KR20180118066A

KR20180118066A - 크레인과 같은 호이스팅 장비용 고강도 섬유 로프

Info

Publication number: KR20180118066A
Application number: KR1020180045348A
Authority: KR
Inventors: 피터 발딩거; 로버트 트랙슬; 군터 카이저; 루돌프 키르스; 베조른 에른스트; 에리히 뢰흐르뇌즐
Original assignee: 퇴펠베르게르 피베르 로페 게엠베하
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2018-10-30
Also published as: EP3392404A1; KR102092145B1; US20180305865A1; US10808355B2

Abstract

로프 코어 및 시각적 마모를 표시하는 외장을 포함하는 고강도 섬유 로프(1)가 개시된다. 외장은 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛(3, 4)으로 구성된 외장층(2)을 포함한다. 최외 외장층(2)이 제공되며, 제1 계층 레벨의 상기 최외 외장층의 직물 서브유닛들(3, 4)은 그들의 직물 구조의 관점에서 서로 상이하고, 및/또는 최외 외장층 및 상기 최외 외장층 아래의 추가 외장층이 제공되며, 상기 최외 외장층의 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛들은 그들의 직물 구조에 있어서 상기 추가 외장층의 직물 구조와 상이하다. 로프의 최하위 계층 레벨의 직물 서브유닛들은 최외 외장층 및 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층 내의 수지 매트릭스로 분산되지 않는다.

Description

크레인과 같은 호이스팅 장비용 고강도 섬유 로프{HIGH-STRENGTH FIBRE ROPE FOR HOISTING EQUIPMENT SUCH AS CRANES}

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른, 고강도 합성 섬유를 포함하는 로프 코어 및 로프 코어를 둘러싸고 시각적 마모를 표시하는 외장(sheathing)을 포함하는, 크레인과 같은 호이스팅 장비용의 고강도 섬유 로프에 관한 것이다.

꽤 오랜 기간 동안, 호이스팅 기술 및 특히 크레인 분야에서 종래의 무거운 강철 로프를, 예컨대, 아라미드 섬유(HMPA), 아라미드/카본 섬유 혼합사, 하이 모듈러스 폴리에틸렌 섬유(HMPE: high modulus polyethylene fibre), 또는 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸) 섬유(PBO)와 같은 고강도 합성 섬유로 만들어졌거나 또는 적어도 이러한 섬유를 포함하는 고강도 섬유 로프로 대체하기 위한 시도가 이루어져 왔다. 파단 강도(breaking strength)가 거의 동일하며 비슷한 지름을 가지는 강철 로프에 비해 최대 80%의 중량 감소로 인해, 부하 용량에 고려되어야 할 로프의 사중(dead weight)이 상당히 더 작아지므로, 부하 용량 또는 허용 가능한 리프팅 용량은 증가될 수 있다. 특히, 높은 리프트 높이를 갖는 크레인 또는 높은 리빙 수(high reeving number)의 도르레를 갖는 붐 또는 타워 시프팅 장비의 경우에, 로프 길이가 상당하고 그에 따른 대응하는 로프 중량을 갖기 때문에, 고강도 섬유 로프로 인해 실현 가능해진 무게 감소는 매우 유리하다. 섬유 로프 자체의 무게 이점과 더불어, 섬유 로프의 사용은 또한 다른 구성요소의 중량 감소를 가능하게 한다. 예를 들어, 로프 구동장치 내에서 섬유 로프의 로프 장력에 대하여 더 낮은 로드 후크 중량으로도 충분하기 때문에 더 가벼운 디자인의 로드 후크가 가능할 수 있다. 다른 한편, 합성 섬유 로프의 우수한 유연성은 더 작은 굴곡 반경 및 더 작은 로프 시브(sheave) 또는 크레인 상의 롤(roll)을 가능하게 하며, 이는 특히 크레인 붐의 분야에서 추가적인 무게 감소를 야기하여 대형 크레인 활동의 경우에 상당한 부하 토크의 증가 및 최대 부하 용량의 증가가 달성될 수 있다.

앞서 언급한 중량 이점과 더불어, 합성 섬유 로프를 갖는 로프 구동장치는 상당히 더 긴 서비스 수명, 취급의 용이함, 및 우수한 유연성 뿐만 아니라 강철 로프에서 필요했던 로프 윤활이 생략될 수 있다는 점을 특징으로 할 수 있다. 전체적으로, 이러한 방식으로 향상된 장치 가용성이 달성될 수 있다.

강철 로프와 마찬가지로, 고강도 섬유 로프는 마모 부품으로서, 더 작동할 시에 더 이상 요구되는 안정성을 제공할 수 없을 정도로 그 상태가 악화되면 교체되어야 한다. 이러한 상태는 흔히 교체 마모 상태라 불린다. 그러나, 이러한 고강도 섬유 로프와 관련된 한가지 어려움은 교체 마모 상태의 정확하고 신뢰성 있는 예측에 있다. 종래의 강철 로프에서는, 교체 마모 상태가 ISO 표준 4309에 규정된 검사 동안의 조치 과정 및 테스팅의 범위로 로프의 상태를 검사함으로써 매우 쉽게 판정될 수 있다. 이 프로세스에서, 주안점은 기본적으로 로프의 특정 측정 길이에 걸친 와이어 파열(fracture)의 수, 로프 직경의 감소, 및 스트랜드(strand) 파열에 관한 것이다. 그러나, 상기 측정 방법은 고강도 섬유 로프에서 교체 마모 상태를 검출하는 데에는 적합하지 않은데, 이는 채용된 합성 섬유가 강철 와이어 스트랜드와 동일한 행동을 나타내지 않기 때문이다. 특히, 고강도 섬유 로프에서는, 종종 점진적으로 인식될 수 있는 임의의 이미 존재하는 손상없이 갑작스러운 파손 또는 교체 마모 상태의 개시가 발생하는데, 이는 강철 로프에서와는 달리, 빈번하게 개별 섬유가 끊어져 점진적으로 펼쳐지는 것이 아니라, 종종 여러 개의 섬유 가닥들이 동시에 끊어지기 때문이다.

