KR100869608B1 - 샌드위치형 판 램프 - Google Patents

Abstract

가동램프는 상하부 금속판과, 상기 금속판 사이로 전단력을 전달하기 위하여 금속판에 접합된 플라스틱제의 중간층을 포함하는, 샌드위치형 내하중용 데크를 포함한다.

가동램프, 데크, 페리, 고물, 이물, 부두, 상부판, 하부판, 중간층

Description

샌드위치형 판 램프{SANDWICH PLATE RAMPS}

본 발명은 램프에 관한 것으로서, 특히 차량의 로딩 및 언로딩과 데크 사이로의 접근을 허용할 수 있는 차량용 페리에 사용되는 이동가능한 램프에 관한 것이다.

물살을 가로질러 승용차, 밴, 트럭 등과 같은 동력차를 이송하기 위해 RoRo 및 RoPax 페리가 전세계적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 페리는 동력차가 이송되는 하나이상의 가동데크를 가지며, 동력차가 데크상에서 구동되거나 정지될 수 있도록 데크상에 도개교를 하강시키는 가동램프를 구비하고 있다. 차량을 회전하거나 방향을 바꾸는 과정에서의 지연을 방지하기 위해, 자동차가 차량 데트에 승하차시 앞쪽으로 구동될 수 있도록 가동 램프는 선박의 전방부로 후방부에 제공될 것이다. 데크 사이로의 접근을 허용하기 위하여 멀티데크 선박에서는 가동램프가 제공되며, 일부 경우에 있어서, 상기 가동램프는 상승한 상태로 램프상의 차량과 함께 지지될 수도 있다.

이러한 형태의 가동램프는 예상되는 차량하중을 운반할 수 있도록 충분히 강력해야만 하며 내구성도 강해야만 하는데; 상기 차량하중에는 포크 리프트로부터 집중된 휘일 로드와, 승용차, 트럭, 트랙터, 트레일러 등을 포함하여 150톤 이상의 복합적인 중장비 차량의 하중이 포함된다. 특히, 동력차량이 구동되며 미끄럼을 방지할 수 있는 상면은 마모될 수 있기 때문에, 상면은 램프에서의 구조적 강도의 손상없이 적정기간동안 이러한 마모에 견딜 수 있어야 한다. 이와 동시에, 가용 적하공간 및 선박 적하량이 최대가 되도록, 램프의 중량과 그 점유공간은 최소화되어야만 한다.

현재까지, 이러한 램프는 단단한 강구조물로 형성되었지만; 이러한 구조물은 구조가 매우 복잡하며, 멀티플 용접(multiple welding)을 필요로 하는 중장비 구조물로서; 상기 멀티플 용접은 부식성 바다공기로부터 보호가 어렵고 마모판 및 보강재에서 램프팁이나 램프팁 근처에 피로 크랙을 자주 받게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 예를 들어 경량이고 구조가 간단하며, 부식으로부터의 보호가 용이하고 피로성 부품들이 제거된 개선된 램프 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 한쪽 단부가 회전가능한 힌지에 장착될 수 있는 내하중용 데크를 포함하는 가동램프가 제공되며; 상기 내하중용 데크는 상하부 금속판과, 그 사이로 전단력을 전달하기 위하여 상기 금속판에 접합된 플라스틱제 중간판을 포함하는 샌드위치형 구조물을 포함한다.

내하중용 데크를 형성하는데 사용되는 상기 샌드위치형 판은 동일 두께의 강판에 비해 강성도가 증가되었으며, 강화소자를 제공할 필요성이 없거나 이러한 필요성을 경감시킨다. 따라서, 구조가 상당히 간단해지고 용접이 적어지기 때문에 제조가 간단하고, 부식 및 피로에 노출되기 쉬운 영역 및 부품이 제거될 수 있다. 본 발명에 사용하기 적합한 샌드위치형 판 구조물에 대한 상세한 내용은 미국특허 제5.778.813호 및 영국 특허출원 GB-A-2 337 022호에 개시되어 있다. 상기 중간판은 국제특허출원 WO 01/32414호에 개시된 복합 코어일 수도 있다.

