KR100321211B1 - 비금속 링크체인의 링크 및 그 링크를 이용한 체인컨베이어용 비금속 링크체인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수.하수처리장이나 기타 내식성이 요구되는 모든 체인 컨베이어용 링크체인에 적합한 비금속 체인을 제공함에 의해 달성되게 되는데 , 이 비금속 체인은 섬유강화플라스틱제로 이루어지는 다수의 루프형 링크와; 상기 링크들 각각을 서로 연결시키기 위한 다수의 핀과; 상기 링크들 각각은 양측에 그 축방향으로 성형되어 상기 핀이 턱걸림식으로 수용되는 축수공 및, 권선되어 이룬 섬유층 단면이 외부로 노출되지 않게 보호하는 외피부재을 가지며, 상기 다수의 핀 각각은 인발성형된 섬유강화플라스틱의 내부부재, 이 내부부재를 감싸는 엔지니어링 플라스틱의 외부부재로 이루어지는 것을 포함하는 비금속 링크체인을 제공하게 된다.

Description

비금속 링크체인의 링크 및 그 링크를 이용한 체인컨베이어용 비금속 링크체인 {A link for non-metallic link-chains and a non-metallic link-chain for a chain conveyer using the link}

본 발명은 체인 컨베이어용 비금속 체인에 관한 것으로서, 특히 정수.하수처리장이나 기타 내식성이 요구되는 모든 체인 컨베이어용 링크체인에 적합한 비금속 체인에 관한 것이다.

정수.하수처리장이나, 특히 내식성이 요구되는 각종 산업장내의 무한궤도식 운반장치에서는 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastics)을 이용한 다양한 종류의 체인이 이용되고 있는데, 이러한 섬유강화플라스틱제의 체인은 파단강도가 우수하고 주철재 체인에 비해 높은 내부식성, 저중량등의 면에서 바람직한 특성을 지니고 있기 때문이다.

그러나, 섬유강화플라스틱 체인은 마모성면에서 취약한 결점이 있다. 즉 체인의 측단면으로 노출되는 섬유사가 외력과의 접촉, 예를 들어 이물질등으로 인한 긁힘이나 인접한 체인 또는 주변기물과의 지속적인 마찰접촉시 각각의 섬유사에 단선이 일어나고 있고, 이러한 섬유사의 단선현상은 체인에 지속적으로 인가되는 반복적인 하중으로 인해 피로응력이 쌓이게 되고 그 결과 단선부분에서 균열등으로 인해 체인이 파단되는 치명적인 주 요인이 되고 있다.

또 섬유강화플라스틱으로 제조된 비금속 체인에서 특히 취약한 부분은 체인을 구성하는 링크들을 서로 연결시키기 위한 체인핀이다 체인은스프로킷(sprocket)등과 같은 컨베이어를 구성하는 다른 구성요소들과의 관계에서 일정한 규격을 유지해야 하므로 체인핀의 내마모 및 강도강화를 위해 임의로 체인핀의 크기를 설계할 수 는 없게 된다.

나아가 엔지니어링 플라스틱제의 체인핀을 성형하기 위해서는 통상적으로 사출성형에 의하게 되는데, 체인핀의 경우는 통상적으로 실린더 형상을 띠게 되므로 체인핀의 표면 주위와 중심부에서의 냉각속도차로 인해 체인핀의 중심부 부근에서는 보이드(void)가 생기게 된다. 이러한 보이드는 체인핀의 파단강도에 치명적이므로 보이드를 최소화하기 위해 체인핀에 오목부를 형성하여 냉각차로 인한 보이드 발생을 억제하게 되는데, 결과적으로 이와 같은 목적의 오목부는 체인핀의 강도를 그 만큼 저하시키게 된다.