문헌 DE 20 2009 014 031 U1에는, 합성 섬유로 만들어진 고강도 섬유 로프가 공지되어 있는데, 여기서 로프 코어는 로프 코어와 상이한 색상의 외장과 함께 제공되며, 외장 자체도 상이한 색상의 상이한 외장층들을 가진다. 이러한 다색 염색 덕분에, 바깥 층의 마모로 인해 다른 색상의 아래에 놓인 층 또는 심지어 로프 코어가 드러날 때 이를 더 쉽게 파악할 수 있어야 한다. 그러나, 실제로는, 이러한 색상 지표 기능은 그 자체로는 합리적이지만, 고강도 합성 섬유의 특징으로 인해, 외장이 갑자기 한꺼번에 파손되는 경향이 있어 로프의 교체 마모 상태를 신뢰성 있게 그리고 제때 미리 판정하는 것이 어렵다는 단점을 가진다.

EP 1 930 497 A 및 EP 1 930 496 A는 로프의 하중 지지 스트랜드 또는 섬유보다 낮은 내마모성을 나타내는 전기 도전성 지표 섬유의 사용을 개시한다. 이 지표 섬유가 손상되거나 끊어지면, 이것은 전도도 측정에 의해 판정될 수 있다. 이러한 접근법은 부가적인 전도도 측정 및 그것과 관련된 전원, 전도도 계측기, 지표 섬유에 대한 연결점과 같은 필수적인 기술 인프라구조를 필요로 한다는 단점이 있다.

DE 20 2013 101 326 U1에는, 전기 전도성 센서 실(thread)의 사용이 공지되어 있는데 상기와 동일한 단점을 가진다.

마찬가지로, 로프의 상태에 대한 평가 기준으로서 뿐만 아니라 교체 마모 상태의 예측으로서 서비스 수명 전체에 걸쳐 로프의 연신율(elongation)을 이용하고, 예컨대, EP 0 731 209 A 및 EP 2 002 051 A로부터의 다양한 방식으로 판정하는 방법이 공지되어 있다. 후자의 문헌에서는, 코어/외장 로프의 외장에 마크(예컨대, 다른 색상의 재료의 편조된 마름모(braided rhombus))가 제공되는데, 이러한 마크에 의해 로프의 연신율 또는 비틀림이 검출될 수 있다.

WO 2003/054290 A1은 강자성 재료를 제안하며, 이 강자성 재료에 의해 로프의 국부적인 손상도 검출 가능한 것으로 되어 있다.

WO 2012/162556는 하나 또는 선택사항으로 여러 개의 외장층을 갖는 로프를 개시하며, 여기서 적어도 하나의 외장층 내의 섬유 스트랜드를 형성하는 섬유는 섬유 다발 및 겹쳐진(plied) 꼬아지지 않은 얀의 형태로 수지 매트릭스 내에서 분산되어 제공된다. 수지 매트릭스는 섬유의 특성을 변화시키고 마모로부터 섬유를 보호한다. 또한, WO 2012/162556에서는 로프의 교체 마모 상태를 나타내기 위해, 전기 또는 광 신호를 전송할 수 있는 지표 섬유가 제안되어 있다.

다른 종래기술은 US 2003/111298, JP 2001/192183, WO 2004/029343, US 2005/226584, EP 1 905 892, WO 2015/139842, EP 1 530 040, US 2003/06225, US 2003/06226, JP H10 318741, DE 22 22 312 A 및 US 6 321 520 B1에 공지되어 있다.

하나의 로프 내에서 다양한 연신 행동을 갖는 섬유의 사용이 DE 24 55 273 B2에 서술되어 있고, 로프의 모든 스트랜드 층은 마모를 표시할 목적이 아니라 하중을 책임질 목적에 알맞는 것으로 되어 있다.

US 7,127,878 B1에는, 상이한 인장 강도의 적어도 두 재료로 만들어진 로프가 서술되어 있는데, 여기서 제1 재료는 정상 동작 중에 인장 부하를 책임진다. 로프가 인장 과부하를 받는 경우, 제2 재료는 제1 재료로부터 인장 부하를 인계하여 로프 전체의 파손을 방지한다. 그러나, 특히 로프가 시브 위로 구부러져 있는 로프 구동장치 내에서는 마모에 의해 야기된 교체 마모 상태의 검출은 그 영향을 받지 못한다.

이와 대조적으로, 본 발명은 종래 기술의 단점을 회피하고, 종래 기술을 유리한 방식으로 더 발전시킨 향상된 고강도 섬유 로프를 제공하려는 목적을 기초로 한다. 특히, 섬유 로프의 안정성을 손상시키지 않으면서 간단함에도 불구하고 교체 마모 상태의 신뢰성 있고 정확한 판정 및 상당히 긴 사용 기간이 가능하여야 한다.

본 발명에 따라, 앞서 언급한 목적은 청구항 제1항에 따른 고강도 섬유 로프에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 내용을 구성한다.

