KR200331424Y1 - 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 고안은 천정 크레인의 주행장치를 정지하기 위한 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼의 외측에서 가압하여 상기 브레이크 드럼에 마찰력을 가하는 라이닝과, 상기 라이닝에 압력을 가하는 트러스터로 이루어진 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 있어서, 상기 트러스터의 하부에서 상기 천정크레인에 인가되어지는 전원이 정전되었을때 상기 트러스터를 하부로 이동시키므로서 상기 라이닝이 상기 브레이크 드럼을 신속하게 가압가능하도록 하는 비상정지수단을 더포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크을 요지로 하며, 더욱 바람직하게는 상기 비상정지수단은 상기 트러스트의 하부에 체결되어지는 요크핀과, 상기 요크핀이 상하로 이동할 수 있는 개구가 형성된 커버와, 상기 요크핀이 자력에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 하는 코어와, 상기 코어의 하부에서 상기 코어를 관통한 요크핀의 하부에 체결되어져 상기 요크핀과 함께 상하로 이동하는 플레이트와, 상기 플레이트를 관통한 상기 요크핀의 단부에 체결되어져 상기 요크핀의 상하이동거리를 조정하는 텐션볼트를 포함하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크를 요지로 한다.

Description

정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크{The trustor brake for urgent-stopping of crane}

본 고안은 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 관한 것으로서, 특히, 제철소 및 각 산업현장에서 사용되는 천정기중기의 주행 및 횡행 장치에 결합되어 속도를 제어하고 비상정지 하기위한 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 중량물을 이송하는 설비인 천정 기중기에는 호이스트 장치 및 주행과 횡행 이동장치가 내장되는데, 그 중 주행과 횡행 이동장치에는 각 주행 작동 후 속도를 제어하고, 제동하는 설비로 대부분 트러스터 브레이크(Thrustor Brake) 가 적용되고 있다. 이러한 트러스터 브레이크의 사용은 설치후, 적정한 스트로크 및 갭(gap) 조정을 통하여 이동 중 속도제어 및 정지시 어느 정도의 슬립이 발생한 다음 정지하도록 조정될 필요가 있다.

왜냐하면, 천정기중기의 부하물은 와이어 로프에 메달린 훅(Hook)에 걸려 이동하기 때문에 급정지시 부하물의 심한 흔들림으로 사고의 위험이 있고 관성에 의한 위험이 가중되기 때문이다.

그리고, 트러스트 브레이크의 작용은 전동모터를 이용한 유압압상과 스프링의 힘을 이용한 라이닝(Lining)과 드럼(Drum) 의 마찰저항에 의해 정지되고 운전되기 때문이다. 본래, 천정기중기의 운전 중 정지는 순수한 브레이크의 작동에 의해 정지 되어야 만 정상이나, 상기에 설명된 바와 같이, 부하물의 흔들림 발생 방지를 위한 조건으로 과도한 토르크(Torque)가 발생되지 않는 범위에서 갭을 조정할 필요가 있고, 운전 중 급정지를 할 필요가 있을 때에는 모터의 역상제어 방식을 병행하여 정지시키고 있는 실정이다.

이러한 제동방식은 항상 크레인 내에 사용되는 전원이 공급되는 상태에서만 모터의 역상제어가 가능하며, 만약 운전 중 전기적트러블 발생으로 전원 공급이 차단되면, 역상제어를 할 수 없고, 슬립이 어느정도 발생해서 정지되도록 조정되어져 있는 트러스터 브레이크의 특성상 주위 설비와의 추돌사고를 예상할 수 있다.

