KR20190026661A

KR20190026661A - 강 케이블

Info

Publication number: KR20190026661A
Application number: KR1020187035647A
Authority: KR
Inventors: 로버트 트락슬; 군터 카이저
Original assignee: 테우펠베르거 자일 게젤샤프트 엠베하
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2019-03-13
Also published as: CN109477295A; AT518541B1; US20190186073A1; EP3455402B1; KR102152868B1; AT518541A4; JP6773810B2; CN109477295B; US10633791B2; JP2019518145A; WO2017193149A1; EP3455402A1

Abstract

본 발명은 강 케이블(1, 11)에 관한 것이며, 이 강 케이블은 강 와이어들(2, 12) 및 적어도 하나의 광 도파관(3, 13)을 포함하며, 이 광 도파관은 강 와이어들(2, 12)에 의해 둘러싸이고 그리고 하중-의존형 케이블 변형률들(strains)을 검출하기 위해 제공되고, 그리고 플라스틱 케이싱(5, 15)에 의해 둘러싸이는 유리 섬유(4, 14)를 가지며, 여기서 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 적어도 강 와이어들(2'', 12'')은 광 도파관(3, 13)과 크림핑되고 그리고 그 케이싱 표면(M)에 맞닿아 영구적으로 가압되며, 이에 의해 광 도파관(3, 13)의 케이싱 표면(M)의 횡단면 형상은 하중을 받지 않는 형상, 특히 원형 형상으로부터 벗어나며, 그리고 광 도파관(3, 13)은 이 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들(2'', 12'') 사이에서 미끄러지지 않는 방식으로 길이 방향 연장부(Z)의 적어도 일부분을 따라 연속적으로 클램핑된다. 본 발명은, 또한, 이러한 유형의 강 케이블(1, 11)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

강 케이블

본 발명은 강 케이블(steel cable)에 관한 것이며, 이 강 케이블은 강 와이어들(steel wires) 및 적어도 하나의 광 도파관(light wave guide)을 가지며, 이 광 도파관은 강 와이어들에 의해 둘러싸이고 그리고 하중으로 유도되는 케이블 연신율들(load-induced cable elongations)을 검출하기 위해 제공되며, 이 광 도파관은 플라스틱 피복에 의해 둘러싸이는 유리 섬유를 포함한다.

본 발명은 또한 강 케이블을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 강 케이블은 강 와이어들 및 하중으로 유도되는 케이블 연신율들(load-induced cable elongations)을 검출하기 위해 제공되는 적어도 하나의 광 도파관을 가지며, 이 광 도파관은 플라스틱 피복(plastic sheath)에 의해 둘러싸이는 유리 섬유(glass fiber)를 포함한다.

내부에 고정되게 배열되는 광 도파관을 갖는 케이블들, 특히 또한 강 케이블들을 제공하는 것이 당 분야에서 공지되어 있으며, 이 광 도파관은 바람직하게는 상기 케이블이 인장 하중(tensile load)에 노출될 때의 케이블과 동일한 변형률(연신율)을 겪는다. 예를 들어, OTDR(optical time-domain reflectometry) 또는 OFDR(optical frequency-domain reflectometry)에서 적합한 공지된 측정 방법들이 광 도파관에서, 그리고 이에 따라 케이블에서 하중 상태들을 획득하는 데 사용되며, 그리고 이러한 측정 결과들은 케이블에서의 약점들, 예를 들어, 케이블 파손들, 또는 케이블의 폐기 기준을 추정하는 데 사용될 수 있다. 그 결과, 케이블은, 케이블이 고장나기 전에 제 시간에(in time) 대체될 수 있다. 광 도파관이 케이블에 미끄러지지 않는(slip-free) 방식으로 체결되는 것이 이러한 목적을 위해 필수적이다.

US 6,999,641 B2는, OTDR 또는 OFDR에 의해 케이블 연신율을 획득하고 그리고 잔여 케이블 서비스 수명을 추산하기 위해 플라스틱으로 제조된 광 도파관을 갖는 플라스틱 케이블을 개시한다. 광 도파관은 경질 플라스틱으로 제조되는 피복을 가지며, 이 피복은 하중을 받지 않는 상태에서 광 도파관을 변위가능하게 포함하는 한편, 케이블 상에 작용하는 축방향 힘은 피복이 피복 주위에 브레이딩되는(braided) 부가의 케이블에 의해 측방향으로 크림핑되게(crimped) 하여, 이에 의해 미끄러지지 않는 방식으로 광 도파관을 클램핑시킨다. 그 결과, 광 도파관은 케이블에 영구적으로 고정되지 않는다. 또한, 특별히 제공되는 브레이딩된 케이블은 케이블에 배열되며, 이 케이블은, 특히 긴 케이블들에서 복잡성, 제조 경비 및 그 비용들을 증가시킨다.

