KR20060125617A

KR20060125617A - 다수의 케이블 연결용 기계적 형상 결합 방식의 연결부를가진 지지 수단

Info

Publication number: KR20060125617A
Application number: KR1020060050019A
Authority: KR
Inventors: 칼 바인베르거
Original assignee: 인벤티오 아게
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2006-12-06
Also published as: DE502006005637D1; CN1873088A; CN1873088B; TWI397928B; ATE452235T1; US20060272846A1; TW200707474A; CA2549051A1; JP4922665B2; EP1728915A1; HK1111744A1; SG127859A1; JP2006335567A; EP1728915B1

Abstract

리프트 설비용 지지 수단에 있어서, 종방향 (L) 으로 힘을 받도록 설계된 다수의 스트랜드 (12) 로 이루어진 2개 이상의 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 을 포함하고, 상기 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 을 따라서 일정 간격 (A1) 을 두고 배열되고, 케이블 케이싱 (13) 에 의해서 연결되며, 이 케이블 케이싱 (13) 에는 두 케이블 사이에 웨브 (14) 가 형성되어 있다. 연결 수단 (15) 이 웨브 (14) 의 영역에 제공되며, 이 연결 수단 (15) 은 케이블이 종방향 (L) 을 따라 서로에 대해 상대 안내 운동을 할 수 있도록 되어 있다.

Description

다수의 케이블 연결용 기계적 형상 결합 방식의 연결부를 가진 지지 수단{SUPPORT MEANS WITH MECHANICALLY POSITIVE CONNECTION FOR CONNECTING SEVERAL CABLES}

본 발명을 첨부한 도면에 도시된 실시예의 기초적인 예제로 더 자세히 설명한다.

도 1a 는 본 발명에 따라 두 케이블을 연결하는 제 1 지지 수단의 개략 단면도이다.

도 1b 는 도 1a에 따른 지지 수단의 사시도이다.

도 2a 는 본 발명에 따라 세 케이블을 연결하는 제 2 지지 수단의 개략 단면도이다.

도 2b 는 도 2a 에 따른 지지 수단의 사시도이다.

본 발명은 청구 범위 제 1 항의 전제부에 따른, 서로로부터 일정 간격으로 떨어져 형성된 다수의 케이블과 케이블 케이싱을 가진 리프트 설비에 사용하기 위한 지지 수단에 관한 것이다.

운송 기술, 특히 리프트, 크레인 설비 및 채굴에 있어서 연장된 케이블은 중요하며, 높은 하중을 받는 기계 요소이다. 예를 들어 리프트 설비에 사용되는 피동 케이블은 여러 종류의 하중을 받는다.

종래의 리프트 설비에서 리프트 케이지와 평형추는 몇몇 강철 스트랜드 케이블에 의해서 함께 연결되어 있다. 케이블은 구동 모터에 의해서 운전되는 구동 풀리를 지나간다. 루핑 각 (looping angle) 을 넘어서 구동 풀리에 놓인 각 케이블 부에 마찰 결합 (friction couple) 하에 운전 모멘트가 가해진다. 이 경우 케이블은 인장, 굽힘, 압축 및 비틀림 응력을 받게 된다. 굽힘 응력에 때문에 케이블 풀리에서 발생하는 상대적인 움직임은 케이블 구조 안에서 케이블 마멸에 악영향을 줄 수 있는 마찰을 야기한다. 각 케이블 구조, 굽힘 반경, 홈 윤곽 및 케이블 안전 계수에 따라서 발생하는 제 1 및 제 2 응력이 케이블 상태에 악영향을 미친다.

강도 요구와 별개로 에너지 이유 때문에 가능한 최소의 질량을 가진 리프트 설비 또한 요구된다. 고강도 합성 섬유 케이블은, 예를 들면 방향성 폴리아미드, 특히 아라미드는, 강철 케이블보다 이러한 요구를 잘 만족시킨다.

아라미드 섬유로 만들어진 케이블은 종래의 강철 케이블과 비교하여 동일한 단면 및 동일 허용 하중에서 단지 1/4 내지 1/5 의 특정 케이블 하중을 가진다. 그러나, 강철과는 반대로 아라미드 섬유는 종방향 허용 하중에 비하여 실질적으로 작은 횡단 강도를 갖는다.