본 발명의 가동램프는 하부판에 비해 두께가 두껍고 차량이 구동되는 상부판을 포함한다. 상부판의 상면은 차량 통과시 견인력을 개선하기 위하여 표면처리 및 굴곡처리되거나 코팅이 제공된다.

상부판은 4mm 내지 20mm의 두께를 가지며, 하부판은 3mm 내지 20mm의 두께를, 중간판은 20mm 내지 200mm의 두께를 갖는다.

내하중용 데크의 말단부(힌지에서 가장 먼 부분)의 두께는 경사져 있다. 이러한 경사는 중간층에 수용되며, 외측 금속층은 일정한 두께를 갖는다. 하부 금속층은 부두에서의 마모에 저항하기 위하여 이러한 영역에서는 두께가 증가된다.

본 발명에 따른 램프는 선박용이 아닌, 빌딩 및 도시개발용으로도 사용될 수 있다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1은 차량용 페리에 있어서 본 발명에 따른 가동램프를 도시한 도면.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가동램프의 하부측 평면도.

도3은 도2의 가동램프의 측면도.

도4는 선A-A를 따른 도2의 가동램프의 단면도.

도5는 선B-B를 따른 도2의 가동램프의 단면도.

도6은 선C-C를 따른 도2의 가동램프의 단면도.

도7은 도2의 가동램프의 힌지 단부의 확대측면도.

도8은 도7의 선D-D를 따른, 도2의 가동램프의 힌지 단부의 수평단면도.

도9는 도8의 선D-D를 따른, 도2의 가동램프의 힌지 단부의 수직단면도.

도10은 본 발명의 제1실시예에 따른 가동램프의 하부측 평면도.

도11은 도10의 가동램프의 선F-F를 따른 단면도.

도12는 도10의 가동램프의 선G-G를 따른 단면도.

도면에 있어서, 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다.

도1에는 동력 차량(3)이 차량 데크(4)로부터 부두(5)로 직접 구동될 수 있도록 선수(船首)에 가동램프(2)가 구비된 RoRo 또는 RoPax 페리인 차량용 페리(1)가 도시되어 있다. 상기 램프(2)는 보드 내측(중앙) 단부에서 힌지되며, 차량을 상승 및 하강시키기 위한 와이어, 윈치 또는 유압실린더(도시않음)를 포함하고 있다. 상기 램프는 독립적으로 힌지된 여러개의 인접부에 의해 형성되므로, 부두가 수평이 아닌 경우에도 측방향 응력을 최소화할 수 있으며, 앵커에서의 선박 이동을 수용할 수 있다. 이러한 설비의 일부는 때로는 선수 핑거(bow finger)로도 언급되기도 한다. 동력 차량의 로딩 및 언로딩시 스트레이트를 허용하기 위하여 선박의 고물에는 상술한 바와 유사한 램프가 제공될 수도 있다. 선박이 항행중일 때 차량의 출입 및 출고는 통상적으로 선수 및 고물 도어(도시않음)에 의해 폐쇄되지만, 방파수(sheltered water)에서 소형 개방 데크 페리인 경우에는 필요없다. 본 발명의 램프는 상승시 수밀성 도어를 형성한다.

도2는 평면도로 도시하였을 때 일반적으로 정방형 또는 장방형인, 예를 들어 길이가 3m 내지 4m 이고 폭이 0.5m 내지 1m인, 본 발명의 제1실시예에 따른 가동램프(2)의 하부측 평면도이다. 보드 내측(중앙) 단부에는 선박에서 힌지에 장착되기 위한 측부 플랜지(6)가 제공되며, 보드 외측(말단) 단부에는 램프의 단부를 부두로 하강시키는 스텝을 감소시키기 위한 경사부(7)가 제공된다. 이러한 내용은 도2의 선A-A을 따른 측단면도 및 수직단면도인 도3 및 도4에 도시되어 있다.

