KR100250193B1 - 권선 로우프용 코아 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 권선 로우프(wire ropes)용 코아에 관한 것으로서, 플라스틱 재료로된 튜브형 외측 부재(1)가 플라스틱 재료로된 중실(solid)의 원통형 중심 부재(3)위로 압출된다. 외측 부재(1)는 대용 권선 스트랜드(strand)(4)를 수용하기 위해 대칭적으로 배치된 함몰부(grooves)(2)를 구비한다.

Description

권선 로우프용 코아
본 발명은 권선 로우프(wire ropes)용 코아, 특히, 강선(steel wire) 로우프용 코아(cores)에 관한 것이다.
GB-A-2 219 014에는 외부면 둘레에 대칭적으로 배치된 나선형 함몰부(grooves)를 가지는 중합(polymeric) 또는 탄성 중합(elastomeric) 재료로된 세로로 홈이 파인(fluted)부재를 구비한 권선 로우프용 코아가 기재되고 있으며, 여기서, 종단면(코아의 세로 방향축에 수직한 면)의 각 함몰부는 타원의 원호(arc) 형상을 가진다. 코아의 특성 및 제조 관리는 압출 성형물에 화이버(fibre) 또는 독립적인 권선 루우프로 구성되는 보강 부재 또는 코드(cord)를 삽입하는 것에 의해 개선될 수 있을 것이다.
그러나, GB-A-2 219 014 에 기재된 것과 같은 종래 형태의 보강 부재를 이용하는 것은 몇가지 단점을 가진다. 화이버 코아 및 독립적인 권선 로우프 코아는 그들의 나선형 구조라는 특성에 의해 로우프내에서 코아가 제공할 수 있는 지지체의 강성(solidity)에 해로운 영향을 미치는 다량의 공기를 포함한다. 이것은 코아가 통상적으로 매우 높은 반경 방향 압력을 받는 권선 로우프에서 특히 중요하며, 코아의 압축성(compressibility)에 의해 인장(tension)에 따라 로우프 지름이 감소되며, 그에 따라 종종 사용시 바람직하지 못한 로우프 신장성(伸張性)이 증대된다. 또한, 로우프 지름의 뚜렷한 감소에 의해, 로우프의 외부 스트랜드(strands)가 권선 상부(crowns)에서 다른 스트랜드와 맞닿게 되며, 접촉 지점에 매우 높은 응력을 발생시킨다. 활차(sheaves) 위에서 전후로 작동하거나 반복적으로 구부러지는 로우프에서, 이러한 응력은 외부 권선에 프레팅(fretting) 손상을 일으킬 것이며, 결과적으로 피로 특성의 감소를 일으킬 것이다.
GB-A-2 219 014 에 개시된 종래의 보강 부재의 사용에 의하면, 로우프의 외부 스트랜드의 현저한 악화 (deterioration)(쉽게 탐지할 수 있는)가 있기 전에 보강 부재는 조기에 파단될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 파단 형태는 탐지 관점에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라 권선 로우프의 하중 전달 능력 및 구조적 완전성의 감소를 일으킬 수도 있다.
이러한 단점들은 피하거나 완화시키는 코아가 요구된다.
본 발명은 플라스틱 재료로 만들어진 튜브형 외측 부재 및 플라스틱 재료로 만들어진 중실(solid)의 원통형 중심 부재를 구비한 권선 로우프용 코아를 제공하며, 그 외측 부재는 중심 부재와 밀접(intimate contact)하는 원통형 내부 표면 및 대칭적으로 배치되어 로우프의 각 권선 스트랜드를 수용하는 나선형 함몰부가 있는 세로로 홈이 파인 외측면을 가진다.
본 발명의 다른 특징들은 청구 범위에 기재하였다.
본 발명이 첨부 도면을 참조하여, 단지 예로서, 보다 상세히 설명된다.
제 1도는 권선 로우프용 코아의 개략적인 단면도이며,
제 2도는 코아를 포함한 권선 로우프의 개략적인 단면도이다.
도시된 코아는 플라스틱 재료로된 튜브형 외측 부재(1) 및 플라스틱 재료로된 중실의 원통형 중심 부재(3)를 구비한다. 외측 부재(1)는 중심 부재(3)와 밀접하는 원통혀 내부면을 구비한다. 선택적으로, 부재(1), (3) 사이의 계면에 윤활제 필름 또는 방출제(release agent)가 제공될 수도 있다. 외측 부재(1)는 대칭적으로 배치되어 각 강선 스트랜드(4)를 수용하는 나선형 함몰부를 가지는 세로로 홈이 파인 외부면을 구비한다.