결과적으로 구동 풀리를 넘어서 사용될 때, 아라미드 섬유를 가능한 최소의 횡단 응력이 가해지게 하기 위해서, 구동 케이블로서 평행하게 꼬인 아라미드 섬유 스트랜드가 예를 들면, EP 0 672 781 A1에 제안되었다. 여기서 소개된 아라미드 케이블은 사용 시간, 높은 마모 강도 및 강한 굽힘 강도 면에서 매우 만족할 만한 값을 제공하나 원하지 않는 상황에서 평행하게 꼬인 아라미드 케이블에는 그 균형 상태에서 원래 케이블 구조를 영구적으로 방해하는 일부 케이블의 풀림 현상의 가능성이 존재한다.

이런 꼬임 현상 및 케이블 구조의 변화는 예를 들면 유럽 특허 출원 EP 1 061 172 A2에 따른 합성 섬유 케이블로 피할 수 있다. 이를 위해서 합성 섬유 케이블은 케이블 케이싱에 의해서 서로 연결된, 두 평행하게 신장된 케이블을 포함한다. EP 1 061 172 A2에 따른 합성 섬유 케이블은 평행으로 신장된 두 케이블의 특성을 통하여 종방향 강도를 실질적으로 획득한다. 그에 반하여 케이블 케이싱은 케이블 구조에 있어서의 변화 및 꼬임 현상을 방지한다. 더하여, 케이블 케이싱은 절연체 (보호 효과) 로서 역할을 하며, 높은 마찰 계수를 가진다. 각 출원 및 사용 영역에 따를 때, EP 1 061 172 A2에 따른 합성 섬유 케이블의 웨브 (web) 가 단점일 수 있다.

2 이상의 케이블용 지지 수단은 만일 각각의 케이블이 구동 풀리 (drive pulley) 둘레를 지나는 동안 다른 반경의 궤도를 따르면서 이동하면 좋지 않다. 반경의 차이 때문에 케이블은 구동 풀리의 정지 마찰력에 의하여 다른 속도로 움직이게 된다. 이에 따라, 케이블 케이싱의 웨브 (web) 부분은 전단 응력을 받게 된다. 전단 작용으로 인하여, 케이블 케이싱의 웨브 영역은 손상될 수 있고, 발생 전단력이 동적일 때 특히 그러하다.

본 발명은 웨브 균열을 피하기 위해서, 2 이상의 케이블을 포함하는 종래의 지지 수단을 개량하는 것을 목적으로 한다. 이는 특히 합성 섬유 케이블을 포함하는 지지 수단에 적용될 수 있다.

본 발명은 언급한 문제가 웨브 영역이 단단해진다면 우위를 가질 수 없다는 인식에서 출발한 것이다. 그래서 전단력의 직접적인 효과는 막아지나, 전단력이 증가하는 경우 더 빨리 회전하는 케이블이 다른 케이블을 따라 끌고 마찰을 증가시키는 미끄러짐이 발생한다.

본 발명에 따를 때 이러한 목적은 청구 범위 제 1 항에 설명된 지지 수단에 의해서 달성된다. 종속항은 유용하고 이로운 응용부 및/혹은 청구 범위 제 1 항의 특징을 갖는 발명의 실시예를 포함한다.

동일한 도면 부호는, 심지어 자세히는 동일한 구조가 아니더라도, 모든 도면에서 동일 구성 요소 혹은 동일한 효과를 갖는 구성 요소를 나타낸다. 상기 도면은 특정비율로 도시된 것은 아니다.

리프트 설비에 사용되는 제 1 지지 수단 (10) 이 도 1a 및 도 1b 에 나타나 있다. 이 지지 수단 (10) 은 적어도 두 케이블 (11.1, 11.2) 을 포함한다. 이 케이블 (11.1, 11.2) 은 종방향 (L) 의 힘을 받도록 설계된 예를 들면, 합성 섬유 스트랜드 (12) 를 포함한다. 이 케이블 (11.1, 11.2) 은 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 을 따라서 일정 간격 (A1)(중심에서 중심 사이 거리) 을 두고 평행하게 배열되어 있다. 케이블 (11.1, 11.2) 은 웨브 영역 (14) 이 있는 케이블 케이싱 (13) 에 의해서 서로에 대응하여 꼬일 위험이 없게 튼튼하게 고정되어 있다. 케이블 케이싱 (13) 은 천이 지역을 형성하며, 이 천이 지역은 두 케이블 사이에서 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 에 평행하게 신장되어 있으며, 이 지역은 웨브 혹은 웨브 영역 (14) 으로 불린다.

