KR20170109591A

KR20170109591A - 동작 센서 및 드라이브 배열을 구비한 라인 가이드 장치 및 그 라인 가이드 장치를 구비한 권취 장치

Info

Publication number: KR20170109591A
Application number: KR1020177023368A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 허메이; 게오르그 타이스; 틸로-알렉산더 예커; 필립 호워드
Original assignee: 이구스 게엠베하
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-09-29
Also published as: US10862290B2; CN107431345B; US20180026432A1; EP3253992B1; TWI691662B; KR102600763B1; JP2018512540A; ES2908420T3; PL3253992T3; WO2016124546A1; TW201636520A; JP6706265B2; EP3253992A1; CN107431345A; DE202015100484U1

Abstract

본 발명은 동작 센서를 구비한 라인 가이드 장치, 예컨대 에너지 가이드 체인들(31, 51)에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은 제1 부품, 예컨대 리니어 베어링의 가이드(11; 21)와, 여기에 대해 움직일 수 있는 제2 부품, 예컨대 길이방향으로 변위 가능한 슬라이더(12; 22)와, 그 출력 신호가 두 부품들의 상대적인 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업(13, 14; 23, 24)을 포함하는 동작 센서(10; 20)에 관련되어 있다. 동작 센서(10; 20)는 공급될 연결 지점에서 제1 부품과 함께 배치되고 라인 가이드 장치 의 움직일 수 있는 단부에서 제2 부품과 함께 배치되거나, 또는 그 반대로 배치된다.
본 발명의 다른 측면은 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내는 장치(30; 40)에 관련되어 있다. 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 회전 가능한 드럼(32; 42)은 드럼 드라이브(38; 48)를 구비한다. 센서 유닛(35; 45)은 동작 파라미터를 감지하기 위해 라인 가이드 장치의 수요측 단부 영역(52B)에 배치되어 있다. 센서 유닛(35; 45)에 연결된 제어 유닛(36; 46)이 드럼 드라이브를 제어한다. 두 측면들은 무엇보다도 육상 전력 공급에 적합하다.

Description

동작 센서 및 드라이브 배열을 구비한 라인 가이드 장치 및 그 라인 가이드 장치를 구비한 권취 장치

본 발명은 일반적으로 라인 가이드 장치에 관한 것으로, 특히 동작 센서를 구비한 에너지 가이드 체인에 관한 것이다. 본 발명은 또한 라인 가이드 장치의 전진 및/또는 복귀 동작을 지원하기 위한 드라이브, 이 드라이브를 구동하기 위한 제어 유닛 및 라인 가이드 장치의 동작 파라미터를 감지하기 위한 센서 유닛을 포함하는 라인 가이드를 위한 장치에 관련되어 있다. 본 발명은 또한 앞서 언급한 일반적인 유형의 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치 및 해안 전력 공급(육상 전력(shore power)/대체 해상 전력(alternative maritime power)으로 불림)용 또는 지하 작업 설비 공급용으로서의 그 사용 방법과도 관련되어 있다.

라인 가이드 장치들, 예컨대 에너지 가이드 체인이 일반적으로 알려져 있으며, 예컨대 움직일 수 있는 기계 부품과 같은 수요처(consumer)에서 제1 연결 지점과 이에 대해 움직일 수 있는 제2 연결 지점 사이에서 라인, 케이블, 호스 등을 보호하면서 가이드하는 데에 사용된다. 특정한 센서 기술이 채용된 에너지 가이드 체인도 알려져 있다. 따라서 예컨대 특허 출원 WO 2009/095470 A1은 체인 파단을 가능한 피하기 위해 특정한 구성의 엔트레인먼트 부재(entrainment member) 상의 힘 측정 센서와 에너지 가이드 체인에 가해지는 장력 및 축력을 모니터링하기 위한 유닛을 개시하고 있다. 그러나 이 센서 기술은 에너지 가이드 체인의 자동화된 움직임을 위한 드라이브를 구동하기에는 직접적으로 적합하지 않거나, 오히려 복잡하고 값비싸다는 것을 알게 될 것이다.

특허 출원 WO 2014/102170 A1은 이런 에너지 가이드 체인 및 에너지 가이드 체인의 전진 및/또는 복귀 동작을 보조하기 위해 에너지 가이드 체인에 작동 가능하게 연결된 드라이브를 포함하는 라인 가이드용의 특정한 장치가 개시되어 있다. 드라이브를 구동하기 위해, 에너지 가이드 체인의 이동 가능한 단부 영역에서 동작 파라미터를 감지하기 위한 센서 유닛과 신호 통신 관계로 연결된 제어 유닛이 제안되어 있다. 이런 관계에서, 특히 그것의 도 11과 관련하여 WO 2014/102170 A1은 기계 부품 상에서 첫 번째 엔트레인먼트 부재에 연결된 커플링 장치를 구비한 에너지 가이드 체인을 개시하고 있다. 커플링 장치는 적어도 하나의 센서 예컨대 주행 센서(travel sensor)를 포함한다. 커플링 장치는 실제 에너지 가이드 체인의 두 번째 엔트레인먼트 부재에 연결된다. 커플링 장치는 동작 버퍼(buffer)로서 추가의 에너지 가이드 수단의 일부를 구비할 수 있다. 첫 번째 엔트레인먼트 부재는 두 번째 엔트레인먼트 부재에 대해 길이방향으로 왕복 변위될 수 있다. 주행 센서는 첫 번째 엔트레인먼트 부재의 상대적인 변위 주행에 의거하여 제어 수단에 신호를 공급한다. 제어 수단은 에너지 가이드 체인의 이동 가능한 런(run)을 보조하기 위해 드라이브 장치를 활성화 또는 비활성화시킨다.