제 2도에 도시된 권선 로우프의 실시예에는 6개의 스트랜드(4)가 있다. 그러나, 그와 다른 수의 스트랜드가 이용될 수도 있다(예를 들어, 5개, 7개 또는 8개). 각 스트랜드(4)는 원형 스트랜드이며, 스트랜드 축에 수직인 단면에서 그 원형 스트랜드를 둘러싼 외피(E)는 지름이(d1)인 원이다. 각 스트랜드가 나선형으로 연장되므로, 코아의 축에 수직인 도면의 평면에서 외피 E의 단명은 약간 타원형으로 도시된다. 함몰부에 수직인 단면에서 각 함몰부(2)는 지름(d1)의 원호이다.
스트랜드(4)의 권선과 코아 사이의 접촉 면적을 최대화하기 위해, 스트랜드는 다이폼(Dyform ; 브리돈 피엘씨 (Bridon plc)의 상표) 스트랜드가 되며, 그 다이폼 스트랜드는 그 축에 수직한 단면에서 바깥쪽 권선(6)이 지름(d1)의 원호인 무단의 연부(6a)를 가지는 밀집 구조를 가진다. 그러나, 그 대신에 원형 권선으로 만들어진 종래의 스트랜드가 이용될 수도 있다. 또한, 적합한 단면을 가지는 함몰부와 함께 비원형 스트랜드가 사용될 수도 있다.
중실의 단면을 가지는 코아는 스트랜드(4)를 양호하게 지지한다. 함몰부(2)를 충부한 깊이로 형성하고 충분히 큰 단면적을 가지도록 코아를 형성함으로써 로우프의 파단 하중에 도달하기 까지도 근접 스트랜드(4) 사이의 작업 간극(working clearance)을 유지시킬 수 있다. 2 개의 구별되는(외측 및 중심)부재(1,3)를 사용하여, 부재(1,3)의 성질을 선택하여 전체적인 코아의 물리적(및 화학적) 성질에 대한 다양한 요구를 충족시킬 수 있다.
코아의 양호한 크기를 규정하기 위해, 제 1도를 참조하면, 여기서 (d1)은 로우프의 외측 스트랜드(4)의 지름을 나타내며, (d2) 는 세로로 홈이 파인 부재의 바닥(root) 지름, 즉 지름 방향으로 마주보는 2개의 함몰부의 바닥 사이의 최소 거리를 나타낸다.
어떠한 종류와 구조의 로우프에서도 최소 바닥 지름(d2)은 외측 스트랜드의 지름(d1)의 함수로 표현될 수 있다. 비록 스트랜드 구조 및 이용 한도(service duty)에 대해 부가적으로 고려할 수 있지만, 정확한 관계는 로우프의 외측 스트랜드 수 및 서로 맞닿는 위치 각(lay angle)(또는 피치 : pitch)에 주로 의존할 것이다. 예를 들면, 스트랜드가 삼각형에 유사한 형상을 가지는 로우프에서는 상이한 인자가 요구될 것이다. 좀더 일반적인 원형 스트랜드 로우프 구조 및 위치(lays)의 경우, 이하의 관계가 얻어진다.
[표 1]
2개의 부재(1,3)는 동일한 종류의 플라스틱 재료 또는 상이한 종류의 플라스틱 재료로 만들어 질 수 있다. 각각의 경우에 플라스틱 재료는, 예를들어, 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene)(중간 밀도에서 고밀도까지), 폴리에스테르(Polyester)(듀폰(Dupont)사의 상표인 "하이트렐(Hytrel)"과 같은)로부터 선택될 수 있다.
재료의 특정 등급과 특징적인 물리적 성질을 표 2에 기재하였다.
[표 2]
이상의 성질들은 단지 예시하기 위하여 인용한 것이다. 비록 로우프의 탄력성이 약간 감소하겠지만, 좀더 단단한 등급의 재료를 포함하거나 폴리머에 강화 섬유(예를 들어, 유리 섬유)를 첨가하여 부가적인 성질 개선을 얻을 수 있다.
2 가지 상이한 재료로 코아를 제조하여 최적의 코아 성질 혼합을 얻을 수 있다. 예를 들어, 외측 부재(1)가 양호한 신장성(elongation property)을 가지는 재료를 포함하고 있어 고도의 굽힘 변형을 수용할 수 있으며, 국부적으로 변형될 수 있어 로우프의 외측 스트랜드의 표면 형상과 거의 일치될 수 있는 반면에, 중심 부재(3)는 좀더 단단히 재료나 보강 섬유로 효과적으로 구성될 수 있다.