램프(2)의 상부판(8)은 적절한 내부식성 코팅이 제공된 예를 들어 8mm 강판으로 형성된다. 차량이 구동되는 상부판은 거의 평탄하며, 차량 타이어와의 견인력을 개선하기 위해 표면처리되었다. 예를 들어 상면에는 코러스 그룹 피엘스에 의해 제조된 "Durbar(등록상표)"와 같이, 균일하게 분포된 상승 스터드로 형성된 자체배수 미끄럼방지 상승 패턴이 제공된다.

하부판(9)은 2개의 부분으로 형성되는데, 램프(2)의 대부분의 길이에 걸쳐 연장되는 주부(9a)는 4mm 강판으로 제조되며, 힌지에서 가장 먼 말단부(9b)는 이보다 두꺼운 예를 들어 8mm의 강판으로 제조된다. 램프의 이러한 부분은 램프가 하강할 때 부두와 접촉하며, 상기 두꺼운 판은 발생된 마모를 수용하는데 사용된다. 말단부 즉, 램프가 경사진 부분의 길이는 약 0.3 내지 1m 이다.

예를 들어 10mm 강판으로 제조되는 측벽(12)은 상부판 및 하부판(8, 9)과 연 결되며, 예를 들어 10mm의 판으로 제조되는 하나이상의 길이방향 디바이더가 제공될 수도 있다. 따라서, 상하부판(8, 9)과 측벽(10)은 중간층(12)이 충진되는 박스형 구조를 이루며, 상기 중간층은 상하부 판(8, 9)과 접합되는 탄성재료나 플라스틱으로 제조되므로, 이들 사이의 전단력을 전달할 수 있다. 램프의 주부에 있어서, 상하부 판은 서로 60mm 이격되며, 단부에서 약 25mm 내지 30mm 경사져서 형성된다. 도2의 선B-B 및 C-C를 따른 수직단면도인 도5 및 도6은 상기 박스형 구조 및 경사구조를 보다 명확히 도시하고 있다. 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 측벽(10)은 상하부 판(8, 9)의 엣지로부터 약간 삽입되어, 작은 립을 형성한다.

램프의 힌지 단부에서, 상기 박스형 구조는 예를 들어 12mm 강판의 단부판(13)에 의해 폐쇄되어, 하부판(9) 아래로 연장되며 측부 플랜지(6) 사이에 걸쳐져서 이들을 보강하게 된다. 말단부에서, 상기 박스형 구조는 고형의 금속, 예를 들어 약 40mm 직경의 팁 로드에 의해 폐쇄된다. 이것은 램프의 단부가 램프를 선박(1)의 보드에 장착하는 차량에 의해 실질적으로 마모되기 때문이다.

인접한 램프와 결합하기 위해 적절한 위치에서 램프의 측부로부터 돌출되는 수평돌기(15)가 제공되므로써, 세트로 이루어진 램프는 하나의 유니트로서 상승 및 하강하게 된다.

도7 내지 도9는 힌지 구조와 램프의 보드 내측 단부를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 측부 플랜지(6)는 하부판(9) 아래로 연장되며, 힌지핀(도시않음)을 장착하기 위해 관통부(16)가 제공되는, 예를 들어 25mm의 두꺼운 판으로 제조된 주부(6a)를 갖는다. 상기 관통구멍(16)에는 청동제 부싱이 제공된다. 상기 주부(6a)는 강도를 부가하기 위해 그 하부 엣지상에 수평 플랜지가 제공된 단부판(13)의 중앙으로 연장된다. 측부 플랜지(6)의 주부(6a) 보다 두께가 얇고, 예를 들어 10mm의 얇은 판(6b)은 단부판(13)의 말단으로 연장되어, 단부판(13)으로 약 0.3mm 내지 1m 정도 연장된다. 상기 판(6b)과 형상이 유사한 부가의 보강판(17)은 중간부분에서 단부판(13)으로부터 말단으로 연장될 수도 있다.