주행 센서를 구비한 커플링 장치의 구조 역시 복잡하며 값비싸고, 게다가 상대적으로 크며 모든 사용 상황에 적합한 것이 아니다.

드라이브 지원 라인 가이드 장치의 가능한 사용예가 특허 출원 DE 10 2012 110 967 A1로부터 알려져 있다. 여기 개시된 것은 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위해 회전식으로 장착된 드럼 및 이 드럼을 회전시키기 위한 드럼 드라이브를 포함하는 에너지 가이드 체인을 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치이다. 에너지 가이드 체인은 모터 드럼 드라이브에 의해 풀림 방향으로 드럼으로부터 풀려나가며 풀림 방향에 반대되는 관계로 드럼으로 감겨 들어간다. 그러나 DE 10 2012 110 967 A1은 드럼 드라이브가 어떻게 제어되는지 특정하고 있지 않다.

라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치로서 그 감거나 푸는 것이 모터로 보조되지 않는 장치를 구비한 지하 작업 툴이 특허 출원 EP 0 518 292 A1에 개시되어 있다. 여기서 제안된 라인 가이드 수단의 복잡하고 값비싼 구조와 비교하여, 현저히 낮은 장력 및 축력 부하에 대해 드라이브에 의해 보조되는 라인 가이드 수단을 디자인하는 것이 가능할 것이며 따라서 가이드 수단은 현저히 단순화될 수 있다.

위에 언급된 기술 수준을 기초적인 출발점으로 하여, 본 발명의 첫 번째 목적은 라인 가이드 장치의 동작 파라미터를 감지하기 위한 동작 센서의 단순하고 컴팩트하며 견고한 구조뿐만 아니라 그것을 장비한 라인 가이드 장치를 제안하는 것이다. 후자는 특히 수직 및 수평 적용예 모두에 적합하다. 이것은 청구범위 제1항 및 제8항의 특징에 의해 각각 성취된다.

두 번째 가능한 독립적인 목적은 고용량 라인들, 예컨대 선박의 육상 전력 공급 또는 지하 작업 기계에서 사용에 특히 적합한 단순한 제어 수단을 구비한 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치를 장비하는 것이다. 이것은 청구범위 제10항, 특히 청구범위 제15항 및 제16항에 의해 각각 성취된다.

특히 간단한 실시예에서, 첫 번째 목적은, 제1 연결 지점과 여기에 대해 움직일 수 있는 제2 연결 지점 사이에서 라인, 케이블, 호스 등을 보호하면서 가이드하기 위한 동작 센서를 포함하는 라인 가이드 장치에서 동작 센서가 제1 부품 및 이에 대해 움직일 수 있는 제2 부품을 구비한 베어링 및 그 출력 신호가 제1 부품에 대한 제2 부품의 상대적인 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업(pick-up)을 구비한다는 점에서 성취된다. 동작 센서의 개별적인 구성에 따라 제1 부품은 제2 연결 지점에 고정될 수 있고 제2 부품은 라인 가이드 장치의 상응하는 움직일 수 있는 단부에 고정될 수 있거나, 그 반대일 수 있다. 베어링은 특히 리니어 베어링의 형태일 수 있다. 다시 말해 동작 센서가 가이드, 가이드 내에서 길이방향으로 변위될 수 있는 슬라이더 및 그 출력 신호가 가이드에 대한 슬라이더의 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업을 포함한다. 동작 센서는, 가이드가 제2 연결 지점에 고정될 수 있고 슬라이더가 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부, 즉 그것에 연결될 단부에 고정될 수 있는 구성일 수 있다. 기계적으로 동등한 역구성(reverse configuration) 역시 본 발명과 부합하는데, 말하자면 그것은 슬라이더와 함께 엔트레인먼트 부재에 고정되거나 그 부재에 통합될 것이며, 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부 영역에서 가이드에 고정될 것이다.

베어링 역시, 예컨대 제1 부품에 회전 가능하게 장착되고 그 회전 위치가 동작의 방향을 가리키는 피벗 암을 구비한 로터리 베어링 또는 레이디얼 베어링의 형태일 수 있다. 위치를 결정하기 위한 로터리 베어링을 구비한 동작 센서의 경우, 통상적인 전위차계(potentiometer)를 이용하여, 움직일 수 있는 단부 영역의 상대적인 위치 또는 움직임의 정확한 통제를 획득하는 것이 이미 가능하다.

가이드는 슬라이더의 변위 가능하고 부유식인 베어링 배치, 특히 평탄한 베어링 배치를 형성할 수 있으며, 여기에 수직한 두 방향으로 실질적으로 유격 없는 관계로 베어링 배치를 장착할 수 있다. 길이방향은 특히 제2 연결 지점 또는 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부의 변위 방향에 대응할 수 있는데, 이는 전형적으로 라인 가이드 장치의 그 단부 영역의 길이방향 범위와 일치한다.

여기서 동작 센서라는 용어는 공간적 움직임 또는 위치의 변화를 적절한 회로로 평가될 수 있는 전기자기적 값으로 변환하는 임의의 장치를 지칭하는 데에 사용된다. 특히 위치의 공간적 변화의 방향 및/또는 범위는 동작 파라미터로서 해석된다.

