KR20230095116A

KR20230095116A - 로프, 스트랜드, 그리고 로프 및 스트랜드를 제조하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230095116A
Application number: KR1020237018263A
Authority: KR
Inventors: 티에리 페레트; 마르쿠스 초그; 마르코 엘리히; 연환 배
Original assignee: 케이브이 알&디 센터 게엠베하; 베로페 아게; 고려제강 주식회사
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2023-06-28
Also published as: US20230407561A1; EP4097291A1; WO2022090565A1; CN117136262A

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 하나의 레이드 코어 로프(2-2b) 및 상기 코어 스트랜드 또는 코어 로프(2-2b)를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드(7-7b)를 갖고, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 코어 로프(2-2b) 및/또는 상기 하나 이상의 외부 스트랜드는 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)로부터 형성된, 레이드 로프(1-1b), 특히 레이드 섬유 로프(1-1b) 또는 레이드 하이브리드 로프에 관한 것이다. 합목적적으로 상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)는 강화 섬유(12)를 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있으며, 상기 복합 재료의 강화 섬유(12)는 하나 이상의 강화 라인(11)에 합연되어 있다. 바람직하게는 횡압에 안정적인 레이드 로프가 제공된다. 또한, 본 발명은 스트랜드; 로프 및 스트랜드를 제조하기 위한 방법; 로프 및/또는 스트랜드를 제조하기 위한 장치; 그리고 본 발명에 따른 로프를 갖는 드럼 구동 장치를 구비한 장치에 관한 것이다.

Description

로프, 스트랜드, 그리고 로프 및 스트랜드를 제조하기 위한 방법 및 장치

본 발명은, 하나 이상의 코어 스트랜드(core strand) 또는 하나의 레이드 코어 로프(laid core rope) 및 상기 코어 스트랜드를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드(outer strand)를 갖고, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 코어 로프 및/또는 상기 하나 이상의 외부 스트랜드는 하나 이상의 섬유 스트랜드로부터 형성된, 레이드 로프, 특히 레이드 섬유 로프 또는 레이드 하이브리드 로프에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 스트랜드, 특히 섬유 로프 스트랜드 또는 하이브리드 로프 스트랜드; 레이드 로프, 특히 레이드 섬유 로프 또는 하이브리드 로프 및 스트랜드, 특히 섬유 로프 스트랜드 또는 하이브리드 로프 스트랜드를 제조하기 위한 방법; 레이드 로프 및/또는 스트랜드를 제조하기 위한 장치, 그리고 본 발명에 따른 레이드 로프를 갖는 드럼 구동 장치(drum drive)를 구비한 장치에 관한 것이다.

종래 기술에는 전술한 생성물들, 장치들 및 방법들이 공지되어 있다. 레이드 와이어로프의 제조를 위해 복수개의 와이어는 나선형으로 꼬아져서 스트랜드로 형성된다(= 합연(合撚)). 이러한 공정 단계는 번칭(bunching)으로 지칭된다. 복수개의 스트랜드는 나선형으로 꼬아져서 코어 로프로 형성될 수 있다. 이 코어 로프는 복수개의 외부 스트랜드와 꼬아져서 와이어로프로 형성되며, 이 경우 상기 외부 스트랜드는 코어 로프를 나선형으로 에워싼다. 이 단계는 스트랜딩(stranding)으로 지칭된다(예를 들어, 독일 VDI 지침 2358 참조). 코어 로프 대신 로프가 하나 이상의 코어 스트랜드를 갖는 것을 생각할 수 있다. 특히 높은 인장 강도가 가능하고, 이 경우 와이어로프의 중량은 매우 높다.

종래 기술에서는 로프와 스트랜드가 합연(laid)된 것과 꼰(braided) 것으로 구별된다. 레이드 로프의 경우, 외부 스트랜드가 코어 로프 또는 코어 스트랜드의 둘레를 따라 나선형으로 꼬아져서 형성되어 있으며, 반면에 브레이디드 로프는 직물과 같은 방식으로 서로 꼰 섬유 또는 와이어에 의해 형성되거나 적어도 이와 같은 층을 갖는다.

로프 기술의 기본 용어는 종래 기술, 특히 https://www.ropetechnology.com/

bro_dt/Bro_Grundbegriffe_de.pdf에 공지되어 있다. 또한, 종래 기술에는 예를 들면, 스포츠 클라이머들에 의해 안전 로프로서 사용되는 섬유 로프가 공지되어 있다. 브레이디드 로프인 상기와 같은 로프는 플라스틱 섬유를 에워싸는 커버 편조물과 꼬아진 가늘고 긴 직물 플라스틱 섬유로부터 형성되어 있다. 저중량과 더불어 스포츠 용도에 충분한 강도가 가능하다.

