KR20100056401A - 섬유 복합체 타이 로드의 힘 전달 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 힘 전달 부재(1)를 포함하는 합성 섬유 타이 로드를 이용한 힘 전달 어셈블리에 있어서, 상기 힘 전달 부재의 횡단면은 적어도 일측부(2)인 타이로드(12)로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼져서, 힘 전달 부재(1)가 일측부(2)를 둘러싸 타이 로드(12)의 일단(4)에서 일측부(2)에 맞춤 결합을 하고, 상기 힘 전달 부재(1)는 힘을 전달하기 위해서 속이 빈 형태의 타이 로드(12)를 넘어가도록 연장되는 힘 전달 어셈블리에 관련된다. 또한 본 발명은 타이 로드(12)로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼진 힘 전달 부재(12)의 일측부(2)에서 타이 로드(12)에 맞춤 결합되는 힘 전달 부재(1)을 포함하는 합성 섬유 타이 로드(12)를 이용한 힘 전달 어셈블리를 생산하는 방법에 관련된다.
힘 전달, 타이 로드
Description
본 발명은 힘 전달 부재와 합성 섬유 로드를 구비한 힘 전달 어셈블리에 관련된 것이고, 합성 섬유 로드는 힘 전달 부재의 일측부에 맞춤 연결되고, 일측부는 합성 섬유 로드로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼지도록 형성된다.
본 발명에서 제안된 힘 전달 어셈블리에 관한 타이 로드는 격자 타워 헤드를 고정하기 위한 크레인 건설 분야에 사용될 수 있다. 그러나 적용 분야가 격자 타워 헤드를 고정하는 데에 한정되는 것은 아니고, 구성 요소들이 축방향 장력에 영향을 받을 수 있어나 장력이 합성 섬유 물질에 전달되는 경우와 같은 다양한 분야 중에서도 크레인 건설 분야에 특히 적용가능하다.
선행문헌인 DE 10 2006 039 565 A1, DE 102 49 591 A1, DE 10 2004 021 144 A1은 합성 섬유 로드를 이용한 힘 전달 수단을 개시하는 데, 힘 전달 부재는 함께 동작하는 합성 섬유 로드에 접착제를 사용한 재질적 결합(material join)이나 합성 섬유 로드에 히을 전달하기 위해서 마찰 결합(frictional fit)된다.
그러나 상술한 힘 전달 어셈블리는 합성 섬유 로드에 힘이 전달되는 힘이 특 정한 정도의 크기 한도 이내에서 사용될 수 있다. 따라서 상술한 타입의 힘 전달 어셈블리는 예를 들어, 크레인 건설과 같은 큰 힘이 발생되어 전달되는 분야에서는 적용할 수 없다.
본 발명의 목적은 타이 로드에 큰 힘이 전달되는 것이 가능하도록 하여, 합성 섬유 타이 로드에 적합한 힘 전달 어셈블리를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 타이 로드는 유지 보수, 조절을 필요로 하지 않고 제작이 용이하다.
상술한 목적은 청구항 1에 기재된 발명에 의해서 얻어진다. 종속항들은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 한정한다.
본 발명에서 제안된 힘 전달 어셈블리는 힘 전달 부재를 포함하고, 타이 로드에 전달된 힘은 힘 전달 부재에 따른다. 전달된 힘은 타이 로드의 길이방향 축에 평행하게 연장된다. 본 발명에 의해서 제안된 것처럼, 적어도 힘 전달 부재의 일측부에서는 타이 로드로부터 멀어지는 방향으로 힘 전달 부재의 횡단면이 테이퍼져서(taper) 힘 전달 부재는 일측부를 둘러싸는 타이 로드의 일단과 맞춤 결합될 수 있다. 다시 말해서, 타이 로드를 바라보는 일측부의 단측과 이 끝을 둘러싸는 타이 로드의 일단은 일측부 중에서 타이 로드로부터 먼 부분과 그것을 둘러싸는 타이 로드의 일단에 비해서 더 큰 횡단면을 갖는다. 결과적으로, 타이 로드의 끝단에 테이퍼진 형상 때문에 힘 전달 부재를 타이 로드로부터 빼내는 것은 불가능하다. 이러한 방식으로 타이 로드와 힘 전달 부재 사이에 이루어지는 맞춤 결합 때문에, 힘 전달 부재에 작용되는 큰 힘은 타이 로드로 전달될 수 있다.