EP 0 538 779 A2는 튜브형 코어 로드(tubular core rod) 또는 코어 와이어(core wire)를 둘러싸는 수개의 와이어들에 의해 모니터링될 강 케이블을 개시하며, 여기서 연신율 또는 손상에 대해 케이블을 모니터링하기 위한 광 도파관이 배열된다. 광 도파관을 코어 와이어와 고정되게 연결시키기 위해, 이 광 도파관은 코어 와이어에 접착식으로(adhesively) 접합될 수 있다. 그러나, 접착제 접합 공정은 복잡하고, 그리고, 코어 와이어의 그리고, 특히, 케이블의 그 전체 길이 방향 연장부를 따라 광 도파관을 고정시키기 위해 특히 긴 케이블들에서 반드시 충분히 신뢰가능하지 않다.

US 5,182,779는, 예를 들어, 엘리베이터들을 위한 와이어 케이블의 연신율들을 획득하기 위한 측정 디바이스를 갖는 시스템을 개시한다. 예를 들어, 케이블은 평행한 와이어들을 가지며, 이 평행한 와이어들 사이에 유리 섬유가 수용된다. 평행한 와이어들은 또한 결합 요소들(binding elements)에 의해 권선된다(wound). 유사한 방식으로, 감싸진(encased) 유리 섬유는 케이블의 와이어들과 접착식으로 결합될 수 있다. 여기서, 광 도파관이 케이블의 길이 방향 연장부를 따라 신뢰가능하게 그리고 비용-효율적으로 고정될 수 있는지의 여부도 또한 의심스러울 수 있다.

EP 1 970 487 A2 및 GB 2 175 323 A는 신호 또는 데이터 전달을 위해 제공되는 광 도파관들을 갖는 와이어 케이블들을 설명한다.

본 발명의 목적은 이제, 가능한 한 신뢰가능하게 그리고 정확하게 케이블의 연신율(변형률)을 측정하기 위한 광 도파관을 포함하는, 처음에 나타나는 바와 같은 강 케이블을 생성하는 것이다. 특히, 케이블에서의 광 도파관의 배열은 케이블을 따라 높은 공간 해상도(spatial resolution)를 갖는 연신율 측정을 가능하게 할 수 있다. 이를 위해, 광 도파관은 케이블에 영구적으로 그리고 고정되게 고정될 수 있다.

추가적으로, 케이블의 비용-효율적인 제조 및 케이블에서의 광 도파관의 신뢰가능한 고정을 가능하게 하는, 처음에 나타나는 바와 같은 방법을 생성하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명은 제1 항에서 규정되는 바와 같은 강 케이블 및 제7 항에서 규정된 바와 같은 방법을 제공한다. 유리한 실시예들 및 추가의 개선들이 종속항들에서 나타난다.

본 발명은, 광 도파관에 가장 가까운 적어도 강 와이어들이 광 도파관과 크림핑되고(crimped) 그리고 광 도파관의 피복 표면에 맞닿게 영구적으로 가압되며, 그 결과 광 도파관의 피복 표면의 횡단면 형상이 하중을 받지 않는(unloaded) 형상, 특히 원형 형상으로부터 벗어나고, 그리고 광 도파관이 광 도파관의 길이 방향 연장부의 적어도 일부분을 따라 미끄러지지 않는(slip-free) 방식으로 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들 사이에 연속적으로 클램핑되는(clamped) 것을 제공한다. 강 케이블은 케이블 하중을 흡수하기 위한 강 와이어들을 포함하며, 이 강 케이블의 상태 및/또는 신뢰도는 광 도파관을 취하는(assume) 측정 공정에 의해 모니터링될 수 있으며, 이 강 와이어들은 광 도파관을 둘러싼다. 비록 절대적으로 필요한 것은 아니지만, 광 도파관이 케이블의 횡단면에서 볼 때의 케이블의 중간에 배열되고, 그리고 이에 따라 손상에 대해 특히 신뢰가능하게 보호되는 것이 여기서 유리하다. 상기 결과로서, 광 도파관에 유지력(retaining force)을 대칭으로 도입하는, 광 도파관을 둘러싸는 강 와이어들의 바람직한 대칭 배열과 함께, 광 도파관은 또한 반경 방향으로 본질적으로 균일한 방식으로 하중을 받는다. 광 도파관 자체는 도광체(light conducting body)로서 유리 섬유를 포함하며, 이에 의해, 케이블에 하중을 줌으로써 광 도파관 상에 배치되는 연신율의 특히 정확한 측정들을 가능하게 한다. 유리 섬유들은 레일리 산란(Rayleigh scattering) 또는 부릴루앙 산란(Brillouin scattering)의 원리에 기초한 연신율 측정들에 대해 특히 적합하다. 예를 들어, 유리 섬유를 따라 레일리 산란을 스캐닝하는(scanning) 것은 밀리미터 범위의 연신율 측정의 공간 해상도들, 및 이에 따라 케이블에서의 국부적 약점들(weak points) 또는 손상들, 예를 들어 와이어 파손들에 대한 특히 정확한 증거를 가능하게 한다. 유리 섬유는 손상에 대해 유리 섬유를 보호하기 위해 가요성 플라스틱 피복에 의해 둘러싸인다.