본 발명에 따른 램프 제조방법은 측벽(10) 및 디바이더(11)를 상부판(8)의 내측에 용접하는 단계를 포함한다. 하부판(9)의 2개의 부분(9a, 9b)은 박스형 구조를 형성하도록 용접되며, 이러한 박스형 구조는 단부벽(13) 및 팁 로드(16)를 정위치에 용접하므로써 폐쇄된다. 공기 방출용 통기부(도2 및 도3)가 구비된 분사포트(18)를 통해 경화되지 않은 플라스틱을 사출하므로써 중간층(12)이 형성된다. 상기 플라스틱은 필요시 경화되거나 열경화된다. 상기 사출포트는 경화후 통기부를 따라 폐쇄 및 밀봉된다. 측부 플랜지(6) 및 기타 다른 삽입부들은 필요에 따라서는 사출 전후 및 엘라스토머의 경화후 용접될 수 있다. 모든 용접은 열충격을 최소화하기 위하여, 엘라스토머의 사출전에 완료되는 것이 바람직하다.

도10 내지 도12에는 본 발명의 제2실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 가동램프는 제1실시예에서처럼 작은 램프로 분할되는 것이 아니라, 약 16m×16m의 단일 구조를 취하고 있다.

제2실시예에 따른 램프(20)는 횡단 비임 및 길이방향 대들보(23)에 의해 강화된 주 램프판(21)을 포함한다. 상기 주 램프판(21)은 상부판(24)과 중간층 또는 코어(25) 및 하부판(26)으로 구성된 샌드위치 구조를 이루고 있다. 램프를 선박에 연결하기 위하여 힌지부(27)가 제공된다. 코어(25)는 상부판 및 하부판(24, 26) 사이의 체적을 약 50% 점유하는 발포체를 포함하며, 나머지는 엘라스토머 리브가 점유하고 있다. 실시예로서, 상부판은 6mm의 두께를 가지며, 코어는 75mm, 하부판은 7mm의 두께를 갖는다. 구조적으로, 발포체의 강도는 무시할 수 있지만, 엘라스토머 리브는 상하부판(24, 26)에 고착되므로 상하부판 사이로 전단력을 전달한다.

램프(20)는 선박의 주 도어를 형성하며, 말단부(도10에서 좌측 단부)에 있어서 독립적인 소형 램프를 포함한다. 이러한 독립적인 소형 램프는 제1실시예의 램프와 유사한 구조를 갖고 있다. 래치, 로크, 부착부, 케이블이나 기타 다른 작동기 등과 연관된 집중부하를 수용하기 위해, 하부구조 및 기타 다른 부재들이 제공된다.

램프(20)를 구성하기 위하여, 하부판(26)은 전도된 상태로 위치되며, 횡단 비임(22) 및 길이방향 대들보는 하부판(26)의 하면에 용접된다. 구조체의 일부는 뒤집어지며, 스페이서 바아 및 측벽은 하부판(26)의 상면에 용접된다. 이어서, 발포체(블럭)가 안착되어, 판의 50% 면적을 덮는다. 그후, 상부판(24)은 스페이어 바아 및 측벽에 용접되어, 기밀식 공동을 형성한다. 미끄럼방지 바아 및 기타 다른 부재는 정위치에 용접된다. 마지막으로, 기밀식 공동에는 경화되어 코어(25)를 형성하는 엘라스토머가 사출된다.

종래의 모든 강구조물의 설계에서는 길이방향 벌브 평형강에 의해 강화된 13mm 두께의 강으로 제조된 상부판을 채용하고 있다. 또한, 부가의 횡단 비임도 필요로 하고 있다. 이에 비해, 본 발명에 따른 램프는 중량이 중간정도이며, 벌브 평형강 및 일부 비임의 제거에 의해 용접량이 상당히 감소되고, 일반적으로 구조가 간단하다. 또한, 페인팅할 강 영역이 실질적으로 감소되고, 습기가 침투될 수도 있는 여러 부분이 제거될 수 있다.