타이 로드는 속이 빈 형상으로 이루어져, 일측부에서 힘 전달 부재의 주변을 완벽하게 둘러쌀 수 있고, 힘 전달 부재는 속이 빈 형상을 가진 타이 로드를 넘도록 연장되기 때문에 타이 로드에 전달된 힘은 타이 로드에 외부에 있는 힘 전달 부재에 도달할 수 있다. 따라서, 전달되는 힘은 개별적인 구성요소를 경유해서 타이 로드를 둘러싸는 속이 빈 형상 내부의 영역으로 전달될 필요가 없다. 하나의 부품으로 구성된 힘 전달 부재가 속이 빈 형상으로부터 연장된다는 사실은 힘 전달 부재들 사이에 연결점이 필요없도록 하는데, 연결점은 구조적으로 약하고 파손될 수 있기 때문이다. 그러나, 타이 로드에 전달되는 힘이 타이 로드의 속이 빈 형상의 내부에서 힘 전달 부재에 적용되도록 하여, 그 경우에 힘 전달 부재는 타이 로드로부터 필수적으로 연장될 필요가 없도록 하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 힘 전달 부재의 일측부는 타이 로드에 의해서 완벽하게 감싸질 필요는 없고, 축방향으로 또는 원주방향으로 둘러싸는 것이 가능하다. 그러나 힘 전달 부재가 일측부에서 타이 로드에 의해 적어도 원주방향으로, 완벽하게 감싸지는 것이 바람직한데 힘 전달 부재는 모든 방사방향으로 타이 로드에 맞춤 결합되도록 하기 위함이다.
만일 힘 전달 어셈블리가 타이 로드의 외주면, 적어도 타이 로드가 힘 전달 부재를 감싸는 영역 또는 힘 전달 부재와 타이 로드가 서로 방사상으로 위치하는 영역에 감기는 방식으로 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 감기는 방식은 다른 섬유 복합체 층을 제공하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 섬유가 이러한 섬유 복합체 층에서 연장되는 방향은 바람직하게는 타이 로드의 길이 방향 축에 수직하게 연장되는 방향이다. 특별히 바람직하게는, 감기는 섬유가 연장되는 방향은 길이 방향에 수직하고, 힘 전달 부재의 적어도 일측부에 원주방향이다. 이러한 감김의 목적은 힘 전달 부재와 타이 로드 사이에 맞춤 결합을 돕기 위한 것이다. 따라서 힘 전달 부재를 빼는 것에 의해서 타이 로드의 테이퍼진 끝단을 넓히는 것은 불가능하다. 왜냐하면 원주를 따라 감는 것은 타이 로드의 일단이 원주방향으로 작용하는 힘을 흡수하는 것에 의해서 넓어지는 것을 효율적으로 방지할 수 있기 때문이다.
이러한 연결 방식에 의해서, 축(axially)이라는 표현은 축 방향이 타이 로드의 길이 방향에 평행하다는 의미로 해석되어야 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 힘 전달 부재의 일측부와 타이 로드는 축을 중심으로 대칭적인 횡단면을 갖고, 힘 전달 부재의 일측부의 축을 중심으로 한 대칭적 형상은 타이 로드의 축 중심 대칭 형상과 일치한다. 타이 로드의 축 중심 대칭 형상은 비대칭 형상을 갖는 것에 비해서 비틀림 모멘트를 효율적으로 흡수할 수 있다. 타이 로드의 완곡된 형상은 풍력에 의해서 타이 로드에 발생할 수 있는 진동을 방지할 수 있다.