기계적으로 간단한 구성에서, 적어도 하나의 픽업이 슬라이더 또는 가이드 또는 다중 구조의 경우에 아마도 양쪽 모두에 장착된다.

측정 기술의 관점에서 특히 단순한 실시예는, 적어도 또는 정확하게 2개의 픽업들을 포함하는데, 개별적인 하나만이 길이방향으로 두 단부 위치들 중 하나의 접근시에 응답한다. 이것은 길이방향으로 이격되어 제공된 제1 및 제2 무접점 근접 스위치에 의해 특히 손쉽게 성취될 수 있다. 이것은 체인의 움직일 수 있는 단부의 움직임 방향만을 표시하는 특히 간단한 히스테리시스 센서를 제공한다. 예컨대 리드 접점(reed contact) 또는 홀 센서(Hall sensor)와 같은 유도형 또는 용량형 픽업들 또는 자기 픽업들과 같은 전기자기적 픽업들이 적절한 근접 스위치들로서 고려된다. 예컨대 라이트 배리어(light barriers) 및 이에 개입하는 위치 플래그(position flag)를 구비한 광학적 동작 감지 장치 또한 본 발명과 부합한다. 보다 복잡한 동작 센서들이 요구되지는 않지만 예컨대 방향 감지 이외에 속도와 관련된 정보 또한 요구되는 경우, 보다 정확한 통제를 위해 고려될 수 있다. 센서 구성이 신호 오프셋을 위해 적절히 배열된 3개의 홀 요소(Hall element)를 구비한다면 방향 감지도 센서 구성과 함께 이행될 수 있다. 강자성 이붙이 랙(toothed rack), 스탬프트 플레이트(stamped plate) 또는 길이방향으로 교번하는 자극을 가진 신호 발생 장치(signaling device)가 이런 센서들의 경우에 신호 발생 장치로서 기능할 수 있다.

적어도 하나의 픽업에 더하여 라인 가이드 장치 또는 동작 센서는, 길이방향 최대 변위의 도달을 표시하기 위해 가이드 또는 슬라이더의 상호 마주보는 단부들에서 2개의 리밋 스위치들을 구비할 수 있다. 따라서 예를 들어 라인 가이드 장치 상의 과하중이 움직일 수 있는 엔트레인먼트 부재 또는 제2 연결 지점의 긴급 정지에 의해 수행될 수 있다. 특히 취약하거나 부담이 큰 라인 가이드 장치들의 경우, 제2 연결 지점으로부터 라인 가이드 장치의 커플링 해제 역시 고려될 수 있다. 이 경우 슬라이더가 비파괴적인 방식으로 가이드로부터 해제되어야만 하며 가이드되는 라인들은 손쉽게 분리 가능한 연결 방식으로 연결되어야만 한다.

제안된 동작 센서를 구비한 위에 언급한 구성은 WO 2014/102170에 개시된 바와 같이, 조정 부재(adjusting member), 예컨대 하중을 덜어주거나 에너지 가이드 체인을 보조하기 위한 하나 또는 그 이상의 모터 드라이브들과 같은 조정 부재를 구동하기 위해 제어 유닛에 연결될 수 있는 간단하고 견실한 측정 부재를 제공한다. 이 경우 제어 유닛은 통제 기술에 따라 피드백을 가진 폐쇄 루프 제어 또는 아마도 간단한 개방 루프 제어를 형성할 수 있다.

유리하게는 예컨대 동작 센서를 제어 유닛 및/또는 조정 부재로 연결하기 위한 신호 라인들은 그 장치 자체에 의해 보호되면서 라인 가이드 장치의 고정적인 단부로 가이드된다.

동작 센서로부터의 신호들을 평가하는 제어 수단은 고정 지점 또는 움직일 수 있는 수요처 중 하나에 배치될 수 있다. 후자는 특히 제2 연결 지점으로부터 제1 연결 지점으로 되돌아오는 라인들의 수가 더 작은 것으로 드러날 수 있으면서 가이드될 라인들이 긴 상황일 때 유리하다. 예를 들어, 제어 유닛 및/또는 동작 센서가 임의의 경우에 제공된 공급 라인들에 의해 공급받을 수 있는 경우, 단일한 데이터 라인으로 충분할 수 있다. 무선에 의한 데이터 전송 역시 본 발명과 부합한다.

동작 센서는 조정 부재로서 라인 가이드 장치를 보조하기 위한 드라이브를 구동시키는 제어 유닛에 연결될 수 있다. 제어 수단은 바람직하게는 또한 동작 센서가 가이드와 슬라이더 사이에서 허용 가능한 길이방향 최대 변위의 도달을 예컨대 적절한 리밋 스위치들에 의해 표시한다면, 움직일 수 있는 수요처의 긴급 정지를 촉발하는데, 이 수요처는 제2 연결 지점을 포함한다. 이것은 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부가 보호의 목적을 위해 수요처로부터 커플링 해제되거나 분리될 수 있다면 특히 유리하다.

바람직하게는 동작 센서는 엔트레인먼트 부재와 유사하게 수요처를 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부에 기계적으로 커플링할 수 있지만, 길이방향으로 유격이 있거나 부유식으로 커플링할 수 있다. 이 목적을 위해, 특히 가이드 또는 슬라이더에서, 그것은 길이방향 최대 변위를 제한하기 위해, 그리고 두 부분들 사이의 힘의 전달을 위해 2개의 단부 부착물들을 구비할 수 있다.

