KR20010051133A - 로프 편향구조와 이에 적합한 합성 섬유 로프 및, 이들의용도 - Google Patents

Abstract

바람직하게는 승강기용 구동 쉬브 구동에서와 같은 로프 편향구조에 있어서, 구동 쉬브(5), 로프 풀리, 또는 로프 드럼의 직경(20)과, 이들을 통과하는 합성 섬유 로프의 마디 길이는, 스트랜드 외피층의 각 스트랜드(14, 15, 16)가 상기 구동 쉬브(5)상에서 3 번 이상 놓이도록 서로 조정된다. 본 발명에 따르면, 이로 인하여, 풀리 또는 구동 쉬브용으로 사용되는 합성 섬유 로프(3)와 함께 영구적으로 신뢰성 있는 로프 구동이 달성되고, 또한 상기 합성 로프의 스트랜드 외피층에서의 스트랜드의 비가역성 이동이 신뢰성 있게 회피될 수 있다.

Description

로프 편향구조와 이에 적합한 합성 섬유 로프 및, 이들의 용도{ROPE DEFLECTION AND SUITABLE SYNTHETIC FIBER ROPE AND THEIR USE}

본 발명은, 각각 청구항 제 1 항 및 제 6 항의 전제부에 기술된 구성을 갖는, 로프 편향구조와 이에 적합한 합성 섬유 로프 및, 이들의 용도에 관한 것이다.

특히, 승강기, 기중기 건조, 채광, 또는 유사한 응용분야와 같은 재료 취급 기술에서는, 로프가 기계의 중요한 요소이며 매우 중요하게 사용된다. 하중을 받는 로프가, 예컨대, 로프 풀리, 로프 쉬브(sheave), 또는 로프 드럼 등과 같은 편향 부재상으로 통과할 때, 이 로프는 상기 편향 부재상에서 휘게 되고, 이는 상기 로프의 스트랜드의 특별한 운동을 야기시킨다.

대응하여 사용되는 로프가, 예컨대 본 출원인의 EP 0 672 781 A1 호에 공지되어 있다. 사용 수명, 높은 내마모성, 및 높은 가역굽힘강도의 면에서, 다층으로 나란하게 꼬인 아라미드(aramide) 섬유 꼬임 로프는 매우 만족스러운 수치를 제공하지만, 영구적으로 하중을 받는 합성 섬유 로프가 구동 쉬브, 로프 드럼, 로프 풀리, 또는 이와 유사한 장치상에서 짧은 작동 주기동안 휘어지게 되면, 스트랜드 외피층의 인장된 영역에서 나선 모양의 로프 변형이 형성될 수 있으며, 이는 로프의 제동력 감소 또는 로프의 고장을 초래할 수 있다.

이러한 이유로, 본 발명의 목적은, 풀리 또는 구동 쉬브상을 통과하는 합성 섬유 로프에 의해 영구적으로 신뢰할 수 있는 로프 편향구조를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은, 상기 합성 섬유 로프가 편향 부재상에서 적어도 로프 마디의 3 마디의 길이에 상당하는 길이를 따라 지나가는 것을 특징으로 하는 청구항 제 1 항에 기술된 로프 편향구조에 의해 달성된다. 종속 청구항에는, 청구항 제 1 항에 기술된 본 발명의 추가적으로 유리한 개량예 및/또는 실시예가 포함된다.

그래서, 본 발명의 요지는, 포위각(angle of wrap) 내에서 스트랜드 외피층의 스트랜드들이 언제나 편향 부재상에 3 번 이상 놓이도록, 편향 부재의 직경 및 합성 섬유 로프의 마디 길이가 서로 조정되는 것이다.

본 출원인의 광범위한 실험에 따르면, 포위호의 길이가 더 작고 스트랜드 외피층의 마디 길이가 더 길수록, 로프 풀리, 로프 쉬브, 로프 드럼, 또는 이와 유사한 장치상에서 휨이 일어날 때 더 많은 스트랜드들이 이동된다. 마디 길이가 더 짧고 편향 부재가 더 클 수록, 스트랜드 서로에 대한 이동이 더 적다.

이와 같은 사실로부터, 외피층의 로프 마디 길이가 더 짧을수록, 선택될 수 있는 로프 풀리, 구동 장치, 또는 유사한 장치들의 직경이 더 작아진다는 사실이 얻어진다. 게다가, 본 발명에 따르면, 신뢰성 있게 스트랜드의 비가역성 이동이 일어나지 않도록 하기 위하여, 포위각 내에서 상기 스트랜드가 구동 쉬브상에 적어도 3 번이상 놓여야 한다는 사실이 최소 요구사항으로서 확립된다.