타이 로드는 힘 전달 부재에 대해서 일자 배열로 놓이고, 타이 로드는 힘 전달 부재와 타이 로드 사이에서 직접적인 물리적 접촉을 할 수 있다. 다른 연결 요소 없이 힘 전달 부재의 일측부에서 힘 전달 부재와 타이 로드가 직접 접촉을 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 힘 전달 부재에 작용하는 힘은 힘의 방향을 불필요하게 변화시키지 않고 타이로드에 직접 전달할 수 있는데, 다른 연결 부재를 통해서 전달되지 않기 때문이다. 그러나, 다른 층들이 타이 로드에 마련되는데, 예를 들어 타이 로드에 영향을 주는 열이나 기계적인 영향을 방지하는 코팅이나, 전기 전달이 가능한 코팅, 절연이 이루어지는 코팅을 하는 것이 가능하다. 그러나 이것들은 타 이 로드의 부분으로 간주되고, 따라서 분리되거나 연결부재에 해당되지 않는다.
힘 전달 부재의 일측부는 타이 로드로부터 멀어지면서 원뿔형상으로 테이퍼져도 되고, 적어도 특정 부분에서, 일측부의 테이퍼진 부분은 본질적으로 일축부의 길이 축방향을 가로질러 일정하게 연장된다. 이는 타이 로드에 섬유들이 일직선 상에 놓이고, 힘이 그 직선에서 로드를 통해서 전달되어 힘 전달 어셈블리가 지지할 수 있는 하중을 증가시킬 수 있다.
바람직한 다른 실시예에서, 타이 로드의 내주면의 횡단면 기울기가 힘 전달 부재의 일측부에 축방향으로 갑자기 변한다. 특별히 바람직하게 횡단면 기울기의 갑작스런 변화는 타이 로드를 마주보는 일측부의 일단의 영역에서 발생한다. 갑작스런 변화의 결과로써, 맞춤 연결 때문에 힘이 힘 전달 부재로부터 타이 로드로 힘이 전달되는 횡단면 기울기에 갑작스런 변화에 의해서 분명한 영역(clear region)이 정의될 수 있다. 상술한 내용은 횡단면 기울기의 변화가 테이퍼진 영역으로부터 타이 로드의 길이 축에 평행하게 연장되는 영역으로 타이 로드의 내벽 또는 외벽이 변화되는 경우에 특히 발생한다.
타이 로드의 원통형 코어(core)는 타이 로드를 바라보는 일측부의 일단을 묶는 것도 가능하다. 이는 타이 로드의 내벽에서 힘 전달 부재의 일측부로부터 타이 로드의 코어로 솔기 없는 연결이 가능하도록 한다. 전체 힘 전달 부재를 타이 로드의 코어에 직접 연결하는 것도 가능한데, 이 경우에는 테이퍼진 일측부는 타이 로드를 마주하는 힘 전달 부재의 일단에 배치된다.
타이 로드는 또한 감긴 섬유 복합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들 어, 섬유 복합체 층이 감기고, 섬유 복합체 층은 하중(다시 말해서 전달된 힘)의 대부분을 흡수한다. 그리고 타이 로드의 복수의 다른 감겨진 섬유 복합체 층을 적용할 수 있는데, 예를 들어 UV 방사를 방지하기 위하거나 힘 전달 부재와 다른 섬유 복합체 층간에 전기적 접촉을 방지하는 기능을 수행하는 것이 가능하다. 감겨진 섬유 복합체는 타이 로드의 어떠한 형상에서도 가격이 싼 공정으로 제작 가능하고, 큰 횡단면을 갖거나 두꺼운 두께를 갖는 층으로 생산될 수 있다는 장점이 있다. 만일 힘 전달 부재의 테이퍼가 그것에 연결된 타이 로드의 횡단면 테이퍼와 타이 로드의 일단에 있다면, 타이 로드의 횡단면의 변화가 쉽게 형성될 수 있기 때문에 감겨진 타이 로드는 장점이 될 수 있다. 타이 로드의 테이퍼진 일단은 하중이 가해지는 경우에, 다시 말해서 힘 전달 부재가 당겨지고, 맞춤 결합이 강화되는 때 메워질(choke) 수 있다. 감겨진 타이 로드는 섬유 복합체의 섬유들이 연장되는 몇 개의 선호되는 방향, 예를 들어 최대 4개 또는 최대 2개를 갖는다. FEM 계산을 기초로 감겨진 타이 로드에 대한 정확한 재현성을 갖는 것도 가능하다.