계속해서 코어 로프가, 와이어 스트랜드와 스트랜딩된 커버 플라스틱 모노필라멘트 다발로부터 형성되는 하이브리드 로프가 공지되어 있다. 이와 같은 로프는 와이어로프에 대등한 강도를 갖지만, 예를 들어 역방향 굽힘 응력이 가해지는 경우 와이어 스트랜드와 모노필라멘트 다발의 접촉에 의해 코어 로프의 손상이 발생할 수 있다.

EP 2 673 415 B1호에는 로프 그리고 로프용 제조 방법이 공지되어 있으며, 이 경우 섬유 또는 모노필라멘트 다발은, 섬유 또는 모노필라멘트 다발이 코어 로프로 스트랜딩되는 스트랜딩 지점 이전에 먼저 매트릭스 재료가 배치된 다음 상기 스트랜딩 지점에서 코어 로프로 스트랜딩될 때 매트릭스 재료에 매립된다. 이 방법의 단점은 특히, 모노필라멘트 다발의 내부 섬유가 매트릭스 재료에 의해 에워싸여 있지 않다는 것이다. 또 다른 단점으로는 배치 및 후속 매립의 두 가지 공정 단계가 필요하다는 것이다.

JP H01 266231 A호에는 섬유 복합 재료로 이루어진 섬유 스트랜드 및 로프가 공지되어 있다. 상기 섬유 스트랜드는 탄소 섬유 또는 유리 섬유 및 플라스틱 섬유를 포함하는 혼합사로부터 연신 가공으로 제조되었다. 이를 위해 상기 혼합사는 매트릭스의 내부 노즐을 통해 그리고 매트릭스 재료로 형성된 얀(yarn)은 외부 노즐을 통해 잡아 당겨지고, 그 결과 상기 혼합사는 소위 "가이드"에서 매트릭스 재료 얀에 의해 에워싸여 있다. 매트릭스 재료 얀 섬유는 가열에 의해 서로 융합되어 매트릭스를 형성하고, 이때 상기 매트릭스 내에는 혼합사의 강화 섬유가 매립되고 꼬지 않은 상태로 섬유의 길이 방향으로 서로 평행하게 연장된다. 섬유 스트랜드의 제조 시 강화 섬유의 번칭 또는 스트랜딩은 제공되지 않았다. JP H01 266231 A호에는 또한, 코어 스트랜드 및 꼬지 않은 상태의 복수개의 섬유 스트랜드로부터 형성된 단일 외부 층을 포함하는 레이드 로프가 공지되어 있다.

WO2008/129116 A1호는 엘리베이터 로프를 형성하기 위해 복수개의 외부 층이 그 둘레를 따라 합연된 코어 로프를 포함하는 레이드 엘리베이터 로프를 설명한다. 개별 섬유 스트랜드가 평행한 강화 섬유가 있는 섬유 복합 재료로부터 형성되어 있다. 각각의 외부 층은 꼬지 않은 상태의 복수개의 개별 섬유 스트랜드로부터 형성되어 있다.

JP H09 21082 A호에는 섬유 스트랜드 및 레이드 로프가 공지되어 있다. 복수개의 평행한 강화 섬유 얀을 열가소성 플라스틱을 포함하는 함침 배스 및 매트릭스를 통해 잡아당긴 다음 꼬아서 섬유 스트랜드를 형성한다. 복수개의 섬유 스트랜드는 꼬아져서 레이드 섬유 로프로 형성되고, 이때 상기 레이드 섬유 로프는 싱글 스트랜드 코어 로프와 꼬이지 않은 상태의 6개의 개별 섬유 스트랜드를 갖는 외부 층을 포함한다.

코어 로프가 외부 스트랜드 층에 의해 에워싸인 추가의 레이드 로프는 EP 3006 611 A1호에 공지되어 있다. 매트릭스에 매립된 강화 섬유는 서로 평행하게 연장되는데, 즉, 합연되거나 꼬이지 않는다.

EP 0 252 830 A1호에는 크레인 제어 라인용 라인 케이블이 공지되어 있지만, 이는 레이드 로프는 아니다.

와이어로프는 높은 중량과 동시에 높은 파단 강도를 가지는 반면, 특히 하이브리드 로프는 상대적으로 가볍지만 예를 들어 로프 드럼에 다층 권선을 사용할 경우 역방향 굽힘에 덜 강하고 횡압에 덜 안정적이다.

특히 사용 중에 자주 편향되는 로프의 경우, 예를 들어 타워 크레인의 드럼 구동 장치에 사용되는 소위 이동식 로프(running rope)의 경우와 같이 특히 우수한 역방향 굽힘 강도 및 횡압 강도가 요구된다.