본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장은 서로 편조된, 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들로 구성된 적어도 하나의 편조 외장층을 포함하고, 선택사항으로 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛들의 일부는 제2 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들을 포함하고, 또한 선택사항으로 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛은 제3 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들을 포함한다.

명료함을 위해, 이하에서는, 제1 계층 레벨의 서브유닛을 1TUE로 약술하고, 제2 계층 레벨의 서브유닛을 2TUE로 약술하고, 제3 계층 레벨의 서브유닛을 3TUE로 약술한다.

적어도 2개의 1TUE는, 예컨대, 서로 편조된, 스트랜드, 소형 로프, 노끈(twine), 코드, 리본 및/또는 얀(yarn)의 형태로 제공될 수 있다. 1TUE의 구성에 따라, 이들은 적어도 2개의, 바람직하게는 여러 개의 2TUE로 만들어질 수 있고, 이 2TUE는 연사(twist), 편조, 기계편물, 편물 또는 직조되거나, 및/또는 본질적으로 평행하게 배치된 것이다. 예를 들어, 스트랜드 또는 소형 로프의 형태로 제공된 1TUE는 그 자체가 여러 가닥의 노끈, 코드, 리본, 및/또는 얀으로 만들어질 수 있다.

이에 상응하여, 2TUE의 구성에 따라, 이들은 적어도 2개의, 바람직하게는 여러 개의 3TUE로 만들어질 수 있고, 이 3TUE는 연사, 편조, 기계편물, 편물 또는 직조되거나, 및/또는 본질적으로 평행하게 배치된 것이다. 예를 들어, 소형 로프, 노끈, 코드, 또는 리본의 형태로 제공된 2TUE는 그 자체가 3TUE를 구성하는 여러 가닥의 얀으로부터 만들어질 수 있다.

본 발명의 목적을 위해, 특히 겹친, 즉, 꼬아지지 않은 얀 형태의 직물 서브유닛을 형성하기 위해 사용되는 섬유 다발은 본 발명에 따른 로프의 최하위 계층 레벨로 정의된다.

본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장은 오직 최외층에 의해서만 형성될 수도 있고, 또는 최외층과 최외층 아래에 배치된 추가 외장층에 의해 형성될 수도 있다. 따라서, 추가 외장층은 로프 코어와 최외 외장층 사이에 배치되며, 추가 외장층은 로프 코어를 완전히 둘러쌀 수도 있고 또는 부분적으로만 둘러쌀 수도 있다.

최외 외장층 및 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층을 갖는 외장에서, 추가 외장층은 최외 외장층 바로 아래에 배치될 수도 있고, 또는 하나 또는 여러 개의 특히 빠르게 마모되는 분리층(들)에 의해 상기 층으로부터 분리되어 최외 외장층 아래에 배치될 수도 있다. 예컨대, 분리층은 합성 재료로 만들어진 얇은 필름일 수 있다.

로프의 최하위 계층 레벨의 직물 서브유닛은 WO 2012/162556에 제공된 바와 같이, 최외 외장층 내의 수지 매트릭스로 분산되지 않고 및 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층 내의 수지 매트릭스로도 분산되지 않는다.

바람직하게는, 로프의 모든 직물 서브유닛은 본질적으로 직물 섬유 재료로 구성된다. 이것은 로프의 직물 서브유닛이 수지 매트릭스로 분산되지 않음을 의미한다. 그러나, 이것이 선택사항으로서 오직 서브유닛의 표면상에만 함침(impregnation)이 존재하는 것을 배제하는 의미는 아니다(아래 참조).

최외층의 1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE는 그들의 직물 구조의 관점에서 서로 상이하며, 그로 인해 상이한 내마모성을 나타낸다.

1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE의 "직물 구조"는 일반적으로 서브유닛 또는 그들이 기초로 하는 각각의 서브유닛의 직물 배열 및 구성으로 이해된다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "직물 구조"는 로프를 구성하기 위해 사용된 재료, 즉, 합성 섬유의 특성, 예컨대, 그들의 화학적 성질, 섬도(두께), 마모 및/또는 인장 강도 및/또는 굽힘 피로를 포함하는 것은 아니다.

그러나, 서브유닛의 구체적인 구성과는 별도로, 예컨대, 함침 또는 보강물의 존재와 같은 서브유닛의 직물 파라미터는 "직물 구조"에 포함된다.

본 발명에 따라 제공된 직물 서브유닛의 다양한 직물 구조는 각각의 경우에 사용되는 섬유 재료의 특성과 무관하게 서브유닛의 상이한 내마모성을 야기한다. 그러므로, 상이한 구조의 직물 서브유닛은 그들이 마모 촉진 영향에 의해 균일하게 충격을 받더라도 상이하게 마모된다. 그 결과, 변형에 따른 외장의 다양한 변화가 일어나고 이는 시각적으로 검출 가능하다. 본 발명에 따라, 코어/외장 로프의 외장의 내마모성은 채용된 합성 섬유에 대하여 사용된 재료의 특성에 의해서라기 보다는, 1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE의 직물 구조의 변화에 의해 주로 변하게 된다.

유리하게도, 1TUE 및 제공된다면 2TUE는 아래의 특성 중 적어도 하나에 있어서 그들의 구조의 관점에서 서로 상이하다.