발명에 의해서 제안된 힘 전달 어셈블리는 힘 전달 부재의 원주방향으로 연장되어 타이 로드의 일단의 원주방향 감김이 축 방향으로 지지될 수 있는 칼라(collar)를 갖는다. 이 칼라는 예를 들어 감기거나 용접되는 방식으로, 힘 전달 부재에 결합될 수 있고, 예를 들어 실과 같은 함께 동작하는 위치 부재에 있어서, 힘 전달 부재에 위치할 수 있는 위치 부재와 혼합될 수 있다. 이것은 감김이 타이 로드로부터 멀어지는 힘 전달 부재의 일단 방향으로 로드의 일단에 미끄러지는 것을 방지할 수 있고, 힘 전달 부재와 타이 로드 사이에 더욱 신뢰성있는 맞춤 결합이 유지될 수 있도록 한다.
본 발명에 의해서 제안된 바처럼, 힘 전달 부재는 예를 들어 스틸(steel)과 같은 철을 기반으로 한 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 전체적인 힘 전달 부재는 스틸로 이루어질 수 있다. 타이 로드는 본질적으로 탄소 섬유 합성 물질로 이루어지는데, 탄소 섬유 합성 물질은 본질적으로 힘 전달 부재를 경유해 타이 로드로 전달되는 축방향으로 적용되는 모든 힘을 흡수한다. 따라서, 탄소 섬유 합성 물질은 타이 로드의 지지층을 구성한다. 타이 로드는 예를 들어 타이 로드의 길이 방향 축에 동축으로 연장되는 코어와 같은 다른 구성요소를 포함할 수 있는데, 타이 로드 주변에는 타이 로드의 섬유 복합체 층이 배치되고, UV 방사나 타이 로드의 주변에 작용하는 기계적 힘 또는 접촉 부재에 대해 전기적으로 절연되는 층, 스파크로 인한 전기적 에너지를 막는 전도층 등의 타이 로드를 보호하기 위한 다른 층이 배치된다. 특히, 타이 로드나 힘 전달 어셈블리는 아래 기재된 부재 중 하나 이상과 조합된다.
- 층은 스파크를 발생시키는 전기적 에너지를 막기 위한 구리(copper)를 기반한 물질을 포함한다. 그 층은 바람직하게는 타이 로드의 외주면에 배치되고, 바람직하게는 타이 로드의 탄소 섬유 복합체 층의 외주면에 직접 설치된다.
- 제1층은 UV 방사를 막을 수 있는 유리 섬유 복합체 층을 포함하는데, 이 층은 타이 로드의 최외곽 층인 것이 바람직하다.
- 제2층은 타이 로드의 탄소 섬유 복합체 층으로부터 힘 전달 부재를 전기적으로 고립시키기 위한 유리 섬유 복합 물질을 포함한다. 제2층은 바람직하게는 타 이 로드의 탄소 섬유 복합체 층과 힘 전달 부재의 사이에 설치된다. 이것은 스틸로 이루어진 힘 전달 부재의 음전성(electronegativity)과 탄소 섬유 복합 물질을 구분하여 접촉 부식을 방지하는 데에 효율적이다.
- 타이 로드의 최외곽 원주면, 다시 말해서 타이 로드의 가장 바깥쪽 층의 주변에 배치되는 감는 구성(winding)은 타이 로드의 주변 표면에 기계적 영향이 발생되는 것을 막을 수 있다. 그러한 감는 구성에는 타이 로드의 적어도 일단에 길이 방향으로 나선형상으로 원주면을 따라 연장되는 유리 섬유 복합 물질로 이루어진 가닥을 포함한다. 이러한 구성에 의해서, 타이 로드의 표면에 발생될 수 있는 영향을 효율적으로 방지할 수 있는데, 그 영향에 의해서 타이 로드의 층이 벗겨져 손상될 수 있다. 이러한 감음(winding)은 타이 로드의 일단에 감기는 구성의 원주면으로 연장되어, 힘 전달 부재와 타이 로드 사이에 맞춤 고정을 확고히 한다.