본 발명에 따를 때, 연결 수단 (15) 은 웨브 (14) 지역에 제공된다. 이 연결 수단 (15) 은 종방향 (L) 에서 케이블 (11.1, 11.2) 이 상대적으로 움직이는 것이 가능하도록 설계되어 있다.

제 1 실시예의 경우에 연결 수단 (15) 이 어떻게 설계되었는지 도 1a 및 도 1b 로부터 알 수 있다. 제 1 케이블 (11.1) 의 케이블 케이싱 (13) 은 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 에 평행하게 형성된 종방향 홈 (15.1) 을 가진다. 제 2 케이블 (11.2) 의 케이블 케이싱 (13) 에는 이 종방향 홈 (15.1) 에 맞물리게 대응하는 상대 부재 (15.2) 가 제공되어 있다. 이런 연결은 예를 들면, 키이-홈 연결 (key-end groove connection) 이라고 불리며, 여기서 상대 부재 (15.2) 는 키이 역할을 하고 종방향 홈 (15.1) 은 홈 역할을 한다.

도 1b 에서 연결 수단 (15) 에 의해서 어떻게 두 케이블 (11.1, 11.2) 의 케이블 케이싱 (13) 이 서로 연결되었는지 사시도로 보여진다. 이 경우에 연결 수단 (15) 은 두 케이블 (11.1, 11.2) 의 종방향 (L) 에 평행하게 상대적으로 변위가 가능하게 설계되어 있다.

따라서 본 발명에 따를 때, 적어도 두 케이블은 서로 연결되나, 강성 연결 (rigid connection) 은 아니다. 본 발명에 따른 지지 수단 (10) 의 인접 케이블 (11.1, 11.2) 사이의 연결은 연결 요소 (15.1, 15.2) 에 의해서 형성되며, 이 연결 요소는 각각 케이블의 인접 케이블을 연결하고 기계적인 형상 결합 방식 (mechanically positive connection manner) 으로 서로 결합할 수 있으며, 한편으로는 한 케이블 (11.1) 로부터 다른 한 케이블 (11.2) 로 비틀림 모멘트를 전달하는 것이 가능하나, 다른 한편으로는 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 으로 서로에 상대적인 케이블 (11.1, 11.2) 의 변위가 가능하다.

연결 수단 (15) 이 종방향 (L) 에서 서로에 대해 상대적으로 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 의 상대적인 움직임을 가능하게 만드는 안내 요소 (15.1) 및 대응 상대 부재 (15.2) 를 포함하는 것이 중요하다.

바람직하게는 연결 수단 (15) 은 종방향 (L) 에서 전단 움직임으로 인한 연결 요소 (15) 의 변형이 없도록 설계된다. 이는 서로 접촉하는 연결 요소 (15.1, 15.2) 사이의 마찰이 작아서 적어도 특정 거리부에서 서로를 지나 미끄러질 수 있어서 가능하다.

용어 "인접 케이블의 상대적인 변위" 는 본 발명에 따를 때 다음의 두 경우를 포함한다:

(1) 두 케이블 (11.1, 11.2) 이 그들의 전체 길이에 걸쳐 서로에 상대적으로 균일하게 변할 수 있는 경우(케이블이 동일하게 늘어남).

(2) 케이블 (11.1, 11.2) 중 하나가 다른 하나 보다 더 크게 늘어날 수 있는 경우 (늘어나는 동안 각 케이블의 개별 길이부 사이의 상대적인 변위가 발생(이러한 경우 상대 변위량은 케이블의 길이 위치에 따름)).

따라서, 본 발명에 따를 때 인접 케이블 (11.1, 11.2) 간의 연결은 부하가 걸리지 않거나, 전단 응력에 의해서 변형되지 않는다.

설명한 원리는 3개 이상의 케이블 전체에도 적용이 가능하다.

세 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 을 가진 본 발명에 따른 지지 수단 (10) 이 도 2a 및 도 2b 에 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b 에 역시 도시된 지지 수단 (10) 처럼 이 지지 수단 (10) 은 리프트 설비에 사용되게 설계되어 있다. 지지 수단 (10) 은 세 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 을 포함하며, 세 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 의 각각은 몇몇의 스트랜드 (12) 를 포함한다. 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 종방향 (L) 의 힘을 받을 수 있도록 설계되어 있으며, 이 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 서로로부터 일정 간격 (A1) 을 두고 떨어져 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 을 따라서 배열되어 있고, 케이블 케이싱 (13) 에 의해서 연결되어 있다. 이 케이블 케이싱 (13) 은 각 두 케이블 (11.1, 11.2 및 11.2, 11.3) 사이에 웨브 영역 (14) 을 형성한다. 연결 수단 (15) 은 웨브 (14) 지역에 다시 제공된다. 연결 수단 (15) 은 한 케이블 (11.2) 에 대한 다른 케이블 (11.1) 및 한 케이블 (11.3) 에 대한 다른 케이블 (11.2) 의 종방향 (L) 에 상대적 움직임이 유도되는 것이 가능하게 설계되어 있다.