본 발명의 과제는, 특히 내구성이 있고, 특히 역방향 굽힘 및 횡압에 안정적인, 도입부에 언급한 유형의 레이드 로프 및 스트랜드를 형성하는 것이다. 또한, 본 발명은 특히 저중량과 더불어 높은 인장 강도를 갖는 도입부에 언급한 유형의 레이드 로프 및 스트랜드를 형성하는 것이다.

본 발명에 따르면 상기 과제는, 하나 이상의 섬유 스트랜드가 강화 섬유를 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있고, 이 복합 재료의 강화 섬유는 적어도 하나의 강화 라인에 합연됨으로써 해결된다.

하나 이상의 섬유 스트랜드는 합연된 강화 섬유가 매트릭스에 매립된 복합 재료로 형성되기 때문에, 바람직하게는 지금까지 고강도 로프에 사용할 수 없었던, 예를 들면 탄소 섬유와 같은 비금속 섬유가 사용될 수 있다. 강화 라인에 합연된 강화 섬유는 스트랜드 또는 레이드 로프 방식으로 형성되어 있고, 바람직하게는 와이어로프 기술에 공지된 번칭 또는 스트랜딩 기계에 의해 제조될 수 있다. 강화 라인에서, 복수개의 강화 섬유층의 반경 방향으로 인접한 층들은 꼬임 방향이 반대일 수 있다. 바람직하게는 회전 저항성이 있는 강화 라인이 형성된다.

전반적으로 이미 역방향 굽힘에 강하고 특히 횡압에 안정적인 섬유 스트랜드가 형성되고, 이러한 스트랜드는, 다른 한편으로는 레이드 로프를 제조할 수 있는 레이드 코어 로프 또는 스트랜드를 제조하기 위한 기초를 형성한다. 전반적으로 로프 또는 스트랜드가 형성되며, 이러한 로프 또는 스트랜드의 개별 구성 부분, 즉 섬유 스트랜드는 이미 역방향 굽힘에 매우 강하고 특히 횡압에 안정적이다.

본 발명의 목적에서, 강화 섬유는 얀, 개별 필라멘트, 연사(twisted yarn) 또는 본질적으로 평행한 복수개의 필라멘트 다발일 수 있다.

강화 섬유가 서로 다른 단면을 갖는 것을 생각할 수 있다.

하나 이상의 섬유 스트랜드는 원형 또는 다각형, 예를 들어 사다리꼴 단면을 가질 수 있다.

스트랜드, 예를 들어 코어 또는 외부 스트랜드를 형성하기 위해 다른 섬유 스트랜드 및/또는 금속 와이어와 번칭되어 있거나 번칭될 수 있는 섬유 스트랜드는 특히 0.5 내지 2mm, 바람직하게는 1 내지 1.5mm의 직경을 갖는다.

코어 로프를 형성하기 위해 다른 섬유 스트랜드 및/또는 금속 와이어와 스트랜딩되어 있거나 스트랜딩될 수 있는 섬유 스트랜드는 0.5 내지 2mm, 바람직하게는 1 내지 1.5mm의 직경을 갖는다.

하나 이상의 외부 스트랜드, 코어 로프 또는 하나 이상의 코어 스트랜드는 최대 100mm, 특히 15 내지 60mm, 바람직하게는 20 내지 40mm의 직경을 갖는 것을 생각할 수 있다.

하나 이상의 강화 라인이 금속 강화 섬유 또는 금속 및 비금속 강화 섬유로부터 형성되는 것을 생각할 수 있지만, 상기 하나 이상의 강화 라인은 합목적적으로 비금속 강화 섬유로부터 형성되어 있고, 바람직하게는 와이어로프 또는 와이어 스트랜드를 제조하기 위한 장치에 의해 제조되었다. 적합한 강화 섬유는 예를 들어, 유리 섬유, 광물 섬유, 아라미드 섬유, 직물 섬유 또는 탄소 섬유로서 형성되거나 고강도 금속 또는 비금속 필라멘트의 조합을 가질 수 있다. 하나 이상의 강화 라인의 강화 섬유가 다양한 재료로부터 형성되는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 강화 섬유의 일부는 탄소로부터 형성되는 반면, 다른 일부는 아라미드로부터 형성될 수 있다. 와이어로프 또는 와이어 스트랜드를 제조하기 위한 기존 장치를 사용함으로써 와이어로프 기술에 공지된 기존 기계를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서 하나 이상의 강화 라인은, 섬유 스트랜드를 형성하기 위해 하나 이상의 강화 라인이 매립되는 매트릭스가 형성되는 재료의 필라멘트 및 강화 섬유 필라멘트를 갖는 혼합사로부터 형성되어 있다. 매트릭스로는 모든 폴리머가 적합하며, 바람직하게는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 열가소성 플라스틱이 사용된다. 혼합사는 얀으로서, 이 얀의 필라멘트는 강화 섬유 필라멘트, 특히 열가소성 플라스틱 필라멘트로부터 형성되어 있다. 혼합사를 사용하는 경우 강화 라인이 매립되는 플라스틱 매트릭스를 형성하기 위해 함침이 필요하지 않고 소위 가열을 통한 인발 성형(pultrusion)으로 충분하다. 바람직하게는 특히 조밀하고 균일한 매트릭스가 형성될 수 있고, 바람직하게는 에어 포켓(air pock)이 방지된다.