본 발명은 나아가 힘 전달 어셈블리를 제작하는 방법에도 관련된다.
본 발명에 의해서 제안된 것처럼, 타이 로드로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼진 힘 전달 부재의 일측부에서 힘 전달 부재를 타이 로드에 고정하는 방법에 관련된다.
본 발명에 의해서 제안되는 생산 방법은 아래 열거된 단계 중 하나 이상을 조합하는 것이 바람직하다.
- 힘 전달 부재는 코어의 일단에 장착되고, 코어는 길게 연장된 원통형 형상을 갖는다. 힘 전달 부재가 특정 위치나 오직 하나의 배열로 코어에 장착될 수 있도록 하기 위해서 중심 부재가 사용될 수 있다. 중심 부재는 코어에 동일한 중심으 로 배치고 그것으로부터 연장되는 튜브일 수 있고, 중앙 공(central bore)에 의해서 힘 전달 부재가 장착될 수 있다.
- 타이 로드는 코어 주위와 코어에 장착되는 힘 전달 부재의 적어도 한 부분 주위에 예를 들어 감김 과정(winding process)에 의해서 형성된다. 이러한 측면에서, 타이 로드는 본 발명에 따라 적어도 힘 전달 부재의 테이퍼진 일측부의 부분을 가로지르도록 형성되는데, 힘 전달 부재는 감김 또는 감쌈(wrapping)에 의해서 코어를 포함하는 타이 로드에 연결될 수 있다. 이러한 연결에서, 코어 주변 또는 힘 전달 부재의 주변에 타이 로드를 고정하는 과정은 여러 개의 개별적인 단계로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 타이 로드의 주 지지 층을 형성하는 탄소 섬유 복합체 층을 감거나, 보호 층, 절연 층을 형성하기 위해서 유리 섬유 복합체 층을 감거나, 구리로 이루어진 전기적 전도 층을 형성하는 단계가 있을 수 있다. 예를 들어 펄트르전(pultrusion), 합사(braiding), 편물(knitting)이나 수작업에 의한 섬유 복합물질을 싸는 방식으로 섬유 복합체 층을 형성하는 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다.
- 타이 로드가 힘 전달 부재를 방사상으로 감싸도록 배치되는 영역, 다시 말해서 힘 전달 부재의 테이퍼진 영역은 맞춤 결합(positive fit)될 수 있도록 복합 섬유 물질을 원주면을 따라 감는 것이 바람직하다. 만일 복합 섬유 물질로 감는다면, 감기는 층의 섬유의 방향은 방사방향으로 연장되거나, 적어도 타이 로드가 힘 전달 부재의 테이퍼진 일측부에 견고하게 고정될 수 있어야 한다. 이러한 것은 FEM 시뮬레이션에 의해서 얻어질 수 있고, 비록 주변을 따라 방사상으로 연장되지 않는 섬유를 사용한다고 하더라도 타이 로드의 충분히 안정적인 감김이 이루어질 수 있다.
- 개별적인 섬유 복합체 층을 만든 후에, 선처리된 프리프레그(prepreg)가 사용되지 않는다면 매트릭스가 개별적인 각각의 층의 감겨진 물질에 적용되어 드라이 과정에서 경화될 수 있다. 이 과정을 빠르게 진행하기 위해서 경화는 상승된 온도에서 이루어질 수 있다.
- 타이 로드로부터 힘 전달 부재의 테이퍼진 일측부를 넘어 연장되는 감긴 물질은 예를 들어 기계적인 힘에 의해서 타이 로드로부터 제거될 수 있다. 그래서 원주방향으로 연장되는 칼라가 힘 전달 부재에 설치될 수 있고, 칼라는 타이 로드의 일단의 감긴 상태를 유지하도록 도와준다.