도 2a 및 도 2b 에 의해서 두 외부 케이블 (11.1, 11.3) 각각이 안쪽 케이블 (11.2) 을 향해 대향하는 상대 부재 (15.2) 를 가지고 있은 것이 보여질 수 있 다. 이런 상대 부재 (15.2) 는 종방향 축 (L) 에 평행하게 신장되어 있다. 이 부재들은 중앙 케이블 (11.2) 의 종방향 홈 (15.1) 에 맞물리고 서로에 대해서 케이블의 언급한 상대적인 변위가 가능하게 설계되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 케이블의 스트랜드 (12) 는 지지 수단 (10)의 적어도 두 케이블이 전단 응력을 받으면서 (서로 보상하는) 반대 방향의 고유 비틀림 모멘트를 받는다.

도 1b 에서 보이는 실시예에서 다른 케이블 (11.1, 11.2) 의 스트랜드는 회전 방향이 반대로 되어 있는 반면에 각 케이블의 스트랜드 (12) 는 각각 평행하게 (동일한 회전 방향으로) 되어 있다.

연결 요소 (15.1, 15.2) 는 각 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 의 케이싱 (13) 의 구성요소일 수 있다. 이 경우 각 케이블의 케이싱 (13) 을 단일 제조 단계로 제조하여 (각 물질에 따라 압출 혹은 가황에 의함) 연결요소가 확보될 수 있다.

유리하게는 각 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 각 경우에 동일한 도구에 의해서 개별적으로 제조될 수 있다.

결과적으로 몇몇 케이블은 각각 보완적인 연결 요소 (15.1, 15.2) 가 서로에 끼워져 (plugged) (클릭-시트 연결 (click-sheat connnection) 이라고 불림) 결합될 수 있다. 끼워짐에 의해서 연결되는 연결 요소 대신에, 연결 요소는 상대 부재 (15.2) 가 종방향 홈 (15.1) 안으로 들어가도록 설계될 수도 있다.

보완적인 연결 요소 (15.1, 15.2) 사이의 마찰 계수가 최적화 지표 (optimisation parameter) 이다. 마찰 계수의 최적화를 통해서 케이블의 상대 적인 움직임이 있는 경우 연결 요소에서의 전단 응력이 없거나 적어도 최소화된다.

더하여, 각 연결 요소 (15) 에 기계적 보강물을 장착하는 것도 가능하다.

합성 섬유 케이블을 가진 지지 수단 (10) 의 사용이 특히 바람직하다. 금속, 합성 및/혹은 유기 스트랜드 또는 상기 재료의 조합은 특히 바람직하다.

케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 바람직하게는 스트랜드를 꼬은 단계가 2단 혹은 다단으로 제조된다. 도 1a 내지 도 2b 에는 중앙 스트랜드 (12.1) 및 스트랜드를 가진 3개의 단 (12.2, 12.3, 12.4) 을 포함하는 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 이 도시되어 있다. 그러나 이는 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 구조의 일례에 불과하다.

예를 들면 아라미드 섬유의 케이블 실이 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 에서 서로 꼬여질 수 있다.

도에서 볼 수 있듯이, 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 의 전체 외부 원주는 합성 재료의 케이블 케이싱 (13) 에 의해서 싸여있다. 이 케이블 케이싱 (13) 은 합성 및/혹은 유기 재료를 포함한다. 이하의 재료는 케이블 케이싱으로서 특히 적합하다: 고무, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리염화비닐 혹은 폴리아미드. 각각 탄성있고 변형가능한 합성 재료가 바람직하게는 사출성형 혹은 압출되어 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 이 되고 그 후 압축된다. 케이블 케이싱 재료는 외부로부터 외주부에서의 스트랜드 (12) 사이의 틈으로 스며들고 그 틈을 채우게 된다. 이렇게 생겨난 스트랜드 (12) 와 케이블 케이싱 (13) 의 결합은 매우 강해서 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 의 스트랜드 (12) 와 케이블 케이싱 (13) 사이의 약간의 상 대적인 움직임만이 발생한다. 종방향 홈 (15.1) 혹은 상대 부재 (15.2) 중 하나는 케이블 케이싱 (13) 에 부착되거나 통합되며, 상기 상대 부재가 종방향 홈 (15.1) 에 끼워지거나 들어갈 수 있게 설계된다.