검출될 케이블 연신율들을 가능한 한 변화되지 않게 광 도파관으로 전달하기 위해, 광 도파관은 강 와이어들 사이에 본질적으로 변위불가능하게 수용된다. 이는, 적어도 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들이 광 도파관과 크림핑되고 그리고 광 도파관의 피복 표면에 맞닿게 영구적으로 가압된다는 점에서 성취된다. 물론, 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 맞닿게 접하는, 광 도파관으로부터 추가적으로 멀리 있는 강 와이어들이 광 도파관과 크림핑될 수 있고 그리고 이에 의해, 광 도파관의 피복 표면에 맞닿게 영구적으로 가압된다. 케이블은 크림핑에 의해 압축된다. 과도한 압력은, 특히 수백 미터 내지 수천 미터의 큰 케이블 길이들에 대해, 연신율을 획득하기 위해 제공되는 광 도파관에서의 광 신호들의 측정이 신뢰가능하게 수행될 수 없는 정도로 유리 섬유의 감쇠를 증가시킬 수 있다. 광 도파관이 한편으로는, 케이블에서 신뢰가능하게 유지되게, 그리고 유리 섬유가 다른 한편으로는 유리 섬유의 감쇠 특성들을 현저하게 저하시키지 않도록 단지 약간만 변형되게, 피복 표면 상에 작용하는 압력에 대한 값이 선택될 것이다. 압축 또는 크림핑의 정확하고 적절한 정도는, 특히, 사용된 재료들 및 유리 섬유의, 플라스틱 피복의 그리고 강 와이어들의 치수들뿐만 아니라, 케이블의 의도된 사용에 의존하고, 그리고 이에 따라 전문가에 의해 선택되어야 한다. 케이블 연신율을 획득하기 위해 강 와이어들과 크림핑하는데 유리 섬유만이 적합한 것이 아님이 주목된다. 특히, 유리 섬유 자체는 광 도파관의 신장을 유도하는 크림핑하는 동안뿐만 아니라 케이블 하중에 노출될 때 파손되지 않도록, 그의 길이 방향으로의 충분한 연신율 특성들을 가져야 한다.

크림핑의 결과로써, 광 도파관의 피복 표면의 횡단면 형상은 크림핑 영역에서 하중을 받지 않는 형상으로부터 벗어난다. 광 도파관의 피복 표면이 일반적으로 하중을 받지 않는 상태에서, 즉 강 와이어들과 크림핑되기 전에, 원형 횡단면을 가지기 때문에, 강 와이어들 사이에 고정되게 수용되는 광 도파관의 피복 표면은, 바람직하게는, 광 도파관의 전체 길이 방향 연장부에 따라 크림핑 영역에서 횡단면이 원형 형상으로부터 벗어난다. 특히, 피복 표면은 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들의 접촉 영역에서 평탄화되거나 압입될(impressed) 수 있다. 정확한 연신율 획득을 가능하게 하기 위해, 광 도파관은, 광 도파관의 길이 방향 연장부의 적어도 일부분을 따라, 특히 광 도파관의 전체 길이 방향 연장부를 따라, 모니터링될 케이블 섹션에서, 특히 또한 전체 케이블에서 광 도파관에 가장 가까운 케이블 섹션 강 와이어들과 크림핑된다. 그 결과, 광 도파관은 모니터링될 케이블 섹션에서 또는 전체 케이블에서 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들 사이에 미끄러지지 않는 방식으로, 즉, 변위불가능하게 연속적으로 클램핑된다. 여기서, 피복 표면 상에서 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 적용되는 압력은 광 도파관이 압력-끼워맞춤(force-fit)에 의해 케이블에 고정되는 것을 유발시킨다. 강 와이어들이, 적어도, 강 와이어들이 피복 표면에 맞닿게 놓이는 영역에서 피복 표면을 변형시키기 때문에, 광 도파관은 또한, 압력-끼워맞춤에 의해 케이블에 고정된다.

케이블 연신율이 강 케이블의 단지 하나의 섹션에서 가능한 한 정확하게 획득되는 것이 특정한 적용들에서 충분할 수 있는 것이 주목된다. 이러한 경우에, 예를 들어, 광 도파관은 강 케이블보다 더 낮은 길이 방향 연장부를 가질 수 있다. 또한, 광 도파관이 이러한 예에서, 케이블 연신율이 획득되어야 하는 섹션에서만 강 와이어들과 고정되게 그리고 영구적으로 클램핑되거나 크림핑될 수 있다. 어쨌든, 이러한 유형의 구조 설계가 본 발명의 구조 내에 있다. 그러나, 광 도파관이 강 케이블의 전체 길이 방향 연장부를 따라 크림핑되는 것이 특히 편리하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 광 도파관 및 적어도 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들은 케이블 가닥으로 연선된다. 케이블 브레이들로 강 와이어들을 연선시키는 것은 시브(sheave) 주위에서의 손상 없는 굽힘을 가능하게 하는데, 왜냐하면 와이어들의 나선 형상은, 와이어들이 상대적인 이동들의 형태로 필수적인 길이 보상을 도입하는 것을 허용하기 때문이다. 케이블들로 가닥들을 추가적으로 연선시키는 것은 이중의 나선 형상을 생성하며, 이는 단일 나선 형상을 갖는 나선 케이블에서의 경우보다 더 작은 굽힘 반경들을 가능하게 한다. 케이블의 모든 강 와이어들이 광 도파관을 갖는 케이블 가닥으로 연선되는 것이 아니라면, 잔여 강 와이어들은, 예를 들어 광 도파관을 포함하는 가닥을 갖는 나선 케이블을 형성할 수 있다.