- 타이 로드의 원주면은 타이 로드의 주변에 나선형상으로 감겨진 유리 섬유 복합 물질의 가닥에 의해서 기계적인 영향으로부터 보호될 수 있다. 만일 특정 부품이 타이 로드의 주변면을 친다면, 타이 로드의 주변에 나선형상으로 감겨진 가닥과 접촉하기 때문에 특정 부품과 타이 로드의 실제 외주면과는 물리적인 접촉이 발생하지 않는다.
- 마지막으로 힘 전달 어셈블리를 가진 타이 로드는 시험 하중 아래에서 연장될 수 있고, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 시험 하중은 1800 kN이다. 그러나 타이 로드의 설계 형태나 차원에 따라 더 크거나 작은 시험 하중을 적용하는 것도 가능하다.
종래에 철로 만들어진 타이 로드와는 달리 본 발명에 따른 합성 섬유 물질로 만들어진 타이 로드는 본질적으로 작은 무게를 갖는 반면에 큰 크기의 장력을 흡수할 수 있다. 바꾸어 말해서 동일한 무게를 갖는 합성 섬유로 이루어진 타이 로드에 의해서 더 큰 장력이 흡수될 수 있다.
본 발명은 보다 상세하게는 첨부된 도면에서 설명된 바람직한 실시예에 기반해서 설명된다. 본 발명은 여기서 개시된 모든 특징을 조합하거나, 개별적으로 나열하거나 또는 어떤 조합 방식에 의해서도 조합될 수 있다.
타이 로드 12는 탄소 섬유 복합체 층(CFC: carbon fiber composite layer)을 포함하고, 탄소 섬유 복합체 층은 도 1에서 도면부호 3에 의해서 표시된다. 유리 섬유 복합체 층 10은 탄소 섬유 복합체 층 3의 내주면에 설치되는데, 그 목적은 아래 서술될 것이다. 탄소 섬유 복합체 층 3의 외주면에 설치되는 전기 전도층 8은 구리(copper)로 이루어지고, 벼락에 의해서 타이 로드에 전달될 수 있는 전기 에너지를 막을 수 있다. 전기 전도층 8의 외주면에는 유리 섬유 물질로 이루어진 다른 층 9가 설치되는데, 다른 층 9는 UV 방사의 영향에서 타이 로드 12를 보호할 수 있다. 이러한 층 3, 8, 9, 10은 길이 방향으로 긴 원통형 코어 6의 외주면에 형성되고, 코어 6은 타이 로드 12의 전체 길이 만큼 연장된다. 섬유 복합체 층 3, 9, 10은 감는 기술을 사용해서 제작될 수 있어서, 이러한 층들은 섬유가 연장되는 방향과 같은 몇 개의 제한된 바람직한 방향을 갖는다.
힘 전달 부재 1은 타이 로드 12의 왼쪽 일단 4에 위치하고, 타이 로드 12에 전달되는 힘은 힘 전달 부재 1을 경유한다. 이 끝에서 눈과 유사한 형상을 이룬 힘 흡수 수단이 힘 전달 부재 1의 왼쪽 일단에 마련된다. 힘 전달 부재 1의 오른쪽 끝에는, 일측부 2에서 횡단면이 넓어지고, 타이 로드 12로부터 볼 수 있듯이 일측부 2는 타이 로드 12로부터 테이퍼진다. 타이 로드 12를 마주하는 테이퍼진 일측부 2의 일단 2a은 타이 로드 12를 마주하는 힘 전달 부재 1의 일단을 구성하는데, 코어 6에 대해서 일렬 배치로 놓인다. 일단 2a에서, 힘 전달 부재 1의 일측부 2은 코어 6과 맞닿아 있다. 힘 전달 부재 1은 속이 빈 형상을 갖는 코어 6의 내주면에 배치된 플라스틱 튜브 13을 동일한 축으로 연장하는 것에 의해서 타이 로드 12와 코어 6에 대해서 중심에 놓일 수 있다. 힘 전달 부재 1은 플라스틱 튜브 13의 돌출된 일단에 설치될 수 있고, 접착과 같은 재질적 결합에 의해서 코어 6에 결합될 수 있다.