일 측면에 따르면, 본 발명은 서두에 언급한 일반적인 유형의 에너지 가이드 체인을 가진 라인 가이드용 배열, 에너지 가이드 체인의 전진 및/또는 복귀 동작을 보조하는 드라이브, 드라이브를 위한 제어 유닛은 물론 에너지 가이드 체인의 움직일 수 있는 단부 영역에서 동작 파라미터를 감지하기 위한 센서 유닛과도 관련되어 있다. 본 발명의 이 측면은 센서 유닛이, 가이드, 가이드에서 길이방향으로 변위 가능한 슬라이더, 그 출력 신호가 가이드에 대한 슬라이더의 위치에 좌우되는 적어도 하나의 픽업을 포함한다는 점에서 특징지워진다. 이 경우 동작 센서는 수요처에서 고정적으로 가이드와 함께, 그리고 움직일 수 있는 단부에서 고정적으로 슬라이더와 함께 제공될 수 있거나, 또는 움직일 수 있는 단부에서 고정적으로 가이드와 함께 그리고 수요처에서 고정적으로 슬라이더와 함께 제공될 수 있다.

라인의 가이드를 위한 이 배치의 구성에서, 에너지 가이드 체인의 전진 및/또는 복귀 동작은 실질적으로 수평 방향으로 이루어지는데, 여기서 에너지 가이드 체인은 하측 런(run), 방향 전환 아크 및 상측 런을 형성하며, 드라이브가 상측 런 및/또는 방향 전환 아크의 주행 동작을 보조한다. 이는 예를 들어 슬라이드 레일에서의 복수의 모터 드라이브들에 의해 또는 모터로 작동되는 컨베이어벨트 등에 의해 이루어질 수 있다. 체인 자체에도 상측 런의 영역에서 하나 또는 그 이상의 드라이브들이 설치될 수 있는데, 이는 원하는 방향으로 그것을 구동한다. 이에 더하여, 방향 전환 아크에 특히 에너지 가이드 체인을 그 방향이 바뀌도록 하는 전환 롤러(roller)가 이미 있다면 그 움직임에 있어서 보조받을 수 있다.

독립적인 다른 측면에 따르면, 이전에 언급된 제2 목적은 앞서 언급한 일반적인 유형의 라인 가이드 장치, 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위해 회전적으로 장착된 드럼 및 드럼을 회전시키기 위한 드럼 드라이브를 포함하는 라인 가이드 장치, 특히 에너지 가이드 체인을 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치에 의해 성취된다. 이 측면은 라인 가이드 장치의 수요측 단부 영역에 라인 가이드 장치의 동작 파라미터를 감지하기 위한 센서 유닛이 배치되고, 센서 유닛과 드럼 드라이브를 구동하기 위한 드럼 드라이브에 연결된 제어 유닛이 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이 배열은 일반적으로 라인 가이드 장치들에서 그리고 특히 에너지 가이드 체인에서 전형적인 장력 및 축력의 감소를 특히 단순한 방식으로 획득하는 것을 가능하게 한다. 드럼이라는 용어는 여기서 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위해 적합한 윈치(winch) 또는 릴(reel) 또는 임의의 유사한 장치를 지칭하기 위해 사용되고 있다.

드럼을 감아 들이고 풀어내기 위한 장치는 특히 DE 10 2012 110 967 A1의 교시에 따라 디자인될 수 있다.

필수적인 것은 아니나 특히 바람직하게, 센서 유닛은 본 발명의 앞서 언급한 제1 측면에 따라 동작 센서, 말하자면 가이드, 가이드에서 길이방향으로 변위 가능한 슬라이더 및 그 출력 신호가 가이드에 대한 슬라이더의 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업을 구비한 동작 센서를 포함한다.

제어 유닛은 그 회전 방향 및 그 회전 속도에 관해 드럼 드라이브를 구동할 수 있고, 특히 확장되거나 접힐 수 있는 라인 가이드 장치의 자유 단부가 수요처의 움직임에 실질적이고 동조적으로 추종하는 식으로 폐쇄 루프 제어를 제공할 수 있다.

간단한 구성에서, 드럼 드라이브는 전기 모터, 예컨대 3상 비동기식 기기와 같은 주파수 제어 전기 모터를 포함한다.

모터가 정지 상태일 때 원하지 않은 풀림을 방지하기 위해 드럼 드라이브는 바람직하게는 구동측에서 모터에 연결되고 출력측에서 드럼 축 또는 스핀들에 연결된 자체 잠김 트랜스미션을 포함한다. 웜 트랜스미션이 자체 잠김 트랜스미션으로서 특히 적합하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이것은 항구에 정박된 선박의 공급을 단순화시킨다. 육상 전력 공급의 덕으로 전력 생산을 위한 선박 발전기의 필요를 피할 수 있는데, 말하자면 배출 가스의 감소가 얻어진다. 본 발명의 이 다른 측면에 따라 이것은 특히 심해 잠수정의 육상 전력 공급에 사용될 수 있다. 이 경우 라인 가이드 장치는 바람직하게는 대전류 케이블을 가이드하기 위해 감기거나 풀어질 수 있는 에너지 가이드 체인을 구비한다.