광 도파관이 어떠한 손상도 없이 변형될 수 있거나 변형되는 튜브(이 튜브는 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 둘러싸임)로 미끄러지지 않는 방식으로 클램핑되는 것이 특히 유리하다. 튜브에 광 도파관을 배열시키는 것은 케이블의 제조를 간소화시키는데, 왜냐하면 광 도파관이 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들과 크림핑하기 전에 튜브에 변위가능하게 배열될 수 있고 그리고 크림핑을 통해 튜브에 오직 고정되기 때문이다. 튜브의 형상 및 재료를 적합하게 선택함으로써, 튜브의 케이싱 표면은 또한, 광 도파관의 플라스틱 피복의 더 큰 표면에 걸쳐 강 와이어들에 의해 튜브에 가해지는 반경 방향 힘을 분배하는 데 사용될 수 있고, 그리고 이에 의해 유리 섬유 상의 너무 높은 국부 압력(이 압력은 측정을 손상시킬 것임)을 방지한다. 또한, 튜브는 손상에 대한 부가의 보호를 광 도파관에 제공한다. 튜브는 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있고, 그리고 바람직하게는, 크림핑을 통해 소성 변형될(plastically deformed) 수 있어서, 탄성이 강 와이어들에 의해 가해지는 반경 방향 압축력들을 상쇄시키는 것을 방지한다.

강 와이어들을 갖는 광 도파관 또는 광 도파관을 포함하는 케이블 가닥이 연선된 케이블의 적어도 일부인 경우, 강 케이블은 유리하게는, 예를 들어, 엘리베이터 객실들(elevator cabins)과의 연결을 위해 롤러 주위에서 동작하는 케이블로서 사용될 수 있다. 연선된 케이블을 형성하기 위해, 본질적으로 모든 강 와이어들은 수개의 가닥들로 연선되며, 그리고 가닥들은 케이블로 연선된다. 그에 반해서, 나선 케이블로서 단지 하나의 가닥을 갖는 강 케이블들은 일반적으로, 어떠한 롤링 모션(rolling motion)에도 노출되지 않는 고정식 케이블로서 사용된다.

광 도파관의 그리고 이에 따라 강 케이블의 온도로 유도되는 연신율(변형율)과 하중으로 유도되는 연신율(변형율) 사이에서 구별할 수 있기 위해, 자신에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 안으로 클램핑되지 않는 적어도 광 도파관의 길이 방향으로 변위가능한 제2 광 도파관이 온도로 유도되는 케이블 연신율들을 획득하기 위해 강 와이어들 사이에 수용되는 것이 유리하게 제공될 수 있다. 따라서, 제2 광 도파관은 또한, 심지어 강 케이블이 적어도 부분적으로 크림핑된 사용 상태에 있는 경우에도, 강 케이블에 변위가능하게 배열된다. 작동가능하게 생성된 케이블 하중이 제2 광 도파관으로 전달되지 않기 때문에, 적합한 측정 공정들에 의해 획득된 광 도파관의 연신율들은 온도 영향으로 할당될 수 있다.

온도로 유도되는 케이블 연신율들(변형률들)을 획득하기 위해, 제2 광 도파관은 치수적으로 안정적인 튜브에 수용되고, 그리고 바람직하게는 플라스틱 피복에 의해 둘러싸이는 유리 섬유를 포함하는 것이 특히 유리하다. 특히 편리한 일 실시예에서, 제2 광 도파관은 크림핑 목적들을 위해 제공되는 광 도파관과 설계가 동일하다. 자신의 길이 방향으로의 제2 도파관의 이동성은 케이블 하중과 관계 없이 치수적으로 안정적인 튜브에 이 도파관을 수용함으로써 보장되며, 치수적으로 안정적인 튜브는, 튜브가 임의의 손상 없이 변형될 수 있는 광 도파관에서 크림핑되거나 클램핑되기 위한 튜브와 대조적으로, 제2 광 도파관이 안으로 클램핑될 때까지, 크림핑 공정에 의해 변형되지 않는다.