종래 천정기중기의 주행(1a)및 횡행(1b) 장치에 사용되는 트러스트 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같의 청정기중기의 상부에 위치한다. 도 2는 각각의 장치부에 구동모터(2)와 브레이크 드럼(2b)이 일체된 동력 발생부와 정지시 이를 제어하는 트러스트 브레이크(2c)가 결합된 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 트러스트 브레이크의 구성 및 작용을 나타내는 도면으로서, 먼저, 트러스터 브레이크는 전동 모터가 내장되어 유압을 발생시키는 트러스터(3a)가 브레이크셋트의 베이스(3b)부와 레버(3c)에 결속되어 장착되고, 레버(3c)는 브레이크드럼(3d)의 외측에 반달형으로 가공되어 접촉되는 라이닝(3e)과 슈(3f)의 물리적인 압착이 이루어 지도록 하부에 타이로드(Tie Rod: 3g)로 연결 지지되고, 양측에 포스트(3h)로 서로 연결된다.

그러므로 트러스트 브레이크의 클로스란 라이닝의 압착작용으로 텐션 스프링(3i)에 의해 힘이 전달되어 브레이크드럼(3d)을 구속하고 이때, 트러스트 모터의 가동은 정지되어, 유압이 발생되지 않으며 브레이크 오픈(Open) 상태는 트러스터모터가 동작하고, 유압에 의한 피스톤(3j)이 상승하여 레버(3k)를 들어 올리면라이닝(3l)이 드럼(3m)과 압착되어진 상태에서 구속을 해제 시키는 것이다.

상기와 같은 원리에 의해 트러스트 브레이크의 클로즈(colse) 및 개방(open)이 이루어져 제동를 실시하게 되며, 제동력 상태의 크기 조정은 타이로드(Tie Rod: 3g)끝단부에 결합된 스트로크 조정너트(3n)에 의해 이루어지며, 이것이 곧 라이닝(3l)과 드럼(3m)사이의 갭을 통해 알 수 있다.

그러므로 브레이크 사용자는 트러스터의 관리사양에 따른 갭조정을 통하여 제동력을 원하는 만큼 얻을 수 있도록 하여 사용하게 되는 것이다. 도 4는 유압을 발생시켜 레버(3c)를 동작 시키게 하는 트러스터 내부 단면을 통하여 작동을 설명하는 도면으로서, 상단부의 전동모터(4a)에 의한 임펠러(4b)의 회전작용으로 유압을 발생시키고 해제시켜 실린더(4c)의 상하 작용을 하게 하며, 그 작동원리는 기 설정된 유로 형성 계통에 따라 이루어 지도록 되어 있다. 한편, 임펠러(4b)는 케이스(4g)의 내부에 장착되는데, 임펠러(4b)는 커버(4e)를 가지는 샤프트(4d)와 일체형으로 조립되어진다.

이상과 같이 트러스터의 작용은 제어 및 제동용 브레이크기능으로서 역할을 충분히 할 수 있으며, 부족할 경우 운전자는 주, 횡행용 전동모터 의 역상제어 기능을 중복시켜 원하는 속도 제어를 실행할 수 있고 정지할 때 까지의 슬립량을 변동 시킬 수 있다.

그러나, 종래의 트러스터 브레이크 문제점은 상기에 설명된 여러가지 이유로 인해 브레이킹 토크압착력 조정의 한계를 벗어나 행할 수 없으므로 일정한 슬립이 진행된 후, 정지되도록 조정할 수 밖에 없다. 그러므로 운전중 정전이 발생되면 급히 정지해야 할 수 있는 기능과 장치에는 무방비 상태가 되므로 항상 추돌사고의 위험을 내포하고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 천정크레인에 전원이 차단되어 비상정지를 하여야 할 때, 급정지가 자동적으로 이루어지도록 하므로서, 생산공장 내의 설비와 추돌사고를 방지할 수 있는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 천정 크레인의 주행장치를 정지하기 위한 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼의 외측에서 가압하여 상기 브레이크 드럼에 마찰력을 가하는 라이닝과, 상기 라이닝에 압력을 가하는 트러스터로 이루어진 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 있어서, 상기 트러스터의 하부에서 상기 천정크레인에 인가되어지는 전원이 정전되었을때 상기 트러스터를 하부로 이동시키므로서 상기 라이닝이 상기 브레이크 드럼을 신속하게 가압가능하도록 하는 비상정지수단을 더포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 의하여 달성되며, 더욱바람직하게는 상기 비상정지수단은 상기 트러스트의 하부에 체결되어지는 요크핀과, 상기 요크핀이 상하로 이동할 수 있는 개구가 형성된 커버와, 상기 요크핀이 자력에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 하는 코어와, 상기 코어의 하부에서 상기 코어를 관통한 요크핀의 하부에 체결되어져 상기 요크핀과 함께 상하로 이동하는 플레이트와, 상기 플레이트를 관통한 상기 요크핀의 단부에 체결되어져 상기 요크핀의 상하이동거리를 조정하는 텐션볼트를 포함하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 의하여 달성된다.