본 발명은 끝으로 예컨대 딥 드릴링 헤드(deep drilling head), 플랫폼 부두 해체(decommissioning platform piers)용 절단 헤드(cutting head), EP 0518292 A1에 따른 다이어프램 벽체 커터 등과 같은 수직적으로 변위 가능한 지하 작업 툴의 공급 또는 아마도 이들의 배치를 위한 마지막에서 두 번째 측면에 따른 장치의 사용 방법과도 관련되어 있다. 이 경우, 제2 연결 지점을 가진 지하 작업 툴은 전형적으로 윈치의 인양 케이블에 의해 운반되며 윈치 드라이브에 의해 대개 수직 상하 방향으로 움직인다. 여기서 제안된 센서 유닛과 제어 유닛의 덕으로 드럼 드라이브는 이 목적을 위해 요구되는 복잡하고 값비싼 제어 기술 없이도 동조식으로 또는 준 동조식으로 윈치 드라이브와 함께 작동된다.

본 발명의 다른 상세, 특징 및 장점들이 첨부의 도면들을 참조로 예시로서 바람직한 실시예들의 이하의 더욱 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면들은 한정의 의미 없이 축적에 맞춰지지 않은 개략적인 것들이다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 측면에 따른 동작 센서의 제1 실시예의 개략 측면도를 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 첫 번째 측면에 따른 동작 센서의 제2 실시예의 개략 측면도를 나타내고 있다.
도 3은 두 번째 측면에 따른 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치의 실시예의 개략 평면도를 나타내고 있다.
도 4a 내지 도 4c는 예컨대 지하 작업 툴 상에서의 사용을 위한 두 번째 측면에 따른 감아 들이거나 풀어내기 위한 다른 장치의 개략 측면도를 나타내고 있다.
도 5는 선박용 육상 전력 공급의 목적을 위해 예컨대 도 3 또는 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 바와 같은 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치의 사용 방법의 개략도를 나타내고 있다.

도 1은 동작 센서(10)의 제1 실시예를 나타내고 있다. 슬라이더(12)는 예컨대 평면 베어링들에 의해 가이드(11)에서 길이방향(L)으로 변위 가능하게 장착되어 있다. 베어링들은 가이드(11)의 2개의 상호 마주보는 지지 암(arm)들에서 동심 개구들로 제공될 수 있는데, 이 지지 암들은 도 1에 표시된 바와 같이 길이방향(L)에 수직하다. 도 1에서 2개의 픽업들(13, 14)이 미리 정해진 길이방향 간격으로 가이드(11)에 장착되어 있다. 슬라이더(12) 상의 대략 중앙에 배치된 것은 예컨대 영구 자석인 트리거링 요소(triggering element)(15)인데, 이는 픽업들(13, 14)과 협력한다. 따라서 픽업들(13, 14)은 리드 접점(reed contact) 등과 같이 비접촉식 근접 스위치의 형태로 될 수 있다.

가이드(11)에 고정된 수요처가 움직이면, 슬라이드(12)는 가이드(11)에 대해 뒤쪽으로(도 1의 왼쪽을 향해) 움직여지는데, 그러면 바꾸어 말해 제1 픽업(13)이 어드레스된다. 슬라이더(12)가 가이드에 대해 앞쪽으로(도 1에서 오른쪽을 향해) 움직이면 제2 픽업(14)이 어드레스된다. 이와 같이 픽업들(13, 14)의 출력 신호가 가이드(11)에 대해 부유식으로 장착된 슬라이더(12)의 상대적인 위치에 따라 좌우되므로, 움직임의 방향이 견고하며 특히 단순한 방식으로 감지될 수 있다. 이런 관계에서, 가이드(11)가 수요측 연결 지점에 고정되어 있고 슬라이더(12)가 라인 가이드 장치의 상응하는 움직일 수 있는 단부에 고정되어 있는지(도 3 및 도 4 참조) 그 반대인지는 중요하지 않으며, 픽업들(13, 14)이 작동하는 방향이 상응하여 반대로 된다.

픽업들(13, 14) 이외에도 도 1은 지지 암들 바로 옆에서 가이드(11)의 상호 마주보는 단부들에서 2개의 리밋 스위치(16, 17)를 추가적으로 보여주고 있다. 리밋 스위치들(16, 17)은 픽업들과 동일한 원리에 따라 작동하지만, 요구되는 최대 길이방향 변위의 도달을 디스플레이하며, 이에 따라 리밋 스위치들(16, 17) 사이의 간격 및 따라서 동작 센서(10)의 크기가 정해진다.

도 2는 도 1과는 본질적으로 두 가지 측면에서만 다른 동작 센서(20)의 제2 실시예를 나타내고 있다. 방향 감지를 위한 픽업들(23, 24)은 여기서 가이드(21)가 아니라 슬라이더(22)에 장착되어 있다. 따라서, 2개의 트리거링 요소들(15)이 가이드(21)의 단부 영역들에 제공되어 있다. 그러나 픽업들(23, 24)의 작동 모드는 픽업들(13, 14)의 것과 동일하다. 다른 차이점은 동작 센서(20)가 예컨대 횡단 핀(pin)들과 같은 단부 부착물(28, 29)을 구비하고 있다는 것인데, 이는 지지 암들과 맞물린다. 단부 부착물들(28, 29)은 가이드(21)와의 관계에서 슬라이더(22)의 상대적인 움직임을 제한하며, 선택적으로 동작 센서(20)를 길이방향(L)으로의 부유식 장착을 가진 엔트레인먼트 부재로서 동시적으로 사용하는 충분히 강력한 특성의 것이다.