본 방법에 대해, 본 발명은, 광 도파관이 강 와이어들의 적어도 일부분과 그 길이 방향 연장부를 따라 연선되며, 그 후에, 광 도파관(3, 13) 및 광 도파관(3, 13)과 연선되는 강 와이어들(2, 12)이 서로 크림핑되고 그리고 이에 의해 광 도파관(3, 13)의 길이 방향 연장부(Z)에 대해 횡방향으로 작용하는 힘을 적용함으로써 광 도파관(3, 13)의 길이 방향 연장부(Z)의 적어도 일부분을 따라 압축되며, 그 결과, 광 도파관의 피복 표면이 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 영구적으로 변형되며, 그리고 광 도파관이 그 길이 방향 연장부의 적어도 부분을 따라 연속적으로, 미끄러지지 않는 방식으로 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들 중간에 클램핑되며, 그 후에, 광 도파관이 임의의 잔여 강 와이어들과 가능하게는 연선되는 것을 제공한다. 본 방법은 위의 설명에 따라 강 케이블을 제조하는 역할을 한다. 그 결과, 광 도파관은 강 와이어들의 적어도 일부분과 우선적으로 연선된다. 광 도파관이 이러한 강 와이어들의 중간에 배열되고 강 와이어들에 의해 대칭으로 둘러싸이는 것이 특히 유리하다. 광 도파관 및 이 광 도파관과 연선되는 강 와이어들은, 그 후, 함께 크림핑되고, 그리고 이에 의해 반경 방향으로, 즉, 횡방향으로 광 도파관의 길이 방향 연장부에 작용하는 힘을 가함으로써 압축된다. 크림핑 및 압축은 광 도파관의 길이 방향 연장부의 적어도 일부분을 따라 발생하지만, 바람직하게는 전체 광 도파관을 따라 그리고 전체 강 케이블을 따라 발생한다. 크림핑은, 광 도파관의 피복 표면이 영구적으로 변형되어지는 것, 특히 적어도 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 안으로 가압되어지는 것을 유발시키며, 그리고, 광 도파관은 그 길이 방향 연장부의 크림핑된 섹션을 따라 미끄러지지 않는 방식으로 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들 중간에 연속적으로 클램핑된다. 광 도파관이 강 케이블의 모든 강 와이어들과 연선되고, 크림핑되고 그리고 이에 의해 압축되지 않았다면, 광 도파관은 후속하여, 임의의 잔여 강 와이어들과 연선된다. 서로 연선되는 강 와이어들을 압축시키기 위한 방법들이 전문자들에게 공지되어 있기 때문에, 이는 본 명세서에서 더 상세히 논의될 필요가 없다. 특히, 전문자의 경험 분야는, 한편으로 강 와이어들 사이에 광 도파관을 고정되게 클램핑하도록, 그리고 다른 한편으로 이 측정을 수행하기 위해 이 강 와이어들이 광 도파관을 손상시키거나 그 흡광(light absorption)을 과도하게 증가시키는 것을 방지하도록, 압축 공정을 수행하는 것을 포함한다.

본 방법의 바람직한 일 실시예에서, 광 도파관 및 적어도 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들이 압축 전에 케이블 가닥으로 연선된다면 유리하다. 이는 광 도파관이 미끄러지지 않는 방식으로 강 케이블에 특히 신뢰가능하게 수용되는 것을 허용한다. 물론, 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들 그 이상의 강 와이어들이 케이블 가닥을 형성하기 위해 광 도파관과 연선될 수 있다.

강 케이블에 광 도파관을 특히 용이하게 수용할 수 있기 위해, 압축 전에, 광 도파관이 강 와이어들과 연선되고 손상 없이 변형될 수 있는 튜브에 길이 방향으로 변위가능한 방식으로 배열되는 것, 그리고 압축에 의해 미끄러지지 않는 방식으로 광 도파관을 둘러싸는 강 와이어들 사이의 튜브에 광 도파관을 클램핑하는 것이 유리하다. 그 결과, 광 도파관은, 튜브로 푸시됨으로써, 또는 광 도파관 옆에 튜브의 케이싱(casing)을 포지셔닝하고 그리고 그 후 광 도파관을 둘러싸는 튜브의 형태로 이 케이싱을 굽힘으로써 튜브에 우선적으로 수용된다. 그 후, 광 도파관을 포함하는 튜브는 강 케이블의 강 와이어들의 적어도 일부분과 연선되며, 그 후에, 튜브는 미끄러지지 않는 방식으로 튜브로 광 도파관을 클램핑하는 방식으로 연선된 강 와이어들과 압축된다.

광 도파관의 그리고 그에 따라 강 케이블의 온도로 유도되는 연신율(변형율)과 하중으로 유도되는 연신율(변형율) 사이에서 구별이 이루어지는 것을 허용하는 강 케이블을 비용-효율적으로 제조하는 목적들을 위해, 그 길이 방향으로 변위될 수 있고 그리고 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들에 의해 안으로 클램핑되지 않은 적어도 하나의 제2 광 도파관이 온도로 유도되는 케이블 연신율들을 획득하기 위해 강 와이어들과 연선되는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 제2 광 도파관은 강 와이어들과 크림핑되지 않는다. 물론, 하나 초과의 제2 광 도파관은 또한, 온도로 유도되는 케이블 연신율들을 획득하기 위해 강 케이블에서 길이 방향으로 변위가능하게 배열될 수 있다.

