를 보충해 주는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 고안은 슈를 드럼에 가압하여 드럼을 정지시키는 마그네틱 브레이크에 있어서, 드럼의 하부에 설치되어 드럼에 밀착되므로 마그네틱 브레이크의 슬립을 감지하는 슬립감지수단; 슈에 설치되어 슈를 드럼측으로 가압하므로 제동력을 배력시키는 배력수단; 슈와 드럼사이의 간극을 유지시키는 간극유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치를 제공한다.

Description

마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치{APPARATUS FOR SUPPLEMENTING OF BRAKING FORCE OF MAGNETIC BRAKE}

본 고안은 천장크레인에 사용되는 마그네틱 브레이크에 관한 것으로서, 특히 마그네틱 브레이크에 슬립이 발생되어 제동력이 떨어질 때 제동력을 보충하는 마그네틱 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 천장크레인은 공장의 상부에 설치된 레일을 따라 이동하면서 중량물을 운반하는 설비로서, 특히 철강공정에서 사용되는 천장크레인은 고온의 중량물을 이송시키므로 안전사고를 방지하기 위해서는 신뢰성 있는 브레이크가 반드시 필요하다.

따라서 천장크레인에 사용되는 브레이크는 전기의 공급이 갑자기 중단될 경우를 대비하기 위하여 전기를 인가했을 때 제동이 해지되고, 전기를 인가하지 않을 때 제동되는 마그네틱 브레이크가 주로 사용된다.

이러한 천장크레인용 마그네틱 브레이크는 도 6에 도시된 바와 같이드럼(110)의 외주면에 라이닝(112)이 부착된 슈(114)가 드럼(110)의 중심방향으로 이동되면서 드럼(110)을 가압할 때 발생되는 마찰력에 의해 드럼(110)을 제동한다.

여기서 슈(114)는 로드(116)에 설치되고, 이 로드(116)의 선단에는 타이로드(118)가 결합 설치되어 슈(114)의 이동에 따라 로드(116)가 이동되므로 라이닝(112)과 드럼(110)간의 간격이 조절된다.

아울러 타이로드(118)는 고정전자석(120)을 관통하여 가동전자석(122)에 고정 설치되어 전자석(120,122)에 인가되는 전기를 차단할 경우 스프링(124)의 복원력에 의해서 가동전자석(122)이 이동하여 타이로드(118)를 이동시킨다.

따라서 타이로드(118)가 이동하게 되므로 이에 결합 설치된 슈(114)가 이동하게 되고, 슈(114)가 이동하게 되므로 슈(114)에 부착된 라이닝(112)이 드럼(110)을 가압하여 드럼(110)이 멈추게 된다.

그러나 라이닝이 마모되어 라이닝과 드럼의 간격이 커지게 되면 제동력이 감소하여 제동거리가 길어지고, 심지어는 라이닝과 드럼 사이에 발생되는 마찰열로 인하여 드럼 표면의 점성이 떨어져 슈가 미끄러지는 페이딩 현상이 발생되므로 권상물이 낙하하여 설비와 충돌하게 된다.

따라서 이로 인해 파손된 설비를 보수하기 위하여 정비시간의 소요되므로 생산성이 떨어지고 원가가 상승하는 문제점이 있다.

또한 슬립을 방지하기 위하여 작업자가 높은 장소로 올라가 라이닝을 점검해야 하기 때문에 이로 인한 낙하재해 등의 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마그네틱 브레이크의 슬립으로 인한 제동력 감소를 보충해 주는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 본 고안에 따른 제동력 보충장치가 설치된 마그네틱 브레이크를 개략적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 고안에 따른 슬립감지수단을 나타내는 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 간격유지수단을 나타내는 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치의 작동을 나타내는 작동상태도.

도 6은 종래기술에 따른 마그네틱 브레이크를 개략적으로 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 드럼 12 : 라이닝

14 : 슈 16 : 로드

18 : 타이로드 20 : 고정전자석

22 : 가동전자석 24 : 스프링

30 : 캐리어 휠 32 : 휠축

34 : 삼방향실린더 36 : 압상봉

38 : 베벨기어 40 : 임펠러

42 : 임펠러축 50 : 체크밸브

52 : 작동실린더 54 : 실린더로드

56 : 편심캠 58 : 리턴스프링

60 : 인장스프링

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 슈를 드럼에 가압하여 드럼을 정지시키는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치에 있어서, 드럼의 하부에 설치되어 드럼에 밀착되므로 마그네틱 브레이크의 슬립을 감지하는 슬립감지수단; 슈에 설치되어 슬립감지수단으로부터 슬립이 감지되면 슈를 상기 드럼에 가압하므로 제동력을 배력시키는 배력수단; 슈와 드럼사이의 간극을 유지시키는 간극유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치를 제공한다.