비금속체인에서 특히 체인핀의 상술한 바와 같은 구조적 취약점으로 인해 체인핀이 자주 파단될 뿐 만 아니라, 정.하수처리장등에 설치시 그 설치 길이를 길게할 수 없는등의 결점이 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 섬유강화플라스틱의 링크 몸체 외주위를 엔지니어링플라스틱의 외피부재로 감싸아 섬유층의 단선현상을 완전히 방지함으로써 내구성을 향상시킨 비금속 링크체인의 링크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 체인을 이루는 링크의 내구성을 향상시키고, 링크를상호 연결하기 위한 체인 핀의 하중에 견디는 강도를 향상킴으로써 체인의 전체길이를 증가시킬 수 있는 비금속 링크체인을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 정수.하수처리장이나 기타 내식성이 요구되는 모든 체인 컨베이어용 링크체인에 적합한 비금속 체인을 제공함에 의해 달성되게 되는데 , 이 비금속 체인은 섬유강화플라스틱제로 이루어지는 다수의 루프형 링크와; 상기 링크들 각각을 서로 연결시키기 위한 다수의 핀과; 상기 링크들 각각은 양측에 그 축방향으로 성형되어 상기 핀이 턱걸림식으로 수용되는 축수공 및, 권선되어 이룬 섬유층 단면이 외부로 노출되지 않게 보호하는 외피부재을 가지며, 상기 다수의 핀 각각은 인발성형된 섬유강화플라스틱의 내부부재, 이 내부부재를 감싸는 엔지니어링 플라스틱의 외부부재로 이루어지는 것을 포함하는 비금속 링크체인을 제공하게 된다.

도 1은 링크체인이 적용되는 일례를 보여 주는 체인플라이트식 슬러지 수집기가 설치된 침전지의 개략적인 단면도.

도 2는 일반적인 링크체인의 일부를 보여 주는 평면도.

도 3은 일반적인 링크체인의 일부를 보여 주는 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 링크체인을 보여 주는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 링크체인의 연결구성을 보여 주는 일부 확대단면도.

도 6은 도 5의 A-A선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 확대 단면도

도 7a은 본 발명 링크의 다른 실시예를 보여 주는 정면도

도 7b는 도 7a의 요부 확대 단면도

도 8a는 본 발명 링크의 또 다른 실시예를 보여 주는 정면도

도 8b는 도 8a의 요부 확대 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

40 :핀 42 :섬유강화플라스틱의 내부부재

44 :엔지니어링플라스틱의 외부부재

50 :링크 52 :섬유강화플라스틱재

54 :엔지니어링플라스틱의 외피부재

51 :결합구조 53 :절취선

다음 본 발명의 일실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다. 도 1를 참조하면 본 발명에 따른 비금속 체인이 적용되는 일례를 보여 주기 위한 것으로 서, 정.하수처리시설에 많이 채용되고 있는 체인플라이트식 슬러지 수집기가 설치된 일반적인 침전지의 개략적인 단면도이다. 침전지(10)는 적당한 깊이와 면적을 갖도록 시설되며 이 침전지(10)에 체인 컨베이어가 설치된다. 체인 컨베이어는 침전지(10)내의 전후방 및 상하측에 설치되는 구동 스프로킷(12)과 다수개의 아이들스프로킷(14)을 포함하며, 이들에 침전지의 상하부사이에서 이동하는 무한궤도의 체인(16)을 연결한다. 체인(16)은 구동모터(18)에 의해 적당한 속도로 이동된다.또한 체인(16)을 구성하는 링크들 중에는 체인 어태치먼트(chainattachment)가 등간격으로 형성되는데, 이 체인 어태치먼트에는 플라이트(20)가 설치된다. 따라서 체인(16)이 구동모터(18)에 이동될 때 플라이트들(20)에 의해 침전지의 수면상에 부상되는 거품등 부유물은 거품제거수단(22)에 수집되며 또한 침전지의 바닥면에 침전되어 있는 슬러지는 호퍼(24)에 수집되게 됨으로써 원수내의 부유물과 슬러지를 처리하게 된다.

도 2에는 일반적인 체인의 일부를 보여 주는 평면도이고 도 3은 정면도들이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 체인(16)은 루프형상으로 이루어지는 다수의 링크(26)와 이 링크들(26)을 서로 연결시키기 위한 다수의 핀(36)을 포함한다. 또한 링크들(26) 중에는 플라이트(20)(도1)를 설치하기 위한 체인 어태치먼트(도시하지않음)가 등간격으로 배치된다. 링크(26)는 섬유강화플라스틱(FRP)으로 제조된다.