제2 광 도파관은 특히 유리하게는, 치수적으로 안정적인 튜브에 제2 광 도파관을 수용함으로써 강 케이블에 길이 방향으로 변위가능하게 배열될 수 있다. 치수적으로 안정적인 튜브는 강 케이블의 제조뿐만 아니라 그 작동 동안에 제2 광 도파관의 변위가능성(displaceability)을 보장한다. 제2 광 도파관은, 강 와이어들과 치수적으로 안정적인 튜브를 연선하기 전에 또는 그 후에 치수적으로 안정적인 튜브에 수용될 수 있다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 바람직한, 비제한적인 예시적인 실시예들을 기초로 하여 아래에서 훨씬 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 길이 방향 섹션에서 내부에 수용되는 광 도파관을 갖는 강 케이블의 간소화된 도면이다.
도 2는 수개의 가닥들(braids)을 가지는 강 케이블의 횡단면도이며, 하나의 가닥의 강 케이블은 튜브에 배열되는 광 도파관을 갖는다.
도 3은 도 2로부터의 튜브에 배열되는 광 도파관의 확대도이다.
도 4는 강 케이블의 강 와이어들을 갖는 도 2로부터의 튜브에서 배열되는 광 도파관의 확대도이며, 강 와이어들은 광 도파관에 가장 가깝다.
도 5는 수개의 가닥들을 가지는 강 케이블의 횡단면도이며, 여기서 가닥들은 도 2 상의 가닥들과 상이하게 설계되며, 여기서 하중으로 유도되는 연신율을 획득하기 위해, 하나의 가닥은 튜브에서 배열되는 광 도파관을 수용하며, 그리고 온도로 유도되는 연신율을 획득하기 위해, 제2 광 도파관은 다른 튜브에 배열된다.
도 6은 도 5로부터의 튜브들에 배열되는 광 도파관들의 확대도이다.

도 1은 강 와이어들(2)을 갖는 그리고 강 와이어들(2)에 의해 둘러싸이는 적어도 하나의 광 도파관(3)을 갖는 강 케이블(1)의 간소화된 도면을 제시하며, 적어도 하나의 광 도파관(3)은 강 케이블(1) 또는 강 와이어들(2)의 하중으로 유도되는 연신율들(변형률들)을 획득하기 위해 제공된다. 강 케이블(1) 및 광 도파관(3)은 불연속적으로(interruptedly) 도시되어서, 이들의 두께(D)와 비교하여 광 도파관(3) 및 강 케이블(1)의 전반적으로 큰 길이 방향 연장부(Z)를 상징한다. 강 케이블(1)로부터 돌출하는 광 도파관(3)이 강 케이블(1)의 일 단부(E)에서 도시되어서, 광 도파관(3)의 연신율들을 획득하기 위해 측정 디바이스(미도시)에 대한 연결을 위한 옵션을 생성한다.

도 2는 강 케이블(1)의 횡단면을 도시하며, 강 와이어들(2)은 수개의 가닥들로, 본 예에서, 7개의 가닥들(L1 내지 L7)로 연선된다. 그러므로, 강 케이블(1)은 연선된 케이블로서 설계되며, 이 연선된 케이블은 특히 러닝 케이블(running cable)로서, 예를 들어 엘리베이터 케이블로서의 적용들에 대해 적합하다. 그러나, 강 케이블(1)은 마찬가지로 또한, 도시되지 않은 일 실시예에서 나선 케이블(spiral cable)로서, 특히 모션 없는 케이블로서의 사용을 위해 설계될 수 있다. 가닥들(L1 내지 L7)의 수는 또한 도시된 수로부터 벗어날 수 있다. 가닥들(L1 내지 L7)에서 각각 바깥쪽으로 배열되는 강 와이어들(2')의 부분적으로 평탄화된 외부 표면(A)에 기초하여 또한 명백한 바와 같이, 가닥들(L1 내지 L7)은 설계에서 압축된다. 도시되지 않은 일 실시예에서, 강 케이블(1)은 또한, 단지 단일 압축된 가닥(L1)을 가질 수 있다. 가닥들(L1 내지 L7) 중 하나의 가닥, 바람직하게는, 중앙 가닥(L1)은 광 도파관(3)을 포함하며, 이 광 도파관은 마찬가지로 유리하게 가닥(L1)의 중간에 배열된다.

도 3으로부터 특히 명백한 바와 같이, 광 도파관(3)은 도광체, 본 발명에 따른 유리 섬유(4), 및 유리 섬유(4) 주위에 배열되는, 피복 표면(M)을 갖는 피복(케이싱(casing)), 특히 플라스틱 피복(5)을 포함한다. 광 도파관(3)은 튜브(6)에 수용되며, 여기서 중간 공간(7)은 플라스틱 피복(5), 특히 피복 표면(M)과 튜브(6) 사이에 유지되어서, 광 도파관(3)은 하중을 받지 않는 상태에서, 즉, 광 도파관(3) 또는 튜브(6)가 강 와이어들(2)과 크림핑되기(crimped) 전에, 튜브(6)에 변위가능하게 수용된다. 광 도파관(3) 및 유리하게는 또한 튜브(6)는 하중을 받지 않는 상태에서 원형 횡단면 형상을 갖는다. 원형 형상은 광 도파관(3) 또는 그 플라스틱 피복(5)의 종래의 비압축된 실시예를 나타낸다.