여기서 슬립감지수단은 드럼에 선택적으로 밀착되는 캐리어 휠, 캐리어 휠의 내부를 축방향으로 관통하는 휠축, 휠축을 회전 가능하게 지지하는 압상봉, 압상봉의 하부에 연결 설치되어 압상봉을 승하강시키는 삼방향실린더, 압상봉의 외주면에 회전 가능하도록 설치되어 캐리어휠의 회전에 따라 회전되는 임펠러축, 임펠러축의 하단과 연결 설치되어 삼방향실린더의 내부에 유압을 형성시키는 임펠러로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 배력수단은 삼방향실린더와 연통 설치되어 임펠러의 회전에 따라 형성된 유압에 의해 작동되는 작동실린더, 작동실린더의 실린더로드에 연결 설치되어슈의 후방을 가압하는 편심캠으로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 간극유지수단은 슈가 드럼과 일정한 간극을 유지하도록 편심캠과 슈 사이에 설치된 인장스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하 본 고안에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 제동력 보충장치가 설치된 마그네틱 브레이크를 개략적으로 나타내는 도면이다.

상기한 도면에 의하면 마그네틱 브레이크는 드럼(10)의 외주면에 라이닝(12)이 부착된 슈(14)가 드럼(10)의 중심방향으로 이동되면서 드럼(10)을 가압하므로 그 마찰력에 의해 드럼(10)을 제동한다.

여기서 슈(14)는 로드(16)에 설치되고, 이 로드(16)의 선단에는 타이로드(18)가 결합 설치되어 로드(16)의 간격을 조절한다.

아울러 타이로드(18)는 고정전자석(20)을 관통하여 가동전자석(22)에 고정 설치되므로 전자석(20,22)에 인가되는 전기를 차단할 경우 스프링(24)의 복원력에 의해서 가동전자석(22)이 이동하여 타이로드(18)를 이동시킨다.

따라서 타이로드(18)가 이동하게 되므로 이에 결합 설치된 슈(14)가 이동하게 되고, 슈(14)가 이동하게 되므로 슈(14)에 부착된 라이닝(12)이 드럼(10)을 가압하여 드럼(10)이 멈추게 된다.

본 고안의 특징에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치는 마그네틱 브레이크의 슬립을 감지하는 슬립감지수단을 갖는다.

이러한 슬립감지수단은 드럼(10)에 선택적으로 밀착되는 캐리어 휠(30), 캐리어 휠(30)의 내부를 축방향으로 관통하는 휠축(32), 휠축(32)을 회전 가능하게 지지하는 압상봉(36), 압상봉(36)의 하부에 연결 설치되어 압상봉(36)을 승하강시키는 삼방향실린더(34), 압상봉(36)의 외주면에 회전 가능하도록 설치되어 캐리어휠(30)의 회전에 따라 회전되는 임펠러축(42), 임펠러축(42)의 하단과 연결 설치되어 삼방향실린더(34)의 내부에 유압을 형성시키는 임펠러(40)로 이루어진다.

도 3은 본 고안에 따른 슬립감지수단을 나타내는 단면도이다.

캐리어휠(30)은 드럼(10)의 하부에 승하강이 가능하도록 설치되어 드럼(10)과 밀착되면 드럼(10)의 회전에 따라 회전된다.

이러한 캐리어휠(30)은 서로 대향되는 한 쌍으로 설치되며, 내측으로는 베벨기어(30a)가 연장 형성되고, 내부에는 캐리어휠(30)을 축방향으로 관통하는 중공부(30b)가 형성된다.

한편 캐리어휠(30)의 외주면에는 홈(30c)이 형성되고, 이 홈(30c)에 고무 등의 탄성재질인 링(44)이 삽입되어 캐리어휠(30)이 드럼(10)에 밀착될 때 미끄러지지 않도록 한다.

또한 중공부(30b)에는 휠축(32)이 설치되어 캐리어휠(30)이 휠축(32)을 따라 슬라이딩하게 된다.

이러한 휠축(32)의 양측에는 안내홈(46)이 형성되고, 이 안내홈(46)은 캐리어 휠(30) 중공부(30b)에서 축 중심방향으로 돌출된 가이드(48)를 안내한다.

여기서 안내홈(46)은 휠축(32)의 외주면에 환형의 직선으로 홈이 형성되고 이 홈 사이에 휠축(32)의 외주면에 나선형 형상으로 연장되는 홈이 연통 설치되어 이루어진다.