도 3은 라인, 케이블, 호스 등(도 3에서는 미도시)의 보호된 가이드를 위한 에너지 가이드 체인(31)을 수평적으로 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치(30)를 나타내고 있다. 이 장치(30)는 드럼을 구동하기 위한 적절한 드럼 드라이브(38)를 구비하며 에너지 가이드 체인(31)을 감아 들이거나 풀어내기 위한 회전적으로 장착된 드럼(32)을 포함한다. 미끄럼 접촉(sliding contacts) 등을 피하기 위해, 이 장치는 에너지 가이드 체인(31)의 비확장식 단부를 고정된 지점에 연결하는 특수한 나선형 밴드(33)을 구비한다. 이런 점에서 이 장치(30)는 실질적으로 DE 10 2012 110 967 A1에 따라 디자인되어 있다.

센서 유닛(35)은 드럼 드라이브(38)의 작동을 위해, 그리고 가능한 한 폐쇄 루프 제어를 위해 에너지 가이드 체인(31)의 확장 가능하고 신축 가능하거나 수요측인 단부 영역 제공되어 있다. 센서 유닛(35)은 동작 파라미터를 감지하기 위해 특히 수요처(도 3에서는 미도시)의 움직임 방향으로 도 1 또는 도 2에서 각각 나타낸 바와 같은 동작 센서(10 또는 20)를 포함한다. 센서 유닛(35)과 드럼 드라이브(38)에 신호 통신 관계로 각각 연결된 제어 유닛(36)은 감지된 동작 파라미터에 부합하여 드럼 드라이브(38)의 구동을 위해 기능한다.

도 4a 내지 도 4c는 제1 연결 지점(53A)과 여기에 대해 움직일 수 있는 수요처(50) 상의 제2 연결 지점(53B) 사이에서 예컨대 지하 작업 툴을 위한 공급 라인들(54)의 보호된 가이드를 위해 수직으로 에너지 가이드 체인(51)을 감아 들이거나 풀어내기 위한 장치(10)를 나타내고 있다. 이 장치(40)는 도 3의 장치(30)와 유사한 원리에 맞추어 구축되어 있고 특히 도 1에 나타낸 바와 같은 동작 센서(10)를 구비한 센서 유닛(45)을 포함하고 있는데, 여기서 가이드는 수요처(50)에 고정적으로 장착되어 있고 슬라이더는 에너지 가이드 체인(51)의 움직일 수 있는 단부 영역(52B)에 고정적으로 장착되어 있다. 이 배열 역시 반대로 바뀔 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에 나타낸 장치(40)는 에너지 가이드 체인(51)의 상승 및/또는 접힘 동작을 보조하기 위한, 그리고 회전 가능한 드럼(52)을 구동하기 위한 드라이브로서 전기 모터(48)를 구비하고 있다. 센서 유닛(35)은 동작 센서(10)에 의해 수요처(50)의 동작 방향을 감지한다. 도 4b와 도 4c를 도 4a의 휴지 상태와 비교하면, 수요처가 하방으로 움직일 때 하나의 픽업(13)이 응답할 것이고, 수요처(50)가 상방으로 움직일 때 다른 하나의 픽업(14)이 응답할 것이다. 이에 따라 제어 유닛(46)이 에너지 가이드 체인(31)을 감아 올리거나(도 4c) 또는 풀어내기(도 4b) 위해 신호 라인(55)에 의해 드럼 드라이브(48)를 구동시킨다. 이 경우, 동작 센서(10)의 구성 덕분으로 에너지 가이드 체인(31)이 실질적으로 수요처의 움직임을 추종할 수 있다. 예컨대 에너지 가이드 체인(31)이 걸리게 되는 것에 의해 고장이 발생한다면, 제어 유닛(46)은 리밋 스위치들(16, 17)의 덕분으로 그것을 감지하고, 다분히 예컨대 제어 유닛이 지하 작업 툴용 케이블 윈치를 정지시킴으로써 수요처(50)의 비상 정지를 개시할 수 있다.

도 4 a 내지 도 4c는 또한 드라이브 측에서 드럼 드라이브(48)에 연결되고 드라이브 출력측에서 드럼 축(44), 말하자면 드럼(42)의 축을 구동하는 자체 잠김 웜 트랜스미션을 보여주고 있다. 제어되지 않는 자유 회전이 이런 식으로 방지된다.

도 4a 내지 도 4c에 나타낸 상황과 달리, 제어 유닛(46)은 드럼 드라이브(48)에, 말하자면 에너지 가이드 체인(31)의 고정측에 배치될 수도 있다.

도 5는 수요처로서 원양 선박(50)으로 전력 공급을 위한, 예컨대 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 바와 같은 장치(40)의 다른 사용예를 나타내고 있다. 선박에 대해 육상 전력/대체 해상 전력을 공급하기 위해, 장치(40)(여기서는 상세히 나타내지 않음)는 도 5에서 예시적으로 항만의 부두에 직접적으로 설치된 표준 컨테이너에 제공되어 있다. 선박(50)은 케이블 윈치(56)를 가지며 강철 케이블(58) 및 조합된 커플링 및 장치(40)의 센서 유닛(45)을 상승시키거나 하강시키기 위한 크레인 후크(미도시)를 가진 지브 암(jib arm)을 구비한다. 선박(50)의 전기 공급 라인들(54)을 에너지 가이드 체인(51)(도 4a 내지 도 4c 참조)에 의해 전달된 공급 라인들에 연결하기 위해, 케이블 윈치(56) 근처에 예컨대 플러그 연결을 만들어 주는 커플링 장치(57)가 선박(50)의 지브 암 상에 배치된다. 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명된 바와 같이, 에너지 가이드 체인(51)의 단부 영역(52B)은 커플링 내에서 부유식으로 장착되어 있고 센서 유닛(45)은 동작 센서에 작동 가능하게 연결되어 있다(도 4a 내지 도4c 참조).