- 구성 방식:

서브유닛의 구성을 위해 가능한 방식으로서, 연사, 편조, 기계편물, 편물, 직조, 또는 각각의 서브유닛을 나란히 평행하게 형성하도록 하위 계층 레벨의 서브유닛을 가이드하는 것 등이 언급될 수 있다. 예를 들어, 1TUE는 서로 편조, 연사, 기계편물, 편물, 직조, 및/또는 나란히 평행하게 가이드된, 적어도 2개의, 특히, 여러 개의 2TUE에 의해 구성될 수 있다. 제2 1TUE는 제1 1TUE와 상이한 구성을 가질 수 있다. 즉, 2TUE는 제1 1TUE에서와 상이하게 구성된 상태로 제2 1TUE에 제공된다. 이것은 한 계층 레벨 아래에도 유사하게 적용된다. 즉, 2TUE들은 각각의 3TUE로부터 상이하게 구성될 수 있다.

- 구성의 기술적 파라미터:

주어진 구성(예컨대, 편조 또는 연사)에서, "구성의 기술적 파라미터"는 특히 상기 구성의 내마모성에 영향을 주는 파라미터로 이해된다. 연사된 직물 서브유닛에 대한 기술적 파라미터는, 예컨대, 레이 각도(lay angle)이다. 편조된 직물 서브유닛에 대한 기술적 파라미터는, 예컨대, 편조각 또는 편조수이다. 편조수는 편조기에서 스트랜드 또는 노끈을 공급하는 보빈의 개수로 이해된다.

- 제공된다면, 1TUE 당 2TUE의 개수:

예를 들어, 직물 서브유닛은 동일한 구성이고 동일한 재료일 때 1TUE 당 2TUE의 개수가 더 많을수록 내마모성이 더 높을 수 있다. 따라서, 예컨대, 스트랜드에 의해 형성된 1TUE는, 예컨대, 그 스트랜드가 노끈에 의해 형성된 2TUE를 다른 1TUE보다 더 많이 가진다면 더 높은 내마모성을 가질 수 있다.

- 제공된다면, 2TUE 당 3TUE의 개수; 및

- 하나 또는 여러 개의 서브유닛 내의 함침의 존재 및/또는 유형 및/또는 정도:

함침으로 인해, 직물 서브유닛의 표면 경도 및/또는 그것의 표면 거칠기가 변경될 수 있다. 그러므로, 함침을 통해, 직물 서브유닛의 내마모성이, 예컨대, 필요에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 공지된 바와 같이, 함침은 폴리우레탄, 왁스, 실리콘 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 재료를 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, "함침"은 각각의 직물 서브유닛에 그 표면에만 함침 재료를 도포한다는 의미로 이해된다. 수지 매트릭스 내로의 직물 서브유닛의, 특히, 최하위 계층 레벨의 직물 서브유닛의 완전한 분산은 본 발명의 의미에서는 함침을 구성하지 않는다.

물론, 앞서 언급한 다양한 직물 구조의 가능성은 서로 결합될 수 있다.

상이한 계층 레벨의 직물 서브유닛의 다양한 구성의 예:

- 1TUE의 한 부분은 연사되고, 1TUE의 다른 부분은 편조된다.

- 1TUE는, 각각의 경우에, 연사되고, 1TUE의 한 부분에서의 꼬임 정도는 1TUE의 다른 부분에서의 꼬임 정도보다 크다. 이와 관련하여, 미터당 꼬임차는 바람직하게는 적어도 40T/m일 수 있다(즉, 예컨대, 서브유닛의 한 부분은 20T/m이고, 서브유닛의 다른 부분은 60T/m 이상이다).

상기 실시예에서, 로프의 제1 계층 레벨에서, 즉, 구체적으로 1TUE 자체의 구성 방식에서 그리고 1TUE의 구성에 대한 파라미터(예컨대, 꼬임의 정도)에서 상이한 구조가 제공된다.

아래의 실시예에서, 구조의 차이는 로프의 제2 계층 레벨, 즉, 2TUE 상에서 제공된다.

- 1TUE는 각각의 경우에 연사되고, 1TUE를 형성하기 위해 사용되는 2TUE의 꼬임 정도는 1TUE의 한 부분에서 1TUE의 다른 부분에서의 2TUE의 꼬임 정도보다 크다. 다시 말하자면, 미터당 꼬임차는 바람직하게는 적어도 40T/m일 수 있다.

- 1TUE는 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 복수의 2TUE로부터 형성되며, 여기서 2TUE는 1TUE의 한 부분에서는 편조되고, 2TUE는 1TUE의 다른 부분에서는 연사된다.

- 대안으로서 또는 부가적으로, 1TUE에서, 평행하게 서로 나란하게 배열된 2TUE의 한 부분은 연사되고, 다른 부분은 편조될 수 있으며, 여기서 각각의 연사된 2TUE 및 편조된 2TUE의 각각의 개수 또는 1TUE의 한 부분 내의 2TUE의 꼬임 정도 또는 편조각은 1TUE의 다른 부분의 것과 상이하다.

- 1TUE는 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 복수의 2TUE로부터 형성되며, 여기서 2TUE는 연사되고, 2TUE는 1TUE의 한 부분에서 1TUE의 다른 부분에서보다 더 강하게 연사된다.

다시 한번 말하자면, 모든 앞서 언급한 가능성들은 서로 결합될 수 있다.

다른 차이는 1TUE 또는 2TUE의 부분들 내의 함침 또는 보강물의 존재 또는 유형 및 정도를 포함한다.