부가적인 층 8, 9, 10을 구비한 타이 로드 12가 일측부 2를 따라 연장되는 적어도 일측부 2에서, 타이 로드 12는 다른 섬유 복합체 층 5가 감긴다. 이러한 섬유 복합체 층에 섬유는 원주방향으로 연장된다. 일측부 2에서 감김 5를 유지하기 위해서, 힘 전달 부재 1에 칼라 7이 원주방햐으로 연장되는 칼라 7이 마련되고, 칼라 7은 재질적 결합에 의해서 힘 전달 부재 1에 접착된다. 도 1에서 예시된 바와 같이, 보호층은 유리 섬유 가닥 11의 형태로 제공되는데, 유리 섬유 가닥 11은 타이 로드 12의 외주면에 나선형으로 연장된다.
탄소 섬유 복합체 물질 3은 힘 전달 부재 1의 철에 기초한 물질과 달리 음극성을 띄기 때문에, 전기적으로 절연된 유리 섬유 복합체 층 10은 접촉에 의한 부식 을 막기 위해서 힘 전달 부재 1과 탄소 섬유 복합체 물질 3 사이의 맞닿는 면 3b에 제공된다.
본 발명에서 제안된 바처럼, 힘 전달 어셈블리는 힘 전달 부재 1을 플라스틱 튜브 13에 의해서 코어 6의 끝에 고정을 하고, 힘 전달 부재 1 또는 코어 6을 접착하는 것에 의해 만들어질 수 있다. 플라스틱 튜브 13은 구성요소의 길이를 결정하는 수단으로 사용될 수 있다. 방사방향은 물론 축방향으로 작은 압력의 힘이 타이 로드 12에 적용될 때에도 코어 6을 결합하여 안정성을 향상시킬 수 있다. 타이 로드 12의 다른 층 3, 8, 9, 10은 코어 6의 외주면에 차례로 설치되고, 감는 방식에 의해서 힘 전달 부재 1의 일측부 2의 외주면에 설치된다. 도 1에 도시되어 있지는 않지만 감는 기능이 수행될 필요가 있을 때, 힘 전달 부재 1의 우측의 외주면에 마련된 노브는 코어 6과 힘 전달 부재 1을 회전시키는 데 사용된다. 개별적인 층들이 적용되었을 때에, 힘 전달 부재 1과 타이 로드 12 사이에 맞춤 결합을 유지하기 위해서, 일측부 2인 타이 로드 12의 일단에 감기가 적용된다. 개별적인 섬유 복합체 층이 경화되면, 일측부 2를 넘도록 연장되는 타이 로드 12의 물질은 기계적인 요인으로 잘릴수 있고, 칼라 7은 힘 전달 부재 1로 밀려서 그것에 접착된다. 따라서 감기는 부분 5는 일측부 2에 위치하고, 칼라 7에 의해서 지지된다. 영향에 대한 부가적인 보호가 타이 로드 12의 외주면에 나선형으로 감긴 유리 섬유 가닥 11의 형태로 제공된다.
힘 전달 부재 1과 타이 로드 12가 작동하는 동안에 미끄러짐을 방지하기 위해서, 본 발명에 의해서 제안된 힘 전달 어셈블리가 마련된 타이 로드 12는 1800 kN의 시험 하중 아래에서 인장될 수 있고, 타이 로드 12의 일반적인 하중은 1300 kN이다.
타이 로드 12는 길이가 12,000mm이고, 지름이 120mm이고, 벽 두께가 10mm를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제안된 힘 전달 부재를 구비한 타이 로드 일단의 축방향 단면도.