도 1은 종래의 천정 기중기 트러스터 브레이크 장치를 나타내는 도면.

도 2는 트러스터 브레이크(Thrustor Brake) 외형을 나타내는 도면.

도 3은 종래의 트러스터 브레이크 작동을 나타내는 도면.

도 4는 트러스터의 실린더의 작용과 임페러(Impeller)의 구성을 나타내는 도면.

도 5는 본발명의 트러스터 브레이크 구성을 나타내는 도면.

도 6은 본발명의 트러스터 브레이크 작용원리를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

5d: 요크핀 51: 커버

5g: 코어 5b: 플레이트

5k: 텐션볼트 100: 비상정지수단

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 5는 본발명의 트러스터 브레이크 구성을 나타내는 도면이고, 도 6은 본발명의 트러스터 브레이크 작용원리를 설명하는 도면으로서, 본 발명은 종래의 트러스터 브레이크에 정전 발생시 자동적으로 비상 정지가 가능한 비상정지수단(100)을 추가한 것으로서, 비상정지수단(100)을 상세히 설명하면, 한편, 비상정지수단(100)을 상세히 설명하면, 비상정지수단(100)은 상기 트러스트의 하부에 체결되어지는 요크핀(5d)과, 상기 요크핀(5d)이 상하로 이동할 수 있는 개구가 형성된 커버(5l)와, 상기 요크핀이 자력에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 하는 코어(5g)와, 상기 코어의 하부에서 상기 코어를 관통한 요크핀의 하부에 체결되어져 상기 요크핀과 함께 상하로 이동하는 플레이트(5b)와, 상기 플레이트를 관통한 상기 요크핀의 단부에 체결되어져 상기 요크핀의 상하이동거리를 조정하는 텐션볼트(5k)로 이루어져 있다. 이하, 비상정지수단에 대하여 상세히 설명한다.

도 5와 같이 종래의 트러스터(3a) 하부에 마그네트 프레임(Magnet Frame)을 일체로 접속시켜 2단계로 작동하는 고안으로서, 트러스터(3a) 하단부에는 자기력에 의하여 상하 운동을 하는 플레이트(5b)와 일체로 클렘프 볼트(5c)로 결합되는 요크핀(5d)이 내장되며, 핀홀(5e)을 통하여 트러스터(3a)와 서로 연결된다.