직물 서브유닛의 직물 구조는 고강도 섬유 로프의 사용 기간에 걸쳐 발생하는 마멸(abrasion) 또는 고강도 섬유 로프의 사용 기간에 걸쳐 발생하는 마모 및 그로 인해 발생하는 외장의 시각적 변화를 기초로, 고강도 섬유 로프가 그것의 교체 마모 상태에 도달했는지 여부에 대한 신뢰할 수 있는 진술이 제공될 수 있도록 유리하게 선택된다. 대부분의 경우, 최외 외장층에 대한 손상은 본질적으로 부분적으로 그리고 점진적으로만 발생하므로, 점진적으로 증가하는 손상 스폿 및 그와 연관된 고강도 섬유 로프의 상이한 마모 상태를 기초로, 교체 마모 상태까지 남은 시간이 점진적으로 판정 가능하고 정량화 가능하다.

교체 마모 상태의 판정은 다양한 손상 정도의 로프의 참조 그림을 통해 또는 자격 있는 사람에 의한 경험에 근거한 육안 검사로서 수행될 수 있고, 그러므로 육안으로 판정 가능하다. 유리하게도, 자격 있는 사람은 추후 적용 가능할 때 교체 마모 상태를 판정하는데 사용하기 위해 발행한 손상을 분류하고, 그것을 기록된 형태로 문서화하고 모아둘 수 있다. 이와 마찬가지로, 교체 마모 상태의 판정은 카메라 시스템을 이용하여 외장을 시각적으로 탐지하기 위한 소프트웨어에 의해 유효화될 수 있다.

바람직하게는, 1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE의 직물 구조는 각각의 로프에 대하여 개별적으로 조절 및 판정된다. 이것은 각각의 로프에 대하여, 의도된 목적, 적용 위치 및 변형 유형에 맞게 개별적으로 조절된 신뢰할 수 있는 지표가 생성되고, 로프가 교체 마모 상태에 도달했는지 여부를 신속하고 직관적으로 판정할 수 있다는 점에서 유리하다.

최외층 및 최외층 아래에 배치된 추가 외장층을 포함하는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장을 통해, 1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE가 개별 층 내의 그들의 직물 구조와 관련하여 서로 상이할 뿐만 아니라 최외 외장층의 1TUE 및/또는 제공된다면 2TUE 또한 추가 외장층의 것과 그들의 직물 구조가 상이할 수 있어 유리하다.

예를 들어, 각각의 외장층이 직물 서브유닛의 상이한 직물 구조로 인한 마멸 및 마모에 대하여 특유의 안정성을 나타낼 수 있으며, 이러한 안정성은 각각의 외장층에서 부분적으로 상이한 손상 패턴을 야기하고 외장층이 상이한 속도로 마모되게 만든다. 예를 들어, 최외 외장층에서 시각적으로 볼 수 있는 마모는 교체 마모 상태에 곧 도달할 것임을 나타낼 수 있고, 한편 로프의 실제 교체 마모 상태는 추가 외장층이 시각적으로 볼 수 있을 정도로 마모된 경우에만 도달된다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 새로운 로프를 주문 및 제공하기 위해 대비할 충분한 시간을 확보할 수 있게 된다. 배송될 때까지, 로프는 여전히 더 사용할 수 있고, 이로써 로프가 여전히 사용가능한지 여부에 대한 신뢰할 수 있는 지표가 추가 외장층에 의해 만들어진다.

즉, 외장을 육안으로 평가함으로써 고강도 섬유 로프가 교체 마모 상태에 도달 한 시점이 확실하게 판정될 수 있도록 하는 방식으로, 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장의 내마모성이 외장의 직물 서브유닛의 직물 구조만 변경함으로써 고강도 섬유 로프의 서비스 수명에 따라 변경 및 조절될 수 있다.

또한, 다양한 합성 섬유가 외장의 내마모성을 변경하기 위해 직물 서브유닛에 사용될 수 있고, 그러므로 직물 서브유닛의 내마모성 간의 차이가 강화될 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장의 기초를 형성하는 합성 섬유는 HMPE 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아미드 섬유, PBO 섬유 및/또는 아라미드 및 카본 섬유의 혼합사일 수 있다.

뿐만 아니라, 추가 외장층이 외장에 존재한다면, 합성 섬유는 최외 외장층에 추가로 제공될 수 있고, 이 합성 섬유는 합성 섬유 섬도, 및/또는 마모(abrasion) 및/또는 인장 강도 및/또는 굽힘 피로 및/또는 합성 섬유 재료의 관점에서, 특히 추가 외장층의 모든 합성 섬유와 적어도 부분적으로 상이할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명에 따라 제공된 직물 서브유닛의 상이한 구조로 인한 상이한 내마모성의 정도는 재료 특성을 변경함으로써 훨씬 더 보강된다.

추가 외장층을 포함하는 외장을 갖는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프에서, 외장은 상이한 층 두께의 외장층 및/또는 층마다 상이한 두께를 갖는 합성 섬유를 가지면 유리하다. 상이한 두께의 합성 섬유를 사용함으로써, 예컨대, 직물 구조가 동일하거나 유사한 경우에도 층마다 상이한 손상 패턴이 얻어질 수 있다. 또한, 예를 들어, 바깥에서 안쪽으로 증가할 수 있는 상이한 치수의 층 두께를 이용함으로써, 더 깊게 파고드는 손상의 발생이 점점 더 어려워지고, 처음에는 교체 마모 상태에서 여전히 비교적 멀리 떨어진 사소한 손상만 발생할 것이며, 또한 최외층에서 먼저 발생하므로 쉽게 검출 가능함이 보장될 수 있다.

다양한 손상이 그 손상 정도가 작은 경우에도 쉽게 검출 가능하게 하기 위해, 상이한 내마모성을 나타내는 상이한 계층 레벨의 직물 서브유닛은 상이한 색상으로 염색될 수 있다. 또한, 최하위 계층 레벨의 직물 서브유닛을 형성하는 합성 섬유가 상이한 색상으로 염색될 수 있다.