게다가, 본 발명을 추가적으로 개발하는데 있어서, 상기 이동하는 스트랜드가 로프 구동 쉬브 홈의 베이스상에 위치하는 빈도가 적을수록, 장력을 받는 영역에서 길이늘어남(overlength)이 더 용이하게 일어날 수 있음이 공지되어 있다.

이러한 로프 구동의 작용은, 임의의 특정 시간에 구동 쉬브와 접촉하는 로프의 부분을 통하여 로프에 전달되는 구동력에 기초한다. 로프가 구동 쉬브상을 통과할 때 상기 로프는 휘어지고, 이러한 휨이 일어날 때, 특히 장력을 받는 스트랜드의 외피층 영역에서는, 결손 길이(missing length)가 대응적으로 대치된다. 동시에, 주로 압력을 받는 로프의 영역에서, 스트랜드는 상기 구동 쉬브로부터 먼쪽으로 밀려지게 된다. 로프상에 가해지는 이런 다양하고 많은 스트레스를 충족시키기 위하여, 로프 시스템의 내부 균형이 특히 중요하다.

이러한 이유로 인하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중간 피복을 포함한 합성 섬유 로프로 로프 구동을 하는 경우에, 만일 스트랜드 외피층의 스트랜드가 구동 쉬브상에 4 번 이상 놓이도록 상기 구동 쉬브의 직경 및 로프 마디의 길이가 서로 조정된다면, 장력을 받는 영역에서 길이늘어남의 형성이 방지된다. 중간 피복을 포함하는 상기 형태의 로프의 경우에는, 로프가 하중을 받을 때 스트랜드가 압박 압력에 의해 고정되기 때문에, 중간 피복과 스트랜드의 외피층 사이의 마찰 계수가 클수록 장력을 받는 영역에서의 길이늘어남이 덜 가역적이게 된다.

도 1 은, 본 발명에 따른 합성 섬유 꼬임 로프에 의해 카가 평형추에 연결된 승강기 설비상에서의 로프 편향구조를 나타낸 선도.

도 2 는 꼬아진 꼬임 로프를 개략적으로 나타낸 선도.

도 3 은, 회전축 방향의 로프 쉬브 및, 이 로프 쉬브상을 통과하는 본 발명의 꼬여진 구동 로프를 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 승강로 2 : 카

3, 3' : 구동 로프 4 : 구동 모터

5 : 구동 쉬브(편향 부재) 6 : 로프 단부 연결기

7 : 평형추 8 : 로프 홈

9 : 보정 로프 10 : 승강로 바닥

11 : 편향 쉬브 12 : 편향 쉬브

13 : 인장 스프링 14 : 아라미드 섬유 스트랜드

15 : 아라미드 섬유 스트랜드 16 : 아라미드 섬유 스트랜드

17 : 마디 길이 18 : 포위각

19 : 제 1 접촉지점 20 : 구동 쉬브 직경

본 발명의 바람직한 예증적 실시예가 첨부 도면과 관련하여 이하에서 자세히 기술된다.

도 1 에 따르면, 승강로(1)에서 안내되는 카(2)는, 하중-지지용 아라미드 섬유로 이루어진 여러개의, 본 실시예에서는 6 개의 구동 로프(3)에 매달려 있으며, 이 로프는 구동 모터(4)에 연결된 구동 쉬브(5)상을 통과하게 된다. 상기 카(2) 위에는 로프 단부 연결기(6)들이 존재하며, 이 연결기들 각각에는 상기 로프(3)들의 일단부가 고정된다. 상기 로프(3)들 각각의 타단부는, 또한 상기 승강로(1)에서 안내되는 평형추(7)에 동일한 방법으로 고정된다. 상기 카(2)의 밑면에는, 보정 로프(9)가 이들의 제 1 단부에 의해 유사한 방법으로 고정된다. 상기 보정 로프(9)는, 승강로 바닥(10)에 위치하여 상기 카 바닥의 연결부 바로 아래에 정렬된 편향 쉬브(11)상을 통과하게 되고, 역시 승강로 바닥(10)에 장착되고 상기 평형추(7)에 정렬되며 상기 편향 쉬브(11)와 인접해 있는 편향 쉬브(12)상을 지나 상기 평형추(7)의 하부에 연결되며 그곳에서 부착된다. 상기 보정 로프(9)는, 무게에 의해서 또는 도 1 에 도시된 풀리(12)에 의해서, 상기 카(2)와 평형추(7) 사이에서 그 길이를 따라 장력을 받는다. 본 실시예에서는, 상기 승강로 벽에 고정되어 상기 편향 쉬브(12)를 이 승강로 벽쪽으로 끌어당겨서 상기 보정 로프(9)를 인장시키는 인장 스프링(13)이 상기 목적에 도움이 된다. 상기 보정 로프를 인장시키기 위하여, 상기 인장 스프링 대신에 적절한 운동 장치가 상기 편향 쉬브에 설치될 수도 있다.