Claims (14)
- 힘 전달 부재(1)를 포함하는 합성 섬유 타이 로드를 이용한 힘 전달 어셈블리에 있어서,상기 힘 전달 부재의 횡단면은 일측부(2)에서 타이로드(12)로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼져서, 힘 전달 부재(1)가 일측부(2)를 둘러싸는 타이 로드(12)의 일단(4)에서 일측부(2)에 맞춤 결합을 하고,상기 힘 전달 부재(1)는 힘을 전달하기 위해서 속이 빈 형태의 타이 로드(12)를 넘어가도록 연장되는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항에 있어서,힘 전달 부재는 속이 빈 형태의 타이 로드(12)의 외측에 마련된 힘 전달 영역(14),속이 빈 형태의 타이 로드(12)의 내측에 마련된 테이퍼진 일측부(2)가 조합된 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,타이 로드(12)는 타이 로드(12)와 힘 전달 부재(1)가 서로 방사상으로 배치되는 부분에서 감음(winding)이 이루어지고, 특히 섬유 복합체(5)가 감기는데,섬유 복합체(5)의 섬유의 방향은 원주방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,힘 전달 부재(1)의 일측부(2)와 타이 로드(12)는 축을 중심으로 대칭인 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,타이 로드(12)는 힘 전달 부재(1), 특히 힘 전달 부재(1)의 일측부(2)에 일렬 배열로 놓이는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,힘 전달 부재(1)의 일측부(2)는 원뿔 형상으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,타이 로드(12)의 내주면(3a)의 횡단면 기울기는 일측부(2), 특히 타이 로드(12)를 마주보는 일측부(2)의 일단(2a)에서 급격히 변하는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,원통형 코어(6)는 타이 로드(12)를 마주보는 일측부(2)의 일단(2a)에 맞닿는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,타이 로드(12)는 여러 개의 선호되는 방향으로 연장되는 섬유로 이루어진 섬유 복합체가 감겨지는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,힘 전달 부재(1)의 원주방향으로 연장되는 칼라(7)을 더 포함하고,칼라(7)는 섬유 복합체(5)에 축방향으로 지지되어, 힘 전달 부재(1)에 결합되는 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,힘 전달 부재(1)는 철에 기반한 물질, 특히 스틸로 이루어지고, 타이 로드(12)는 탄소 섬유 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 힘 전달 어셈블리.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,- 구리에 기반한 물질을 포함하고, 특히 타이 로드(12)의 외주면에 인접한 층(8),- 유리 섬유 복합체를 포함하고, 특히 타이 로드(12)의 외주면에 위치하는 제1층(9)유리 섬유 복합체를 포함하고, 특히 타이 로드(12)와 힘 전달 부재(1) 사이에 맞닿는 면(3b)에 위치하는 제2층(10),- 유리 섬유 복합체로 이루어지고, 타이 로드(12)의 외주면에 위치하는 가닥(11)을 포함하는 감음(winding),중에 하나를 더 포함하는 힘 전달 어셈블리.
- 타이 로드(12)로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼진 힘 전달 부재(12)의 일측부(2)에서 타이 로드(12)에 맞춤 결합되는 힘 전달 부재(1)을 포함하는 합성 섬유 타이 로드(12)를 이용한 힘 전달 어셈블리를 생산하는 방법.
- 제13항에 있어서,- 중심 연결 튜브(13)에 의해서 코어(6)의 일단(4)에 힘 전달 부재(1)을 고정,- 속이 빈 형태의 탄소 섬유 복합체를 포함하는 타이 로드(12)가 유리 섬유 복합체, 구리에 기반한 물질로 이루어진 다양한 층(8, 9, 10)을 구비하면서 코어(6)와 힘 전달 부재(1)의 일부의 주위에는 섬유 복합체를 감음,- 타이 로드(12)가 힘 전달 부재(1)을 방사방향으로 감싸는 영역에서 타이 로드(12)에 합성 섬유 물질(5)을 감는 과정,- 감겨진 물질(3, 5, 8, 9, 10)을 경화,- 일측부(2)를 넘어서 연장된 타이 로드(12)의 감긴 물질(3, 5, 8, 9, 10)을 제거,- 힘 전달 부재(1)에 칼라(7)을 설치,- 타이 로드(12) 주변에 나선형상으로 유리 섬유 복합체의 가닥(11)을 감아서 보호층을 형성,- 1300kN이상, 특히 1700kN이상의 시험 하중하에서 힘 전달 어셈블리를 가진 타이 로드(12)를 인장하는각각의 단계 중에 하나 또는 그 이상을 포함하는 힘 전달 어셈블리를 생산하는 방법.
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