한편 나선형으로 연장되는 방향은 후술하는 임펠라(40)가 캐리어휠(30)의 회전시 유압을 발생시킬 수 있도록 오른나사방향 또는 왼나사방향으로 연장 형성되어야 한다.

따라서 마그네틱 브레이크에서 슬립이 발생하면 드럼(10)이 회전하게 되므로 이 드럼(10)에 밀착된 캐리어휠(30)이 회전하고, 캐리어휠(30)이 회전하게 되면 캐리어휠(10)은 휠축(32)에 돌출 형성된 가이드(48)가 안내홈(46)을 따라 이동하여 캐리어휠(30)을 일측으로 이동시킨다.

압상봉(36)은 상단에 휠축(32)이 삽입되어 이동되는 홀더(36a)가 형성되고, 하단에는 삼방향실린더(34)가 연결 설치된다.

따라서 삼방향실린더(34)의 작동에 의해 압상봉(36)이 승하강하게 되고, 압상봉(36)이 승하강하게 되므로 압상봉(36)의 선단에 설치되는 휠축(32)이 승하강하게 된다.

또한 압상봉(36)의 외주면에는 압상봉(36)을 축중심으로 회전하는 임펠라축(42)이 설치된다.

임펠러축(42)은 압상봉(36)의 외주면에 설치되며 상단에 캐리어휠(30)의 내측면에 형성된 베벨기어(30a)와 치합되는 베벨기어(38)가 설치되고 하단에 유압을 형성시키는 임펠러(40)가 설치된다.

여기서 임펠러축(42)의 상단에 형성된 베벨기어(38)는 고정되고 캐리어휠(30)에 형성된 베벨기어(30a)는 캐리어휠(30)의 회전방향에 따라 이동하게 설치되어 캐리어휠(30)의 회전방향에 관계없이 일정한 방향으로 임펠라축(42)이 회전한다.

따라서 캐리어휠(30)이 회전하게 되면 캐리어휠(30)이 휠축(32)을 따라 이동하게 되고, 캐리어휠(30)의 베벨기어(30a)는 임펠라축(42)에 형성된 베벨기어(38)와 치합되어 캐리어휠(30) 베벨기어(30a)의 회전에 따라 임펠라축(42) 베벨기어(38)가 회전된다.

또한 임펠러축(42)에 일체로 형성된 베벨기어(38)가 회전되면 임펠라축(42)과 이 임펠러축(42)의 하단에 형성된 임펠라(40)가 회전하여 유압을 발생시킨다.

한편 압상봉(36)의 하단에 연결 설치된 삼방향실린더(34)는 압상봉(36)과 평행한 일방향실린더(34a)와 이 일방향실린더(34a)와 직교하며 서로 대향되도록 설치되는 복수개의 양방향실린더(34b)로 이루어진다.

또한 각 실린더(34a,34b)에는 피스톤(34c,34d)이 각각 설치되며, 일방향실린더(34a)에 설치되는 피스톤(34c)은 압상봉(36)의 하단과 연결 설치되며, 양방향실린더(34b)에 설치되는 피스톤(34d)은 일측으로 연결봉(49)이 연결 설치되어 로드(16)에 연결된다.

한편 일방향실린더(34a)에 설치되는 피스톤(34c)에는 체크밸브(50)가 설치되어 유압오일이 삼방향실린더(34)의 내측으로부터 외측으로는 유출될 수 없지만 삼방향실린더(34)의 외측으로부터 내측으로는 유압오일의 유입이 가능하다.

따라서 로드(16)의 이동에 따라 양방향실린더(34b)의 피스톤(34d)이 삼방향실린더(34)의 내측으로 이동하게 되면 유압오일은 압축되어 일방향실린더(34a)의 피스톤(34c)을 상방으로 이동시킨다.

이러한 삼방향실린더(34)는 후술하는 작동실린더(52) 및 유압오일을 공급하는 공급탱크(51) 사이에는 다수개의 배관 및 밸브가 설치되나, 이는 당업자에게 공지된 기술이므로 생략하기로 한다.

다음으로 배력수단은 삼방향실린더(34)와 연통 설치되어 임펠러(40)의 회전에 따라 형성된 유압에 의해 작동되는 작동실린더(52), 작동실린더(52)의 실린더로드(54)에 연결 설치되어 슈(14)의 후방을 가압하는 편심캠(56)으로 이루어진다.