도 5에 나타낸 배치의 작동 모드는 힘의 관점에서 도 4a 내지 도 4c와는 대응되게 반대된 관계로 묘사되어 있는데, 여기서 드럼 드라이브는 케이블 윈치(56)의 드라이브와 함께 작동한다. 이 장치(40)의 구조는 반대된 힘 상황에 맞추어져 있는데, 그렇지 않았다면 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 설명된 장치와 유사하다. 조합된 커플링 및 센서 유닛(45)이 케이블 윈치(56)에 의해 상승되면, 장치(40)의 드럼 드라이브가 스위치 온되며 에너지 가이드 체인(51)을 선박(50)의 커플링 장치(57)에 래치되고 공급 라인들(54)에 연결되기까지 연장시킨다. 케이블 윈치(56)는 이때 정지되는데, 이는 드럼 드라이브가 스위치 오프되게 한다. 에너지 가이드 체인(51)의 커플링 해제, 복귀 동작 및 장치(40)의 컨테이너로의 권취는 에너지 가이드 체인(51)이 자동적으로 드럼으로 감겨 들어가면서 대응되게 반대되는 방식으로 일어난다(도 4a 내지 도 4c).

도 5에 나타낸 실시예의 대안으로서, 장치(40)는 선박(50), 특히 컨테이너선 상에 배치될 수도 있는데, 이 경우 모터로 보조되고 센서로 제어되는 장치(40)는 도 3 또는 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명된 바와 동일한 동작 모드 및 구조를 가지고 선박으로부터 계류된 부두로 에너지 가이드 체인(51)을 연장시키거나 접어들이기 위해 사용된다.

예컨대 컨테이너선 또는 크루즈선을 위한 육상 전력 공급을 위한 전형적인 전력 소모는 3상으로 몇 메가와트(MW)의 범위에 있다. 따라서 적절한 공급 라인들은 극단적으로 고중량의 것이다. 그러므로 라인 가이드를 위해 모터로 보조되고 센서로 제어되는 장치가 육상 전력 공급을 위해 특별한 장점을 가지고 사용될 수 있다.

도 1
10 동작 센서 11 가이드
12 슬라이더 13 제1 픽업
14 제2 픽업 15 트리거링 요소
16, 17 리밋 스위치 L 길이방향
도 2
20 동작 센서 21 가이드
22 슬라이더 23 제1 픽업
24 제2 픽업 25 트리거링 요소
28, 29 단부 부착물 L 길이방향
도 3
30 권취 장치 31 에너지 가이드 체인
32 드럼 33 스파이럴 밴드
34 드럼 축 35 센서 유닛
36 제어 유닛 38 전기 모터
도 4a 내지 도 4c
10 동작 센서 40 권취 장치
42 드럼 44 드럼 축
45 센서 유닛 46 제어 유닛
48 전기 모터 49 웜 트랜스미션
50 수요처 51 에너지 가이드 체인
52A, 52B 단부 영역들 53A, 53B 연결 지점들
54 공급 라인들 55 신호 라인들
도 5
40 권취 장치 45 센서 및 커플링 유닛
50 선박(수요처) 51 에너지 가이드 체인
52B 단부 영역들 54 공급 라인들
56 케이블 윈치 57 커플링 장치
58 강철 케이블