도 2는, 광 도파관(3)이 가닥(L1)의 강 와이어들(2)과 크림핑된 상태에서 가닥(L1)에서의 튜브(6)에 수용되는 광 도파관(3)을 도시한다. 그러므로, 광 도파관(3)은, 본 예시에서 모든 강 와이어들(2)과 함께, 광 도파관(3)에 가장 가까운 적어도 강 와이어들(2'')과 크림핑된다. 보다 작은 직경을 갖는 필러 와이어들(2''')은 광 도파관(3)에 가장 가까운 강 와이어들(2'')과 바깥쪽으로 배열된 강 와이어들(2') 사이에 제공되어서, 대체로, 가닥(L1)이 다른 가닥들(L2 내지 L7)과 함께 필러 와이어 다발들(filler wire strands)이 된다. 크림핑은 가닥(L1)의 잔여 강 와이어들(2)과 함께 광 도파관(3)에 가장 가까운 강 와이어들(2'')이 광 도파관(3)의 피복 표면(M)에 맞닿게 영구적으로 가압되는 것을 유발시키며, 그 결과 광 도파관(3)의 피복 표면(M)의 횡단 형상은 도 3 상에 묘사되는 하중을 받지 않는 형상, 특히 원형 형상으로부터 벗어난다. 결과로서, 광 도파관(3)은 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들(2'') 사이에서 연속적으로, 즉, 본질적으로 중단들 없이, 길이 방향 연장부(Z)의 크림핑된 부분을 따라, 특히 바람직하게는 전체 길이 방향 연장부(Z)를 따라 미끄러지지 않는 방식으로 클램핑된다.

광 도파관(3)의 피복 표면(M)의 변형뿐만 아니라 강 와이어들(2)과의 크림핑으로 인한 튜브(6)의 변형은 도 2 상에 도시된 가닥(L1)의 절취부를 도시하는 도 4로부터 특히 명백하게 식별될 수 있다. 튜브(6) 및 광 도파관(3)의 플라스틱 피복(5)은 접촉 영역들(B)에서 변형되며, 특히 평탄화되거나 압입되며, 이 접촉 영역들(B)에서 각각의 가장 가까운 강 와이어(2'')는 튜브(6) 및 광 도파관(3)에 맞닿아 접한다. 이러한 접촉 영역(B)에서, 중간 공간(7)의 크기는 영으로 감소되며, 그리고 가장 가까운 강 와이어들(2'')은 튜브(6)를 통해 광 도파관(3)에 맞닿게 가압해서, 강 케이블(1)에서 제자리에 광 도파관(3)을 고정되게 그리고 변위불가능하게 유지시킨다.

도 5는 강 와이어들(12)로 구성되는 가닥들(L11 내지 L17)을 갖는 강 케이블(11)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 외부 가닥들(L12 내지 L17)은 단지 개략적으로 표시되고, 그리고 도 2 상에서와 같이 요망되는 임의의 구성, 예를 들어 필러 가닥의 구성을 가질 수 있고, 그리고 필요하다면 압축될 수 있다. 중앙에 배열 가닥(L11)은 어떠한 경우에도 압축되며 그리고, 바람직하게는 중간에, 유리 섬유(14) 및 플라스틱 피복(15)을 갖는 광 도파관(13)을 포함한다(도 6을 또한 참조). 광 도파관(13)은 하중을 받지 않는(즉, 아직 압축되지 않은) 상태에서 중간 공간(17)(상세히 도시되지 않음)의 형성과 함께 튜브(16)에 변위가능하게 배열되고, 그리고 압축된 상태에서 미끄러지지 않는 방식으로 튜브(16)로 클램핑된다. 도 5 및 도 6은, 광 도파관(13) 및 튜브(16)가 광 도파관(13)에 가장 가까운 6개의 강 와이어들(12'')에 의해 둘러싸이고, 그리고 이러한 예시적인 실시예에서 이 강 와이어들(12'')과 크림핑되는 것을 명확하게 도시한다. 제2 광 도파관(18)은 필러 와이어들(12''') 중 하나의 필러 와이어 대신에 제공되고, 그리고 영구적으로 변위가능한 방식으로, 심지어 가닥(L11)의 압축된 상태로 치수적으로 안정적인 튜브(19)에 수용되어서, 강 케이블(11)의 온도로 유도되는 연신율들이 획득될 수 있다. 제2 광 도파관(18)은 유리 섬유(20) 및 플라스틱 피복(21)을 포함하고, 그리고 이 제2 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들(12'''')에 의해 안으로 클램핑되지 않는다.