또한, 중앙부에는 요크핀(5d)을 수용할 수 있는 요크핀 하우징(5f)이 구성되고, 그 외측으로는 자력을 발생 시킬 수 있는 코어(5g)가 내장 되어질 요크(5h)가 형성되며, 상부는 커버(5l)로 밀폐된다. 한편, 코어의 내부에는 도시되어 있지는 않으나, 전원이 인가되는 환상의 코일이 감기어 있다. 그리고, 전원을 연결하는 플러그(5i) 및 트러스터 브레이크 베이스에 연결되는 트러니온(trunnion: 5j)이 가공되어 트러스터 브레이크 장치와 일체로 장착되며, 마그네트 갭의 간격 조정으로 스트로크를 변화 시키는 기능으로 텐션볼트(5k)를 삽입하여 조정 가능케 한다. 그러므로 도 5에 나타난 트러스터 브레이크 단면도를 3단계로 구분하면, 종래의 노말 오픈(Normal Open) 및 클로스(Close) 상태가 가능하면서도 비상시 마그네트 갭(Magnet Gap)에 의해 스트로크를 한단계 추가 시키는 조건이 가능토록 구성되며 그 이유는 단면도의 'α' 길이 만큼의 스트로크가 추가되어진다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 메그 트러스터 브레이크의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 6의 노말클로스 상태는, 크레인 내의 전원공급이 정상이며 브레이크가 클로스되어 정지할 때, 마그네트 전원은(6a) 상시 공급상태가 된다. 한편, 텐션스프링(6c)의 힘에의해 레버(6d)가 하강하여 좌우의 라이닝(6e)이 드럼(6f)을 압착하여 제동케 한다. 즉, 드럼(6f)을 제동시키는 스트로크는 "A"만큼의 길이가 작용한다.

한편, 노말 오픈시의 마그네트 전원(6g)은 클로시시와 동일하게 공급 상태이고 트러스트 전원(6h)이 공급되어 "B" 만큼의 스트로크로 레버(6i)를 밀어 올리게되어 제동장치를 해제하게 되는 것이다. 또한, 이때 브레이크 작용은 종래의 트러스터 브레이크 작동방식과 동일하게 진행되고, 또한 스트로크 및 갭 조정도 동일한 방법으로 할 수 있을 것이다.

마지막으로, 비상정지시를 설명하면, 상시 전원이 공급되고 있던 마그네트전원(6j)은 전기 공급중단으로 해제되어 요크핀(6k)이 하부로 밀리게 되고 트러스터 전원(6l)역시 중단 되므로 브레이크가 클로스 되는데 이때의 클로스 상태는 "C" 길이 만큼의 스트로크가 적용되나 실질적으로는 "β" 갭만큼의 스트로크 토크가 가중되어 브레이크 드럼(6m)에 전달되는 마찰저항 계수는 그만큼 커지게 되어 슬립양이 줄어드며 비상 정지를 가능케 한다. 그리고, 다시 크레인에 전원이 공급되면 마그네트에 전원이 자동적으로 인가되어 노말 상태로 돌아가 정상적인 브레이크 기능을 수행할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 고안의 비상 제동용 트러스트 브레이크를 고안하여 천정기중기의 주행 및 횡행장치에 적용하면, 운전중 정전 발생시 많은양의 슬립이 발생하게 되고, 설비간의 추돌 및 제철소 내의 특성상 용융물을 운반하는 쇳물 운반용 기중기의 용강 유출사고를 방지할 수 있다. 또한,이로인한 설비사고의 예방으로 생산성 향상에 효과가 있고, 특히 비상시 브레이트 설비의 개선으로 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 천정 크레인의 주행장치를 정지하기 위한 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼의 외측에서 가압하여 상기 브레이크 드럼에 마찰력을 가하는 라이닝과, 상기 라이닝에 압력을 가하는 트러스터로 이루어진 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크에 있어서, 상기 트러스터의 하부에서 상기 천정크레인에 인가되어지는 전원이 정전되었을때 상기 트러스터를 하부로 이동시키므로서 상기 라이닝이 상기 브레이크 드럼을 신속하게 가압가능하도록 하는 비상정지수단을 더포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비상정지수단은 상기 트러스트의 하부에 체결되어지는 요크핀과, 상기 요크핀이 상하로 이동할 수 있는 개구가 형성된 커버와, 상기 요크핀이 자력에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 하는 코어와, 상기 코어의 하부에서 상기 코어를 관통한 요크핀의 하부에 체결되어져 상기 요크핀과 함께 상하로 이동하는 플레이트와, 상기 플레이트를 관통한 상기 요크핀의 단부에 체결되어져 상기 요크핀의 상하이동거리를 조정하는 텐션볼트를 포함하는 정전시 천정기중기 비상정지용 트러스터 브레이크.