Claims

동작 센서를 포함하는 라인 가이드 장치, 특히 에너지 가이드 체인으로서, 상기 라인 가이드 장치(31, 51)는 제1 연결 지점과 여기에 대해 움직일 수 있는 제2 연결 지점 사이에서 라인, 케이블, 호스 등의 보호된 가이드에 적합하게 되어 있고,
동작 센서(10; 20)는 제1 부품과 이에 대해 움직일 수 있는 제2 부품을 구비한 베어링을 가지며, 그 출력 신호가 제1 부품에 대한 관계에서 제2 부품의 위치에 좌우되는 적어도 하나의 픽업(13, 14; 23, 24)을 포함하되,
동작 센서(10; 20)는 가이드(11; 21), 가이드에서 길이방향(L)으로 변위될 수 있는 슬라이더(12; 22)를 구비한 특히 리니어 베어링을 구비하고 그 출력 신호가 가이드에 대한 슬라이더의 위치에 좌우되는 적어도 하나의 픽업(13, 14; 23, 24)을 포함하고;
동작 센서(10; 20)는 제2 연결 지점에서 특히 가이드를 구비한 제1 부품이 배치될 수 있고, 라인 가이드 장치의 대응되는 움직일 수 있는 단부에서 특히 슬라이더를 구비한 제2 부품이 배치될 수 있거나 그 반대로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 픽업(13, 14; 23, 24)은 슬라이더에 장착되거나 가이드에 장착되는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 픽업들, 특히 길이방향으로 이격되어 배치된 제1 무접점 근접 스위치 및 제2 무접점 근접 스위치(13, 14; 23, 24)가 제공되는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 동작 센서(10)는 길이방향 최대 변위의 도달을 표시하기 위해 각각 가이드 또는 슬라이더의 상호 마주보는 단부들에서 2개의 리밋 스위치들(16, 17)을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 동작 센서는 조정 부재를 구동시키는 제어 유닛(36; 46)에 연결된 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항 내지 제5항 중 한 항, 특히 제5항에 있어서, 동작 센서(10)를 제어 유닛(46)에 연결하기 위한 신호 라인들(55) 및/또는 조정 부재는 상기 라인 가이드 장치를 통해 그 고정적인 단부로 가이드되는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
제1항 내지 제6항 중 한 항, 특히 제4항 및 제5항에 있어서, 동작 센서(10; 20)는, 조정 부재로서 상기 라인 가이드 장치를 보조하기 위해 드라이브(38; 48)를 구동시키는 제어 유닛(36; 46)에 연결되고, 동작 센서가 길이방향 최대 변위의 도달을 표시하면 제2 연결 지점을 포함하는 움직일 수 있는 수요처의 긴급 정지를 촉발하거나; 동작 센서는 제2 연결 지점을 상기 라인 가이드 장치의 움직일 수 있는 단부로 기계적으로 커플링하고 이 목적을 위해 길이방향 최대 변위를 제한하도록 특히 가이드에서 또는 슬라이더에서 2개의 단부 부착물들(28, 29)을 구비하는 것을 특징으로 하는 라인 가이드 장치.
수요처에서 제1 연결 지점과 여기에 대해 움직일 수 있는 제2 연결 지점 사이에서 라인, 케이블, 호스 등(54, 55)의 보호된 가이드를 위한 에너지 가이드 체인(31; 51);
상기 에너지 가이드 체인의 전진 및/또는 복귀 동작을 보조하기 위해 에너지 가이드 체인에 작동 가능하게 연결된 드라이브(38, 48);
상기 드라이브를 구동하기 위한 제어 유닛(36; 46);
상기 에너지 가이드 체인의 움직일 수 있는 단부 영역(52B)의 동작 파라미터를 감지하기 위한 센서 유닛(35, 45)을 포함하는 라인을 가이드하기 위한 배열로서,
상기 센서 유닛은 가이드(11; 21), 상기 가이드에서 길이방향으로 변위 가능한 슬라이더(12; 22) 및 그 출력 신호가 상기 가이드에 대한 슬라이더의 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업(13, 14; 23, 24)을 구비한 동작 센서(10; 20)를 포함하며,
상기 동작 센서에는 수요처(50)에 가이드가 고정적으로 배치되고 움직일 수 있는 단부 영역(52B)에 슬라이더가 고정적으로 배치되거나, 움직일 수 있는 단부 영역에 가이드가 고정적으로 배치되고 수요처에 슬라이더가 고정적으로 배치된 것을 특징으로 하는 라인 가이드를 위한 배열.
제8항에 있어서, 에너지 가이드 체인(31)의 전진 및/또는 복귀 동작은 실질적으로 수평방향으로 이루어지고, 상기 에너지 가이드 체인은 하측 런, 방향전환 아크 및 상측 런을 형성하며 상기 드라이브는 상측 런 및/또는 방향전환 아크의 주행 움직임을 보조하는 라인 가이드를 위한 배열.
라인 가이드 장치, 특히 에너지 가이드 체인을 감아 들이고 풀어내기 위한 장치(30; 40)로서,
제1 연결 지점(53A)과 수요처에서 이에 대해 움직일 수 있는 제2 연결 지점(53B) 사이에서 라인, 케이블, 호스 등의 보호된 가이드를 위한 라인 가이드 장치(31; 51);
상기 라인 가이드 장치를 감아 들이거나 풀어내기 위한 회전식으로 장착된 드럼(32; 42); 및
상기 드럼을 회전시키기 위한 드럼 드라이브(38; 48)를 포함하고,
상기 라인 가이드 장치의 동작 파라미터를 감지하기 위해 상기 라인 가이드 장치의 수요측 단부 영역(52B)에 배치된 센서 유닛(35; 45); 및
상기 센서 유닛(35; 45)과 상기 드럼 드라이브를 구동시키기 위해 상기 드럼 드라이브에 연결된 제어 유닛(36; 46)에 의해 특징지워지는 장치(30; 40).
제10항에 있어서, 상기 센서 유닛(35, 45)은 가이드, 상기 가이드에서 길이방향(L)으로 변위 가능한 슬라이더, 그 출력 신호가 상기 가이드에 대한 상기 슬라이더의 위치에 따라 좌우되는 적어도 하나의 픽업을 구비한 동작 센서(10; 20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 제어 유닛(36; 46)은 특히 드럼 드라이브의 폐쇄 루프 또는 개방 루프 제어를 제공하면서 드럼 드라이브(38; 48)를 회전 방향 및 회전 속도와 관련하여 구동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 드럼 드라이브는, 전기 모터(48) 및 구동측에서 이에 연결되고 출력측에서 드럼 축에 연결되는 자체 잠김 트랜스미션을 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 트랜스미션은 웜 트랜스미션(49)인 것을 특징으로 하는 장치.
선박, 특히 원양 선박의 육상 전력 공급을 위한 제10항 내지 제14항 중 한 항의 장치의 사용 방법으로서, 상기 라인 가이드 장치는 바람직하게는 육상 전원 공급을 위한 대전류 케이블을 가이드하는 에너지 가이드 체인(51)을 포함하는 사용 방법.
예컨대 딥 드릴링 헤드(deep drilling head) 등과 같은 수직적으로 변위 가능한 지하 작업 툴의 공급을 위한 제10항 내지 제14항 중 한 항의 장치의 사용 방법으로서, 제2 연결 지점을 구비한 상기 지하 작업 툴이 윈치의 인양 케이블에 의해 운반되고 윈치 드라이브에 의해 대개 수직적으로 상하로 움직이며 드럼 드라이브가 윈치 드라이브를 추종하는 사용 방법.