작동실린더(52)는 내부에 피스톤(52a)이 설치되고, 이 피스톤(52a)의 주위에는 리턴스프링(58)이 삽입 설치되고, 피스톤(52a)에 실린더로드(54)가 연결 설치된다.

따라서 임펠러(40)의 회전에 의해 형성된 유압은 피스톤(52a)을 밀게되어 실린더로드(54)가 이동하게 되고, 유압이 떨어지면 리턴스프링(58)에 의해 피스톤(52a)이 복귀하게 된다.

편심캠(56)은 로드(16)에 회동 가능하도록 설치되고, 편심캠(56)의 측면에 실린더로드(54)의 선단이 연결 설치된다.

또한 편심캠(56)은 슈(14)의 후방에 밀착 설치되어 편심캠(56)의 회전에 따라 슈(14)가 이동하게 된다.

따라서 실린더로드(54)가 이동함에 따라 편심캠(56)이 회동축(56a)을 중심으로 회동하게 되고, 편심캠(56)에 밀착된 슈(14)가 이동하게 된다.

다음으로 간극유지수단은 도 4에 도시된 바와 같이 슈(14)가 드럼(10)과 일정한 간극을 유지하도록 편심캠(56)과 슈(14) 사이에 인장스프링(60)이 설치된다.

인장스프링(60)은 일측선단은 편심캠(56)의 회동축(56a)에 고정 설치되고 타측선단은 슈(14)의 일측에 연결 설치된다.

이 때 슈(14)에는 장공(14a)이 형성되고 이 장공(14a)에 로드(16)로부터 돌출 형성된 돌기(16a)가 끼워진다.

따라서 편심캠(56)의 회전에 관계없이 돌기(16a)가 장공의 드럼(10) 중심측 선단에 밀착되므로 슈(14)와 드럼(10) 사이의 간극을 유지하게 된다.

이와 같은 본 고안에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치의 작동은 다음과 같다.

마그네틱 브레이크가 작동되기 전에는 슈(14)의 라이닝(12)과 드럼(10) 사이에는 일정한 간격이 형성되어 드럼(10)이 원활히 회전된다.

마그네틱 브레이크를 제동하기 위해 전자석(20,22)에 인가되고 있는 전기를 차단하면 도 5에 도시된 바와 같이 가동전자석(22)이 고정전자석(20)과 분리되고, 분리된 가동전자석(22)은 가동전자석(22)에 고정 설치된 타이로드(18)를 드럼(10)의 중심방향으로 이동시킨다.

또한 타이로드(18)가 드럼(10)의 중심방향으로 이동함에 따라 타이로드(18)의 선단에 고정 설치된 로드(16)도 드럼(10)의 중심방향으로 이동하게 된다.

이와 같이 로드(16)가 이동하게 되면 로드(16)에 연결 설치된 슈(14)가드럼(10)의 중심방향으로 이동하여 라이닝(12)을 드럼(10)에 밀착시키므로 드럼(10)의 회전이 정지된다.

동시에 로드(16)가 드럼(10)의 중심방향으로 이동함에 따라 양방향실린더(34b)의 피스톤(34d)과 이에 연결 설치된 연결봉(49)이 드럼(10)의 중심방향으로 이동하게 되어 삼방향실린더(34)의 내부가 압축된다.

따라서 삼방향실린더(34) 내부의 압축된 유압오일은 일방향실린더(34a)의 피스톤(34c)을 상방으로 이동시키게 되고, 상방으로 이동된 피스톤(34c)은 이 피스톤(34c)에 연결 설치된 압상봉(36)을 상승시킨다.

이와 같이 상승된 압상봉(36)은 압상봉(36)의 선단에 슬라이딩이 가능하도록 설치된 캐리어 휠(30)을 상승시켜 캐리어 휠(30)이 드럼(10)에 밀착되도록 한다.

이 때 슬립이 발생되지 않을 경우에는 캐리어휠(30)이 회전되지 않지만, 슬립이 발생될 경우에는 드럼(10)의 회전이 캐리어휠(30)에 전달되어 캐리어 휠(30)이 회전하게 된다.

또한 캐리어휠(30)의 회전은 베벨기어(30a,38)의 치합에 의해 임펠러축(42)에 전달되어 임펠러축(42)의 하단에 고정 설치된 임펠러(40)를 회전시킨다.

아울러 임펠러(40)의 회전은 일방향실린더(34a)의 내부에 유압을 형성시켜 삼방향실린더(34)와 연통된 작동실린더(52)를 작동시켜 실린더로드(54)를 신장시킨다.