상기 구동 쉬브(5)에는 6 개의 홈(8)이 서로 가까이 놓여 있으며, 이 홈들의 각각은 이하에서 더 기술되는 것처럼 본 발명에 따른 꼬임 구동 로프(3)를 위한 것이다. 승강기 제조에 있어서 지금까지는, 2 개 내지 12 개의 홈을 갖는 구동 쉬브가 보편적이다. 본 명세서에 기술된 실시예에서는, 반원형 단면을 갖는 홈(8)이 형성된다. 그러나, 당업자에 의해 공지되어 있으며 또한 본 발명의 요지 변경 없이 각 경우에 사용되는 로프 단면의 형태에 따라 제공될 수 있는 다른 형태의 홈이 가능하다.

도 2 에는 용어 정의를 위해, 3 개의 아라미드 섬유 스트랜드(14)가, 공지된 Z 형 꼬임으로 꼬여진 합성 섬유 로프(3')가 실시예로서 도시되어 있다. 상기 아라미드 스트랜드(14, 15, 16)는 나선형으로 서로 밀접하게 놓여 있으며, 나선의 기울기는 실질적으로 문자 Z 의 중앙획을 따른다. 상기 마디의 길이는, 검게 해칭된 아라미드 스트랜드(16)를 예로 들어 그 마디 길이가 도면부호 17 로써 표시되어 도면에 도시되어 있다. 여기에서 도시된 실시예의 표시들은 이 경우뿐만 아니라 본 발명에 따른 실제상의 다층 합성 섬유 로프(3)에서도 적용될 수 있으며, 본 발명에 따른 지식으로써 달성될 수 있는 상기 로프상의 장점들은, 스트랜드의 층의 수가 증가될수록 더 커지게 된다. 여기에서, 개별적인 스트랜드의 층의 꼬임 방향은 그다지 중요하지 않고, 상이한 꼬임 방향을 갖는 스트랜드의 층의 시퀀스, 특히 스트랜드의 외피층에 인접해 있는 스트랜드의 층들의 시퀀스가 특히 중요하며, 이는 본 발명에 본질적이다.

스트랜드의 개별적인 층들 사이에 중간 피복이 포함된 합성 섬유 로프를 사용할 때, 장력을 받는 휘어진 로프의 부분에서 일어나는 길이늘어남은, 중간 피복과 스트랜드의 외피층 간의 마찰 계수가 증가할수록 덜 가역적이게 되는데, 그 이유는 로프가 하중을 받을 때 당겨진 스트랜드가 압박 압력에 의해 고정되기 때문이다. 이러한 이유로 인하여, 본 발명에 따라 중간 피복과 스트랜드의 외피층 간의 마찰 계수가 클수록, 상기 외피층의 스트랜드가 포위각 내에서 구동 쉬브상에 더 빈번하게 지나가야 한다.