최외 외장층 및 그 아래에 배치된 추가 외장층을 포함하는 외장을 갖는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프에서, 외장층은 상이한 색상으로 염색될 수 있다. 이러한 방식으로, 마모로 인한 외장에 대한 손상의 시각적 검출이 상당히 용이해지는데, 이는 최외 외장층이 마모되면, 그 아래에 놓인 추가 외장층이 상이한 색상 또는 색상 조합으로 보이게 되기 때문이다.

특히, 로프 코어 또한 외장과 상이한 색상, 특히, 외장의 추가 외장층 또는 최외 외장층과 상이한 색상을 가질 수 있고, 그로 인해 늦어도 외장이 완전히 마모되면 로프 코어의 상이한 색상이 보여진다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 외장은 로프 코어와 외측 외장층 사이에 서로의 상부에 배치되어 적어도 부분적으로 서로를 덮는 추가적인 다른 외장층을 포함할 수 있을 것으로 생각된다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프에서, 외장이 적어도 부분적으로 함침되거나, 최외 외장층 둘레에 보강재가 외장 둘레에 적어도 부분적으로 형성되거나, 및/또는 최외 외장층 둘레에 얇은 필름이 외장 둘레에 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

상기 설명에 따라 서술된 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프는 호이스팅 장비의 일부분으로서, 특히, 타워 선회 크레인, 텔레스코픽 크레인(telescopic crane), 부두 또는 선박 크레인과 같은 크레인에서 유리하게 사용된다. 바람직하게는, 크레인 호이스팅 로프 또는 크레임 붐 서스펜션 로프로서 구성된다.

바람직하게는, 로프의 외장은 부하를 받지 않도록 설계된다.

본 발명은 바람직한 예시적인 실시예 및 관련 도면에 기초하여 더욱 상세하게 설명된다. 도면에서,
도 1 내지 도 7은 각각 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 설계 변형예의 외장의 상세도를 도시한다. 여기서, 1TUE 각각은 우수한 가독성을 위해 하나의 편조 방향(여기서는 S)으로만 도시되어 있다. 이와 유사하게, 모든 설명은 제2 편조 방향(여기서는 Z)을 언급한다.

도 1 내지 도 7은 각각 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 설계 변형예의 외장의 상세도를 도시한다. 각각의 고강도 섬유 로프는 도 1 내지 도 7에 도시되지 않은 로프 코어 및 로프 코어를 둘러싸는 외장으로 만들어지며, 여기서, 외장은 상기 로프 코어를 직접 둘러싸도록 형성되거나, 선택사항으로서 중간층에 의해 로프 코어로부터 이격될 수도 있다. 로프 코어는 섬유 로프의 전체 인장 강도를 책임질 수 있다. 특히, 상기 외장은 섬유 로프의 바깥 외장을 형성할 수 있고, 특히 로프 코어에 대한 지지재 및 보호재로서만 역할한다. 외장은 편조된 1TUE로부터 만들어진 최외 외장층을 포함하고, 그로 인해 마름모 형상의 편조 패턴이 형성된다. 1TUE 및 제공된다면 2TUE는 그들의 직물 구조에 있어서 서로 상이하고, 이는 각 경우마다 상이한 서브유닛의 내마모성을 야기하며, 이로부터 로프의 마모 상태가 시각적으로 검출될 수 있다.

예시된 실시예 중 어떤 것도 외장층 중 하나에 최하위 계층 레벨의 TUE가 분산되는 수지 매트릭스가 제공된 것은 없다.

구체적으로:

- 도 1은 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(1)의 설계 변형예를 도시한다. 최외 외장층(2)은 (도시되지 않은) 노끈으로부터 연사된 소형 로프(3, 4)의 형태로 제공되는 서로 편조된 2개의 1TUE에 의해 형성된다. 그러므로, 소형 로프(3, 4)는 로프의 1TUE를 형성하고, 소형 로프를 연사하기 위해 사용된 노끈은 로프의 2TUE를 형성한다.

소형 로프(3)는 꼬임(X)을 가지고, 소형 로프(4)는 X와 상이한 꼬임(Y)을 가진다.

유리하게도, 소형 로프(3)의 꼬임(X)은 20T/m에 이르고, 소형 로프(4)의 꼬임(Y)은 60T/m 이상이 될 수 있다.

그러므로, 1TUE의 레벨에서 상이한 구조(여기서는 꼬임의 정도)가 제공된다.

소형 로프(3)의 기초를 형성하는 노끈의 합성 섬유는 소형 로프(4)의 기초를 형성하는 노끈의 합성 섬유와 동일한 재료로 형성될 수도 있고, 또는 상이한 재료로 형성될 수도 있다. 그러므로, 소형 로프(3)에 사용되는 합성 섬유는, 예컨대, 폴리에스터 섬유로 형성될 수 있고, 소형 로프(4)에 사용되는 합성 섬유는 HMPE 섬유로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 실시예의 대안으로서 또는 그에 부가하여, 소형 로프(3)를 형성하는 노끈은 함침될 수 있는 반면, 소형 로프(4)를 형성하는 노끈은 함침되지 않을 수 있다.

대안으로서 또는 부가적으로, 소형 로프(3)를 형성하는 노끈의 수가 소형 로프(4)를 형성하는 노끈의 수와 상이할 수 있다.

- 도 2는 본 발명에 따는 고강도 코어/외장 로프(5)의 다른 설계 변형예를 보여준다.