본 발명의 램프의 상하부 금속판 및 기타 다른 금속부는 상술한 바와 같이 구조용 강으로 구성되는 것이 바람직하며, 경량이며 내식성 및 기타 다른 특수한 특성을 필요로 하는 용도에는 알루미늄, 스텐레스 스틸 또는 기타 다른 구조 합금이 사용될 수도 있다. 상기 금속은 240MPa의 최소 항복강도와, 적어도 10%의 연신율을 갖는 것이 바람직하다.

중간층은 부재가 사용되는 환경에서의 최대 예상온도에서 적어도 250MPa, 양호하기로는 275MPa의 탄성율(E)을 갖는다. 선박건조시, 이러한 온도는 100℃ 이다.

가장 낮은 작동온도에서 엘라스토머의 가단성은 금속층 보다 약 20% 커야 한다. 가장 낮은 온도에서 엘라스토머의 양호한 가단성값은 50% 이다. 용접시 예상 작동범위에서의 온도변화에 의해 엽렬(葉裂)이 유발되지 않도록, 엘라스토머의 열계수는 강의 열계수 근처에 있어야만 한다. 두 재료에서 허용가능한 열계수는 부분적으로는 엘라스토머의 탄성에 의존하지만, 엘라스토머의 열계수는 금속층 보다 약 10배인 것으로 여겨진다. 열팽창계수는 엘라스토머에 필러를 추가하므로써 제어될 수 있다.

엘라스토머와 금속층 사이의 접합강도는 전제 작동범위에 걸쳐 적어도 0.5MPa, 양호핫기로는 6MPa 이어야 한다. 이것은 금속에 대한 엘라스토머 고유의 고착성에 의해 달성되지만, 접합제가 부가로 제공되어야 한다.

또한, 램프가 선박 건조용으로 사용될 경우, 바닷물과 담수 사이에서 가수분해적으로 안정해야만 한다는 요구사항을 포함한다.

따라서, 엘라스토머는 이소시아네이트 또는 디이소시아네이트, 사슬 연장부 및 필러와 함께, 기본적으로 폴리올(예를 들어, 폴리에스테르 또는 폴리에테르)을 포함한다. 필요에 따라, 중간층의 열계수 및 비용을 감소시키고, 엘라스토머의 물리적 특성을 제어하기 위해 상기 필러가 사용될 수도 있다. 또한, 기계적 특성이나 기타 다른 특성(예를 들어, 고착력, 물 또는 오일 저항)을 변화시키기 위해 첨가제 및 화염억제제가 제공될 수도 있다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (11)

1. 한쪽 단부가 회전가능한 힌지에 장착될 수 있는 내하중용 데크를 구비하는 가동램프에 있어서,

   상기 내하중용 데크는 상부판 및 하부판과,

   상부판과 하부판의 사이로 전단력을 전달하기 위하여 상기 상부판 및 하부판에 접합된 플라스틱제 중간층을 포함하며,

   상기 내하중용 데크의 말단부의 두께는 경사져 있으며, 상기 중간층은 컴팩트한 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 가동램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부판은 하부판 보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 가동램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상부판의 상면은 차량 통과시 견인력을 개선하기 위하여 표면처리 및 굴곡처리되거나 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 가동램프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부판은 4mm 내지 20mm 범위의 두께를 가지며, 하부판은 3mm 내지 20mm 범위, 중간층은 20mm 내지 200mm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 가동램프.
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경사는 중간층에서 수용되는 것을 특징으로 하는 가동램프.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하부판은 말단부에서 두께가 증가되는 것을 특징으로 하는 가동램프.
8. 삭제
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간층은 발포체를 포함하며, 상부 금속판과 하부 금속판 사이의 공간에 위치되는 플라스틱 재료는 상기 발포체에 의해 점유되지 않는 것을 특징으로 하는 가동램프.
10. 삭제
11. 제1항 또는 제2항에 서술된 적어도 하나의 가동램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.

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