Claims

강 케이블(steel cable)(1, 11)로서,
상기 강 케이블은 강 와이어들(steel wires)(2, 12) 및 적어도 하나의 광 도파관(light wave guide)(3, 13)을 가지며, 그리고 상기 광 도파관(3, 13)은 상기 강 와이어들(2, 12)에 의해 둘러싸이고 그리고 하중으로 유도되는 케이블 연신율들(load-induced cable elongations)을 검출하기 위해 제공되며, 상기 광 도파관(3, 13)은 플라스틱 피복(plastic sheath)(5, 15)에 의해 둘러싸이는 유리 섬유(4, 14)를 포함하고,
상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 적어도 강 와이어들(2'', 12'')은 상기 광 도파관(3, 13)과 크림핑되고(crimped) 그리고 상기 광 도파관의 피복 표면(M)에 맞닿게 영구적으로 가압되며, 그 결과 상기 광 도파관(3, 13)의 피복 표면(M)의 횡단면 형상은 하중을 받지 않는(unloaded) 형상, 특히 원형 형상으로부터 벗어나고, 그리고 상기 광 도파관(3, 13)은 상기 광 도파관의 길이 방향 연장부(Z)의 일부분을 따라 미끄러지지 않는(slip-free) 방식으로 상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 상기 강 와이어들(2'', 12'') 사이에서 연속적으로 클램핑되는(clamped),
강 케이블(1, 11).
제1 항에 있어서,
상기 광 도파관(3, 13) 및 적어도 상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 상기 강 와이어들(2'', 12'')은, 케이블 가닥(cable braid)(L1, L11)으로 연선되는(stranded),
강 케이블(1, 11).
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 광 도파관(3, 13)은, 손상 없이 변형되거나 변형될 수 있는 튜브(tube)(6)로 미끄러지지 않는 방식으로 클램핑되며, 상기 튜브(6)는 상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 상기 강 와이어들(2'', 12'')에 의해 둘러싸이는,
강 케이블(1, 11).
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 와이어들(2, 12)을 갖는 상기 광 도파관(3, 13) 또는 상기 광 도파관(3, 13)을 포함하는 상기 케이블 가닥(L1, L11)은, 연선된 케이블의 적어도 일부인,
강 케이블(1, 11).
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 제2 광 도파관(18)은 그 길이 방향으로 변위가능하고 그리고 상기 제2 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들(12'''')에 의해 안으로 클램핑되지 않으며, 상기 제2 광 도파관(18)은 온도로 유도되는 케이블 연신율들 검출하기 위해 상기 강 와이어들(2, 12) 사이에 수용되는,
강 케이블(1, 11).
제5 항에 있어서,
상기 제2 광 도파관(18)은 치수적으로 안정적인 튜브(19)에 수용되고, 그리고 바람직하게는 플라스틱 피복(21)에 의해 둘러싸이는 유리 섬유(20)를 포함하는,
강 케이블(1, 11).
강 케이블(1, 11)을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 강 케이블(1, 11)은 강 와이어들(2, 12) 및 하중으로 유도되는 케이블 연신율들을 검출하기 위해 제공되는 적어도 하나의 광 도파관(3, 13)을 가지며, 상기 광 도파관(3, 13)은 플라스틱 피복(5, 15)에 의해 둘러싸이는 유리 섬유(4, 14)를 포함하고,
상기 광 도파관(3, 13)은 상기 광 도파관의 길이 방향 연장부(Z)를 따라 상기 강 와이어들(2, 12)의 적어도 일부분과 연선되며, 그 후에, 상기 광 도파관(3, 13) 및 상기 광 도파관(3, 13)과 연선되는 상기 강 와이어들(2, 12)은 서로 크림핑되고 그리고 이에 의해 상기 광 도파관(3, 13)의 길이 방향 연장부(Z)에 대해 횡방향으로 작용하는 힘을 가함으로써 상기 광 도파관(3, 13)의 길이 방향 연장부(Z)의 적어도 일부분을 따라 압축되며, 그 결과, 상기 광 도파관(3, 13)의 피복 표면(M)은 상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 상기 강 와이어들(2'', 12'')에 의해 영구적으로 변형되며, 그리고 상기 광 도파관(3, 13)은 상기 광 도파관의 길이 방향 연장부(Z)의 적어도 일부분을 따라 미끄러지지 않는 방식으로 상기 광 도파관에 가장 가까운 상기 강 와이어들(2'', 12'') 중간에서 연속적으로 클램핑되며, 그 후에, 상기 광 도파관(3, 13)은 가능하게는 임의의 잔여 강 와이어들(2, 12)과 연선되는,
강 케이블을 제조하기 위한 방법.
제7 항에 있어서,
상기 광 도파관(3, 13) 및 상기 광 도파관(3, 13)에 가장 가까운 적어도 상기 강 와이어들(2'', 12'')은, 케이블 가닥(L1, L11)으로 압축되기 전에 연선되는,
강 케이블을 제조하기 위한 방법.
제7 항 또는 제8 항에 있어서,
압축 전에, 상기 광 도파관(3, 13)은 상기 강 와이어들(2, 12)과 연선될 수 있고 그리고 손상 없이 변형될 수 있는 튜브(6, 16)에 길이 방향으로 변위가능한 방식으로 배열되고, 그리고 상기 압축에 의해 미끄러지지 않는 방식으로 상기 광 도파관(3, 13)을 둘러싸는 상기 강 와이어들(2'', 12'') 사이에 상기 튜브(6, 16)로 클램핑되는,
강 케이블을 제조하기 위한 방법.
제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 제2 광 도파관(18)은 그 길이 방향으로 변위가능하고 그리고 상기 제2 광 도파관에 가장 가까운 강 와이어들(12'''')에 의해 안으로 클램핑되지 않으며, 상기 제2 광 도파관(18)은 온도로 유도되는 케이블 연신율들 획득하기 위해 상기 강 와이어들(2, 12)과 연선되는,
강 케이블을 제조하기 위한 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제2 광 도파관(18)은 치수적으로 안정적인 튜브(19)에 수용되는,
강 케이블을 제조하기 위한 방법.