바람직하게는 연결 요소 (15) 는 도에서 보이듯이 케이블 케이싱 (13) 과 직접적으로 연결되어 있다.

바람직하게는 연결 요소 (15) 는 긴 구조이고 케이블 케이싱 (13) 을 따라 종방향 (L) 으로 신장되어 있다. 그러나 연결 요소 (15) 는 각 경우 지지 수단 (10) 의 길이부에 대해서 형성되는 것도 생각할 수 있다. 이러한 인접 케이블 사이에 어떤 웨브 (14) 도 존재하지 않는 길이부는 상기 길이부 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

다른 실시예에 따를 때, 짧은 섬유 조각 (예를 들면, 유리 섬유, 아라미드 섬유 혹은 그 동등물) 혹은 직물 매트가 연결 요소 (15) 지역에 묻힐 수 있고, 강화제로서 역할을 한다.

도면에서 보이는 지지 수단 (10) 은 케이블 풀리에 사용되기에 특히 적합하며, 상기 풀리 안에서 마찰 결합에 의해서 실질적으로 케이블 풀리와 지지 수단 (10) 사이의 힘 전달이 일어난다.

본 발명에 따른 실시형태는 웨브 영역에서 웨브 분열 혹은 약화를 피하는 것이 가능하고, 그 경우 전단 움직임은 종방향 축 (L) 에 평행한 종방향 변위로 전환 된다. 천이 지역의 손상과 동시에 2 이상의 케이블의 종래 지지 수단의 마멸은 이로 인해 감소할 수 있다.

본 발명에 따른 2중, 3중 혹은 다중 케이블은 지지 수단 (10) 의 케이블이 다른 반경의 원형 경로를 따라 구동 풀리에서 움직이고 구동 풀리의 원주에서 다른 속도에 따라서 움직일 때, 구동 풀리에서 반경 차이 운행을 위한 보정을 제공해서 아무런 문제가 없을 수 있다.

Claims

종방향 (L) 으로 힘을 받도록 설계된 다수의 스트랜드 (12) 로 이루어진 2개 이상의 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 을 포함하고, 상기 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 은 지지 수단 (10) 의 종방향 (L) 을 따라서 일정 간격 (A1) 을 두고 배열되고, 케이블 케이싱 (13) 에 의해서 연결되며, 이 케이블 케이싱 (13) 에는 두 케이블 사이에 웨브 (14) 가 형성되어 있는, 리프트 설비용 지지 수단에 있어서,

연결 수단 (15) 이 웨브 (14) 의 영역에 제공되며, 상기 연결 수단 (15) 은 케이블이 종방향 (L) 을 따라 서로에 대해 상대 안내 운동을 할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항에 있어서, 상기 연결 수단은 상기 케이블 (11.1, 11.2, 11.3) 이 종방향 (L) 을 따라 서로에 대해 상대 안내 운동을 할 수 있게 하는 안내 요소 (15.1) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 한 케이블 (11.1) 의 상기 스트랜드 (12) 와 다른 케이블 (11.2) 의 상기 스트랜드 (12) 는 종방향 축 (L) 을 따른 지지 수단의 꼬임을 막기 위해서 서로 반대 방향의 비틀림 모멘트를 본래부터 받고 있는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 케이블 케이싱 (13) 은 합성 및/혹은 유기 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스트랜드 (12) 는 금속, 합성 및/혹은 유기 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연결 수단 (15) 은 기계적 형상 결합 (mechanically positive connection) 방식의 연결 형태이며, 바람직하게는 키이-홈 연결 (key-and-groove connection) 인 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지 수단 (10) 은 한 케이블 (11.1) 에서 종방향으로 신장된 종방향 홈 (15.1) 및 다른 케이블 (11.2) 에 형성되어 상기 종방향 홈 (15.1) 에 결합하는 상대 부재 (15.2) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 수단 (10).
제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 수단 (15) 은 플러그 구조인 것을 특징으로 하는 지지 수단.
제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 수단 (15) 은 상기 케이블 케이싱 (13) 과 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하 는 지지 수단.