도 3 에는 로프 쉬브(5) 및 이 로프 쉬브(5)상을 지나는 구동 로프(3)가 도시되어 있으며, 본 실시예에서 상기 로프는 통상적인 여러개의 로프(3)들을 나타낸다. 상기 로프(3)는 그 일단부에 의해 카(2)에 연결되고 제 2 단부에 의해 평형추(7)에 연결되며, 그 관성력에 의하여 상기 로프(3)는 당해 로프가 상기 로프 쉬브(5)상을 지날 때 영구적으로 하중을 받는다. 카(2) 및 평형추(7)의 무게는, 상기 구동 쉬브(5)와 이 구동 쉬브(5)의 포위각(18)상에 존재하는 로프 부분 사이에 충분한 마찰 결합을 보장한다. 본 발명에 따른 로프 구동의 상기 실시예에서, 구동 쉬브(5)의 직경(20)은 260 mm 의 치수를 갖는다. 결과적으로, 스트랜드의 외피층의 마디 길이(17)는 60 mm 내지 80 mm 보다 더 길 수 없다. 그래서,본 발명의 의미내에서, 최소 허용 포위각은 120°이다. 그러나, 예컨대 도 1 에 도시된 실시예에서 실행된 것처럼, 140°의 포위각 또한 일반적이다. 그러나, 어쨌든 이러한 실시예들에 있어서도, 언제나 로프는, 구동 쉬브상을 지날 때, 구동 쉬브상에서 그 길이가 꼬임 구동 로프(3)의 3 마디 길이(17)보다 더 긴 포위호상을 지나는 것이 일반적이다. 상기 로프는 단순히 매달림 로프로서 사용될 뿐만 아니라, 재료를 취급하는 다양한 범위의 장비, 예컨대, 승강기, 광산에서의 호이스트 기어, 건설용 기중기, 실내용 기중기, 선박용 기중기, 공중 케이블, 스키 리프트, 및 에스컬레이터에서의 구동 수단 등에서도 사용될 수 있다. 상기 구동은 구동 쉬브 또는 쾨페(Koepe) 쉬브에서의 마찰에 의해, 또는 회전 로프 드럼에 감겨진 로프에 의해서 적용될 수 있다. 구동 로프는, 움직이는 구동된 로프로서 이해되며, 또한 견인 또는 매달림 로프로서 때때로 언급되기도 한다.

본 발명에 따르면, 풀리 또는 구동 쉬브용으로 사용되는 합성 섬유 로프(3)와 함께 영구적으로 신뢰성 있는 로프 구동이 달성되고, 또한 상기 합성 로프의 스트랜드 외피층에서의 스트랜드의 비가역성 이동이 신뢰성 있게 회피될 수 있다.

Claims (10)

1. 스트랜드의 외피층에 적어도 하중-지지용 합성 섬유 스트랜드 (14, 15, 16)가 위치하는 꼬인 합성 섬유 로프(3)가, 편향 부재(5)상에서 원의 호 형태로 통과되는 로프 편향구조에 있어서, 상기 합성 섬유 로프(3)가 상기 편향 부재(5)상에서 적어도 3 마디의 길이(17)에 상당하는 길이(18)를 따라 통과하는 것을 특징으로 하는 로프 편향구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편향 부재(5)가 1 이상의 성형홈(8)을 가지고, 이 홈의 각각에는 합성 섬유 꼬임 로프(3)가 놓이며, 상기 홈(21)의 베드상에는 상기 외피층의 스트랜드가 3 번 이상 놓이는 것을 특징으로 하는 로프 편향구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 꼬인 합성 섬유 로프(3)가, 상기 편향 부재(5)상에서 120°내지 180°범위의 포위각에 의해 형성된 원의 호를 따라 놓이는 것을 특징으로 하는 로프 편향구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향 부재(5)의 직경(20)을 D = 250 mm 보다 크게 선택하는 것을 특징으로 하는 로프 편향구조.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 섬유 꼬임 로프(3)가 60 mm 내지 80 mm 의 마디 길이(17)를 갖는 스트랜드의 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 로프 편향구조.
6. 원의 호 형태로 편향 부재(5)상을 통과하며, 스트랜드의 외피층에 적어도 하중-지지용 합성 섬유 스트랜드(14, 15, 16)가 위치하는 합성 섬유 로프(3)에 있어서, 상기 편향 부재(5)의 직경(20)과 합성 섬유 로프(3)의 마디 길이(17)는, 스트랜드 외피층의 각 스트랜드(14, 15, 16)들이 포위각(18)내에서 상기 편향 부재(5)상에 3 번 이상 놓이도록 서로 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 합성 섬유 로프.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 스트랜드의 외피층의 마디 길이(17)가 60 mm 내지 80 mm 인 것을 특징으로 하는 합성 섬유 로프.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 적어도 상기 스트랜드의 2 개의 동심층으로 함께 놓인 하중-지지용 합성 섬유 스트랜드와, 상기 스트랜드의 내층과 외층 사이에 형성된 중간 피복을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유 로프.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하중-지지용 합성 섬유 스트랜드(14, 15, 16)가 방향족 폴리아미드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성 섬유 로프.
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 로프 편향구조를 이용하는 로프 구동.