또 다수의 링크(26)들을 연속적으로 연결시키는 핀(36)은 결속핀(37)에 의해 링크(26)로 부터 이탈되지 않게 고정 설치될 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 링크의 전체적인 모습을 보여 주는 사시도이고, 도 5는 링크와 핀의 결합구성을 보여 주는 단면도이며, 도 6은 도 5의 A-A선 부분을 따라 절단하여 보인 단면도들이다.

도 4 및 도 5,6에 잘 도시되어 있듯이, 본 발명 링크(50)는 통상에서와 같이 루프형상을 갖는 섬유강화플라스틱재(52)와 이 섬유강화플라스틱재(52)의 외주위를 감싸는 엔지니어링플라스틱의 외피부재(54)를 갖는다. 더 상세하게는 외피부재(54)는 도 6에서와 같이 몸체의 단면모양이 채널형상으로 이루어져 있고, 이렇게 형성된 외피부재(54)내에 통상에서와 같이 열경화성수지가 함침된 섬유사를 권선시킨후 원적외선로에서 일정시간 열경화공정을 이루어 제조된다. 또 외피부재(54)의 양측으로는 핀(40)을 수용하는 턱걸림식의 수용부(56)를 구비하고 있다. 다시설명하면 수용부(56)와 외부부재(54)의 공간부(58) 사이에 그 내경으로 부터 일정 높이로 돌출되는 돌기(57)를 갖추어서 수용부(56)내에 삽입된 핀(40)이 공간부(58)측으로 이동하지 않도록하는 결속구조를 갖추고 있다.

이렇게 구성되는 링크들(50)의 수용부(56)를 통해 핀(40)을 삽입시켜 고정시킴으로써 링크체인을 달성한다.

각각의 핀(40)은 섬유강화플라스틱부재(42)와 이 섬유강화플라스틱부재(42)를 감싸는 엔지니어링 플라스틱의 외부부재(44)를 갖는다.

섬유강화플라스틱부재(42)는 인발성형방법(pultrusion method)에 의해 제조되는데, 이 공법은 보강재로서 금속,탄소나 유리섬유를 폴리에스테르와 같은 열경화성 수지에 함침시켜 일정한 금형을 통과시킴으로써 원하는 형태의 섬유강화플라스틱을 얻는 방법이다.

섬유강화플라스틱부재(42)를 인발성형한 다음에는 섬유강화플라스틱부재(42)를 엔지니어링 플라스틱으로 감싸게 되는데, 이는 체인의 구동시 마찰에 따른 섬유강화플라스틱부재(42)의 파손을 방지하기 위한 것이다. 특히 유리섬유를 보강재로 사용한 경우 유리섬유는 마찰에 따른 파단에 취약하기 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 코팅을 함으로써, 마찰에 따른 유리섬유강화 플라스틱의 파단 강도를 향상시키게 된다.

이와같이 핀(40)은 섬유강화플라스틱으로 된 내부부재와 이를 감싸는 외부부재(44)로 이루어지므로 섬유강화플라스틱부재(42)에 의해서 외부하중에 견디는 인장 및 파단강도는 크게 향상되는 한편 엔지니어링 플라스틱의 외부부재(44)로 인해 섬유강화플라스틱부재(42)의 마찰로 인한 파손을 방지하게 된다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크를 보여 주는 정면도이고 도 7b는 도 7a의 요부확대 단면도이다. 앞의 도면들과 같은 구성요소는 같은 도면번호로 표기한다 상기 실시예와 다른 점은 링크(50)의 외피부재(54)를 길이방향에서 양측으로 등분하여 링크에 최대 인장강도가 작용시 외피부재(54)가 길이변화를 가질 수 있게 구성한 것이다. 즉 엔지니어링플라스틱의 외피부재(54)와 섬유강화플라스틱재

(52)의 신축률 차이에 따른 것을 보상하게 한 것이다. 나아가 외피부재(54)의 분할선 부분에는 상호 끼워맞춤식의 형합을 위한 암수의 결합구조(51)를 갖추고 있다.