1TUE는 스트랜드(7 및 8)의 형태로 제공된다.

스트랜드(7 및 8)는 각각 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 여러 개의 2TUE로부터 만들어진다. 스트랜드(7 및 8)의 2TUE는 도 2에 더 도시되지 않은 연사된 노끈으로부터 만들어지고, 스트랜드(7)에서는 꼬임(X)이 나타나고, 스트랜드(8)에서는 X와 상이한 꼬임(Y)이 나타난다.

유리하게는, 꼬임(X)은 20T/m에 이르고, 꼬임(Y)은 60T/m 이상일 수 있다.

그러므로, 2TUE 레벨에서 상이한 구조(여기서는, 꼬임의 정도)가 제공된다. 물론, 이 특징은 도 1에 따른 실시예에 부가적으로 제공될 수도 있다.

또한, 상기 실시예의 대안으로서 또는 그에 부가하여, 스트랜드(7)를 형성하는 노끈의 개수가 스트랜드(8)를 형성하는 노끈의 개수와 상이할 수 있다.

- 도 3은 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(9)의 다른 설계 변형예를 도시한다. 최외 외장층(10)은 소형 로프(11) 및 소형 로프(12)의 형태로 서로 편조된 2개의 1TUE에 의해 형성된다.

소형 로프(11)는 여러 개의 노끈(2TUE)으로부터 연사된다.

소형 로프(12)는 여러 개의 노끈(2TUE)으로부터 편조된다.

그러므로, 소형 로프(11) 및 소형 로프(12)는 상이한 구성을 나타낸다.

다시 말하자면, 소형 로프(11)에 사용된 합성 섬유는 소형 로프(12)에 사용된 합성 섬유와 동일한 재료일 수도 있고, 또는 합성 섬유의 재료는 상이할 수도 있다. 그러므로, 소형 로프(11)에 사용된 합성 섬유는, 예컨대, PBO 섬유로 만들어질 수 있고, 소형 로프(12)에 사용된 합성 섬유는 아라미드 섬유로 만들어질 수 있다.

- 도 4는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(13)의 다른 설계 변형예를 도시한다. 최외 외장층(14)은 스트랜드(15 및 16)의 형태로 제공되는, 서로 편조된 2개의 1TUE(15 및 16)에 의해 만들어진다. 스트랜드(15 및 16)는 각각 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 여러 개의 2TUE로부터 만들어진다.

스트랜드(15)의 2TUE는 꼬임(X)을 가지도록 서로 연사된다.

스트랜드(16)의 2TUE는 서로 편조된다.

대안으로서, 1TUE(15 및 16)에서 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 2TUE의 한 부분은 연사될 수 있고, 2TUE의 다른 부분은 편조된 상태로 제공될 수 있으며, 여기서 연사된 2TUE와 편조된 2TUE의 각각의 개수 또는 1TUE의 한 부분에서의 2TUE의 꼬임 정도 또는 편조각은 1TUE의 다른 부분의 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 3개의 편조된 2TUE 및 2개의 연사된 2TUE가 1TUE(15) 내에 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 제공될 수 있고, 2개의 편조된 2TUE 및 3개의 연사된 2TUE가 1TUE(16) 내에 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 제공될 수 있다.

부가적으로 또는 대안으로서, 2TUE가 각각 상이한 개수의 3TUE로부터 만들어질 수 있다.

- 도 5는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(17)의 다른 설계 변형예를 도시한다. 최외 외장층(18)은 1TUE의 보빈 시퀀스가 상이하다는 점에서 도 4에 도시된 고강도 섬유 로프(13)의 최외 외장층과 상이하다.

도 1 내지 도 5에서, 상이한 구조를 갖는 2개의 서브유닛이 각각 도시되어 있다. 그 결과 최외 외장층의 마모는 두 단계로 진행되며, 이는 시각적으로 검출 가능하다.

- 도 6은 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(19)의 다른 설계 변형예를 도시한다. 고강도 섬유 로프(19)는 고강도 섬유 로프(19)가 그것의 최외 외장층(20) 내의 스트랜드(21)의 형태의 다른 1TUE를 가진다는 점에서 도 2에 도시된 고강도 섬유 로프(2)와 상이하다.

스트랜드(21)는 서로 편조된, 본질적으로 평행한 서로 나란하게 배열된 여러 개의 2TUE로 만들어진다.

그러므로, 이 실시예에 따른 로프는 2개의 스트랜드(7 및 8) 및 추가 스트랜드(21)를 포함하고, 스트랜드(7 및 8)의 2TUE들은 상이한 강도로 연사되고, 추가 스트랜드(21)의 2TUE들은 서로 편조된다. 이것은 3단계로 진행하며 시각적으로 검출 가능한 최외 외장층(20)의 마모를 야기한다.

스트랜드(21)에서 사용된 합성 섬유는 스트랜드(7 및 8)에서의 합성 섬유와 동일한 재료일 수도 있고, 또는 이들은 상이한 재료로 만들어질 수도 있다.

- 도 7는 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프(22)의 다른 설계 변형예를 도시한다. 최외 외장층(23)은 서로 편조된 4개의 1TUE에 의해 만들어진다. 1TUE는 스트랜드(24, 25, 26 및 27)에 의해 만들어진다.