어떤 재료를 선택하던 간에, 양호하게는 2 개의 분리된 압출 공정으로 코아가 제조되며, 제 1 공정에서 중실의 원통형 부재(3)를 제조한다. 선택적으로, 윤활제 또는 방출제가 하나의 재료로된 원통형 부재(3)에 도포된다. 그 후에, 이 원통현 부재는 세로로 홈이 파인 부재(1)를 제조하는 추가 공정을 위해 압출기로 공급되며, 중심 부재(3)는 제 2 압출 공정의 조절에 매우 큰 역할을 한댜.
코아의 크기와 관련하여 중심 부재(3)의 크기가 변화될 수 있기 때문에, 하나의 크기를 가지는 중심 부재가 일정 범위의 코아 크기에 이용될 수 있므며, 그에 따라 제조 경비 절감을 이룰 수 있다. 그러나, 중심 부재(3)의 단면적은 양호하게는 코아 단면적의 적어도 40%(좀더 양호하게는 적어도 45%) 및 최대 60%(좀더 양호하게는 최대 55%)이며, 적합한 비는 약 50%(압출 속도를 일정하게 할 수 있는 비)이다. 따라서, 중심 부재(3)는 양호하게는 그 지름(d1)이 바닥 지름(d2)의 적어도 70%(좀더 양호하게는 적어도 75%)인 원형 단면을 구비하며, 양호하게는 지름(d3)가 지름(d2)의 최대 90%(좀더 양호하게는 85%)이며, 적합한 비는 약 80%이다.

Claims (11)

  1. 플라스틱 재료로 제조되는 권선 로우프용 코아로서, 압출된 플라스틱 재료로 이루어지고 원통형 내부면과 세로로 홈이 파인 외부면이 있는 튜브형 외측 부재(1)를 구비하며, 압출에 의해 형성되는 상기 세로로 홈이 파인 외부면에는 대칭적으로 이격 배치되어 상기 로우프의 각 권선 스트랜드(4)를 수용하는 나선형 함몰부(2)를 구비하는 권선 로우프용 코아에 있어서,
    압출된 플라스틱 재료로 이루어지는 보다 강성인 중실의 원통형 중심부재(3)가 상기 튜브형 외측 부재(1)의 내부면과 밀접하며, 상기 중심 부재(3)의 지름(d3) 은 상기 세로로 홈이 파인 외부면의 바닥 지름(d2)의 적어도 70%이고, 상기 중심 부재(3)의 단면적은 상기 코어의 단면적의 적어도 40%인 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브형 외측 부재(1)는 중심 부재(3)에 대하여 길이 방향으로 미끄러질 수있는 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 중심 부재(3)의 플라스틱 재료는 상기 튜브형 외측 부재(1)의 플라스틱 재료보다 경질인 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 중심 부재(3)의 플라스틱 재료는 불연속적인 보강 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 중심 부재(3)의 플라스틱 재료와 튜브형 외측 부재(1)의 플라스틱 재료는 같은 종류인 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    각각 동일한 외접원을 가지는 원형 스트랜드(4)를 구비하는 권선 로우프에서, 함몰부에 수직인 단면에서 각 함몰부(2)가 원호를 나타내는 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 외접원의 반경이 상기 원호의 반경과 같을 때 상기 로우프내에서 스트랜드(4) 사이의 접촉을 막을 수 있을 정도로 충분한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 권선 로우프용 코아.
  8. 튜브형 외측 부재(1)를 압출에 의해 형성하는 제 1항에 따른 코아의 제조 방법에 있어서,
    중심 부재(3)를 형성하는 제 1공정과 중심 부재(3)의 둘레의 튜브형 외측 부재(1)를 형성하는 제 2공정으로 이루어진 2개의 분리된 연속 압출 공정으로 상기 코아를 형성하는 것을 특징으로 하는 코아 제조 방법.
  9. 제 1항에 따른 코아 및, 대응 함몰부(2)에 수용된 권선 스트랜드(4)를 구비하는 것을 특징으로 하는 권선 로우프.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 코아는 스트랜드(4)간의 접촉을 방지하는 것을 특징으로 하는 권선 로우프.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 스트랜드(4)는 각각 동일한 외접원을 가지는 원형 스트랜드인 것을 특징으로 하는 권선 로우프.
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