도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 링크를 부여 주는 정면도이고 도 8b는 도 8a의 요부확대 단면도이다. 앞의 도면들과 같은 구성요소는 같은 도면번호로 표기한다 상기 실시예와 다른 점은 링크(50)의 외피부재(54)를 분할하지 않고 그 외피부재(54)의 길이방향 중간부 적당한 위치에 절취선(53)를 갖추어서 링크에 최대 인장강도가 작용시 절취선(53)이 파단되며 링크(50)의 몸체가 양측으로 분할되게 하여서 그 길이변화를 가질 수 있게 구성한 것이다. 더 상세히는 절취선(53)은 인접한 주벽과 두께차이를 가지어서 인장강도가 작용시 그 얇은 박막으로 구성되어 인장강도가 국부적으로 취약하게한 절취선(53) 부분이 파단되게 한것이다.

본 발명에 의하면 섬유강화플라스틱으로 이루어지는 링크 몸체의 외주위를 엔지니어링플라스틱의 외피부재로 감싸아 섬유강화플라스틱의 섬유층 단면이 외력에 의해 훼손, 즉 긁히거나 인접한 기구물과의 접촉마찰로 인한 섬유층의 단선현상을 완전히 방지함으로써, 내구성을 향상시키고 체인의 파괴강도를 현저히 향상시켜 보다 많은 하중에 견딜 수 있는 비금속체인이 제공되고, 따라서 종래의 비금속체인에 비해 그 길이를 증가시킬 수 있게 된다.

또 링크에 최대 인장강도 작용시, 그 외피부재와 섬유강화플라스틱재 각각의 신축률 차이에 의한 외피부재의 길이를 보상하게 하여서 외피부제가 파단되는것을 예방한다.

또한, 체인을 이루는 링크와 링크를 연결시키기 위한 핀의 구조를 섬유강화플라스틱과 엔지니어링 플라스틱의 이중구조로 만듦으로써 보이드 문제를 근본적으로 해결하고 체인의 내구성을 향상시키게 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 일실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (8)

1. 섬유강화플라스틱으로 이루어지는 다수의 루프형 링크를 가지며, 이 링크들을 인접측 링크와 핀을 이용하여 연속적으로 연결하여서된 비금속 링크체인에 적용되는 링크로서,

   상기 각 링크를 구성하는 섬유강화플라스틱재의 섬유층 단면이 외부로 노출되지 않도록 상기 링크의 내면으로부터 양측면으로 연장설치되어 상기 링크의 구동시 인접측과의 접촉마찰로 인한 섬유층의 단선을 방지하는 외피부재를 갖춘 것을 특징으로 하는 비금속 링크체인의 링크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외피부재는 그 길이방향에서 양측으로 분리되어 링크에 작용되는 인장력에 따라 외피부재의 길이가 신장.수축가능하게한 비금속 링크체인의 링크.
3. 제2항에 있어서,

   상기 외피부재의 몸체 분리선상에 양측이 서로 끼어맞춤식으로 형합을 위한 암수형의 결합구조를 갖는 것을 더 포함하는 비금속 링크체인의 링크.
4. 제1항에 있어서,

   상기 외피부재은 그 길이방향 중간부 적당한 위치에 인접한 주벽보다 얇은 박판으로 이루어져 최대 인장강도 이상으로 외피부재에 인장력이 작용시 상기 외피부재의 몸체 를 양측으로 분리시키기 위한 절취선을 갖는 비금속 링크체인의 링크.
5. 제1항에 있어서,

   상기 외피부재는 엔지니어링 플라스틱으로 제조된 비금속 링크체인의 링크.
6. 섬유강화플라스틱으로 이루어지며 이 섬유강화플라스틱의 섬유층 단면이 외부로 노출되지 않도록 내면으로부터 양측면으로 연장설치되어 구동시 인접측과의 접촉마찰로인한 섬유층의 단선을 방지하는 외피부재를 갖는 비금속링크;및

   상기 비금속 링크들을 인접측과 유동가능하게 연결시키며, 인발성형된 섬유강화플라스틱의 내부부재, 이 내부부재를 감싸는 엔지니어링 플라스틱의 외부부재로 이루어지는 비금속핀으로 구성된 것을 특징으로하는 체인컨베이어용 비금속 링크체인.
7. 제6항에 있어서,

   상기 링크의 외피부재는 그 길이방향 중간부 적당한 위치에 링크의 최대 인장시 파단을 위한 절취선을 더 포함하는 체인컨베이어용 비금속 링크체인.
8. 제6항에 있어서,

   상기 외피부재는 엔지니어링 플라스틱으로 제조된 체인컨베이어용 비금속 링크체인.