신장된 실린더로드(54)는 편심캠(56)을 슈(14)의 방향으로 회동시켜 편심캠(56)과 밀착된 슈(14)를 밀어서 드럼(10)의 중심방향으로 가압하게 된다.

이와 같이 슈(14)가 가압되므로 라이닝(12)과 드럼(10) 사이의 마찰력이 증대되어 드럼(10)이 정지하게 된다.

다음으로 마그네틱 브레이크의 제동을 해제시키기 위하여 전자석(22,24)에 전기를 인가하면 가동전자석(22)이 고정전자석(20)에 밀착되고, 밀착된 가동전자석(22)은 가동전자석(22)에 고정 설치된 타이로드(18)를 드럼(10)의 외측방향으로 이동시킨다.

이와 같이 타이로드(18)가 이동하면 타이로드(18)의 선단에 고정 설치된 로드(16)가 드럼(10)의 외측방향으로 이동하게 되고, 로드(16)가 이동하게 되면 로드(16)에 연결 설치된 슈(14)가 드럼(10)의 외측방향으로 이동하여 라이닝(12)을 드럼(10)으로부터 분리시키므로 드럼(10)의 제동을 해제시킨다.

동시에 로드(16)가 드럼(10)의 외측방향으로 이동함에 따라 삼방향실리더(34)의 양방향실린더(34b) 피스톤(34d)과 연결 설치된 연결바(49)도 드럼(10)의 외측방향으로 이동하게 되어 일방향실린더(34a) 내부의 압력이 해제된다.

따라서 압력이 해제된 일방향실린더(34a)의 피스톤(34c)은 하강하게 되고, 이 피스톤(34c)에 연결 설치된 압상봉(36)도 하강하게 된다.

또한 하강된 압상봉(36)은 압상봉(36)의 선단에 슬라이딩되도록 설치된 캐리어 휠(30)도 하강시켜 캐리어 휠(30)과 드럼(10)이 밀착되지 않게 한다.

한편 임펠러(40)에 의해 유압이 발생되지 않으므로 리턴스프링(58)은 피스톤(52a)을 복귀시켜 피스톤(52a)에 연결된 실린더로드(54)를 편심캠의 반대측으로 이동시키므로 편심캠(56)을 회전시킨다.

아울러 인장스프링(60)은 슈(14)를 슈(14)의 후방으로 이동시키고, 이동된 슈(14)는 로드(16)에 돌출 형성된 돌기(16a)에 걸려 더 이상 뒤로 이동될 수 없으므로 슈(14)와 드럼(10)사이에는 일정한 간격이 유지된다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치는 배력장치가 설치되어 브레이크의 슬립으로 인해 발생되는 제동력의 감소를 보충하여 주므로 권상물이 낙하하여 발생되는 설비의 파손을 방지하게 된다.

따라서 이로 인한 정비시간을 줄여 생산성이 향상되고 원가가 절감된다.

또한 라이닝을 점검하기 위하여 작업자가 높은 장소에 올라갈 필요가 없게 되므로 낙하재해 등의 안전사고를 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 슈를 드럼에 가압하여 드럼을 정지시키는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치에 있어서,

   상기 드럼의 하부에 설치되어 상기 드럼에 선택적으로 밀착되므로 마그네틱 브레이크의 슬립을 감지하는 슬립감지수단;

   상기 슈에 설치되어 상기 슬립감지수단으로부터 슬립이 감지되면 상기 슈를 상기 드럼에 가압하므로 제동력을 배력시키는 배력수단;

   상기 슈와 상기 드럼사이의 간극을 유지시키는 간극유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬립감지수단은 상기 드럼에 선택적으로 밀착되는 캐리어 휠, 상기 캐리어 휠의 내부를 축방향으로 관통하는 휠축, 상기 휠축을 회전 가능하게 지지하는 압상봉, 상기 압상봉의 하부에 연결 설치되어 상기 압상봉을 승하강시키는 삼방향실린더, 상기 압상봉의 외주면에 회전 가능하도록 설치되어 상기 캐리어휠의 회전에 따라 회전되는 임펠러축, 상기 임펠러축의 하단과 연결 설치되어 삼방향실린더의 내부에 유압을 형성시키는 임펠러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배력수단은 상기 삼방향실린더와 연통 설치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 형성된 유압에 의해 작동되는 작동실린더, 상기 작동실린더의 실린더로드에 연결 설치되어 상기 슈의 후방을 가압하는 편심캠으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 브레이크의 제동력 보충장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 간극유지수단은 상기 슈가 상기 드럼과 일정한 간극을 유지하도록 상기 편심캠과 상기 슈 사이에 설치된 인장스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크의 제동력 보충장치.