스트랜드(24, 25, 26 및 27)는 각각 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배열된 여러 개의 2TUE를 가진다. 각각의 경우에 2TUE는 여러 개의 3TUE로 구성된 노끈으로 만들어진다. 3TUE는 얀으로 만들어진다. 스트랜드(24)의 노끈은 꼬임(X)을 가지도록 연사되고, 스트랜드(25)의 노끈은 편조각(A)으로 편조되고, 스트랜드(26)의 노끈은 X와 상이한 꼬임(Y)으로 연사되고, 스트랜드(27)의 노끈은 A와 상이한 편조각(B)으로 편조된다.

이로써, 시각적으로 검출 가능한 4단계 외장 마모 진행이 이루어진다.

이와 관련하여, 도 1 내지 도 7에 도시된 설계 변형예의 구현방법들이 임의의 바람직한 방식으로 서로 결합될 수 있으며 그로 인해 다른 설계 변형이 개발될 수 있음을 이해해야 한다.

또한, 도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명에 따른 고강도 섬유 로프의 설계 변형예의 외장이 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층을 가질 수 있으며, 이 추가 외장층은 서술된 최외 외장층 중 하나에 따라 구성될 수도 있고, 또는 상이한 직물 구조를 가진 상이한 개수의 1TUE 및/또는 선택사항으로 2TUE 및/또는 선택사항으로 3TUE를 나타낼 수 있음을 이해해야 한다.

또한, 외장층의 합성 섬유들이 그들의 두께와 관련하여 상이할 수 있고, 및/또는 외장층이 그들의 두께와 관련하여 상이할 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

고강도 합성 섬유 또는 스트랜드를 포함하는 로프 코어 및 로프 코어를 둘러싸고 시각적 마모를 표시하는 외장을 포함하는, 크레인과 같은 리프팅 장치용 고강도 섬유 로프(1)로서,
외장은 서로 편조된 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들(3, 4)으로 이루어진 적어도 하나의 외장층(2)을 포함하고, 선택사항으로 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛들(3, 4)의 일부는 제2 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들을 포함하고, 선택사항으로 제2 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛은 제3 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛들을 포함하고,
a) 최외 외장층(2)은 제1 계층 레벨의 상기 최외 외장층의 직물 서브유닛들(3, 4) 및/또는 제공된다면 제2 계층 레벨의 상기 최외 외장층의 직물 서브유닛들이 그들의 직물 구조의 관점에서 서로 상이하며, 그로 인해 상이한 내마모성을 나타내도록 제공되고,
그리고/또는
b) 최외 외장층 및 상기 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층이 제공되고, 상기 최외 외장층의 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛들 및/또는 제공된다면 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛들은 그 직물 구조가 상기 추가 외장층의 직물 구조와 상이하며, 그로 인해 상이한 내마모성을 나타내며, 로프의 최하위 계층 레벨의 직물 서브유닛들은 최외 외장층 내의 수지 매트릭스로 분산되지 않고, 최외 외장층 아래에 배치된 추가 외장층 내의 수지 매트릭스로도 분산되지 않는
것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(1).
제 1 항에 있어서, 제1 계층 레벨 및/또는 제공된다면 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛들(3, 4)은 다음 특성:
- 구성 방식;
- 구성의 기술적 파라미터, 특히, 편조각 및 레이각(lay angle);
- 제공된다면, 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛(3, 4)당 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛의 수;
- 제공된다면, 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛당 제3 계층 레벨의 직물 서브유닛의 수; 및
- 함침의 존재 및/또는 유형 및/또는 정도
중 적어도 하나에 있어서 그들의 직물 구조의 관점에서 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛 중 하나(12)는 편조되고, 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛 중 다른 하나(11)는 연사된 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(9).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛(3, 4)은 연사되고, 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛 중 하나(3)는 제1 계층 레벨의 적어도 2개의 직물 서브유닛 중 다른 하나(4)보다 더 강하게 연사된 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛(15, 16)의 적어도 일부는 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배치된 제2 계층 레벨의 복수의 서브유닛들로부터 만들어지고, 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛 중 적어도 하나는 편조되고, 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛 중 적어도 다른 하나는 연사된 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(13).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 계층 레벨의 직물 서브유닛(7, 8)의 적어도 일부는 본질적으로 평행하게 서로 나란하게 배치된 제2 계층 레벨의 복수의 서브유닛들로부터 만들어지고, 제2 계층 레벨의 직물 서브유닛의 적어도 일부는 연사되고, 제2 계층 레벨의 연사된 직물 서브유닛의 적어도 일부분은 제2 계층 레벨의 연사된 직물 서브유닛의 다른 부분보다 더 강하게 연사된 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프(5).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 외장에 추가 외장층이 존재한다면, 합성 섬유 섬도 및/또는 마모 및/또는 인장 강도 및/또는 합성 섬유 굽힘 피로 및/또는 합성 섬유 재료의 관점에서 적어도 추가 외장층의 합성 섬유들 중 일부와 상이한 합성 섬유가 최외 외장층에 제공되는 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 외장에 추가 외장층이 존재한다면, 외장은 상이한 층 두께의 외장층들 및/또는 층마다 상이한 두께를 갖는 합성 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 내마모성을 나타내는 직물 서브유닛들은 상이한 색상으로 염색된 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 로프 코어는 외장의 색상과 상이한 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 섬유 로프.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따라 구성된 고강도 섬유 로프(1)를 포함하는 호이스팅 장치, 특히, 타워 선회 크레인, 텔레스코픽(telescopic), 부두 또는 선박 크레인과 같은 크레인.
제 10 항에 있어서, 고강도 섬유 로프(1)는 크레인 호이스팅 로프 또는 크레인 붐 서스펜션 로프를 형성하는 것을 특징으로 하는 리프팅 장비.