합목적적으로 하나 이상의 강화 라인은 강화 스트랜드 또는 강화 로프로서 형성되어 있다. 바람직하게 와이어로프 기술에 공지된 강화 라인을 제조하기 위한 기존의 스트랜딩 또는 번칭 기계가 사용될 수 있다. 강화 로프와 강화 스트랜드는 모두 다층으로 형성될 수 있으며 와이어로프에 의해 공지된 단면 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 추가 구현예에서, 하나 이상의 섬유 스트랜드에서 하나 이상의 강화 라인의 비율은 적어도 40 부피%, 특히 45 부피% 내지 90 부피%, 바람직하게는 50 내지 75 부피%이다. 강화 라인의 비율이 높을수록 섬유 스트랜드의 인장 강도가 높아져 레이드 로프 또는 스트랜드의 인장 강도가 높아진다. 바람직하게 강도는 다양한 적용예에 맞게 조정될 수 있다.

합목적적으로 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프 및 상기 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 코어 로프를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드는 바람직하게는 로프의 길이 방향으로 서로에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 특히 하중 하에서, 예를 들어 로프가 회전 타워 크레인의 하중 로프로서 사용되는 경우 특히 우수한 기계적 강도를 달성하기 위해 상대적 이동성이 필요하다. 인접한 외부 스트랜드 및/또는 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프를 직접 에워싸는 외부 스트랜드는 분리 평면을 형성하여 서로 인접할 수 있다. 바람직하게는 굽힘에 특히 강하고 역방향 굽힘에 저항성이 있으며 횡압에 안정적인 레이드 로프 또는 상기와 같은 스트랜드가 형성된다. 바람직하게 본 발명에 따른 로프는 드럼 구동 장치를 구비한 장치, 특히 드럼 구동 장치를 구비한 크레인의 이동식 로프로서 사용된다.

각각의 섬유 스트랜드에는 특히 0.2 미만, 바람직하게는 0.14 미만의 마찰 계수를 갖는 층이 배치되는 것을 생각할 수 있다.

하나 이상의 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프를 적어도 부분적으로 에워싸는 외피가 하나 이상의 섬유 스레드의 복합 재료의 매트릭스의 외부 영역으로서 형성되는 것을 생각할 수 있지만, 본 발명의 추가 구현예에서는 상기 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프는 외피에 의해 적어도 부분적으로 에워싸이고, 이 경우 상기 외피는 특히, 하나 이상의 강화 라인이 매립되는 하나 이상의 섬유 스트랜드의 매트릭스와 다른 재료로부터 형성되어 있다.

외피는 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 코어 로프를 형성하는 하나 이상의 섬유 스트랜드의 매트릭스와 동일한 재료로부터 형성되는 것을 생각할 수 있다. 또한, 스트랜드로 번칭되거나 레이드 코어 로프 또는 레이드 로프로 스트랜딩될 수 있는 섬유 스레드는 횡단면으로 볼 때 예를 들어 환형 외부 영역 및 내부 영역을 포함하는 매트릭스를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 매트릭스의 내부 영역에만 하나 이상의 강화 라인이 통합되어 있다. 상기 외부 영역은, 바람직하게는 매트릭스를 형성하는 열가소성 플라스틱이 변형될 수 있는 온도까지 섬유 스트랜드를 가열하여 복수개의 섬유 스트랜드를 번칭 또는 스트랜딩하는 경우, 인접한 섬유 스트랜드의 외부 영역이 번칭 또는 스트랜딩 시 매트릭스와 동일한 재료로부터 형성된 일체형 외피를 형성하는 방식으로 변형될 수 있다. 바람직하게는 상기 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 코어 로프는 외부 스트랜드에 의한 마모 또는 날씨의 영향으로부터 보호된다. 외피가 0.15 미만인 마찰 계수를 갖는 재료로부터 형성되는 것을 생각할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 로프는 회전 저항성 또는 무회전 로프로서 형성되어 있다. 바람직하게 내구성이 있는 로프가 제공된다.

본 발명의 일 구현예에서, 레이드 로프는 코어 스트랜드 또는 코어 로프를 에워싸는 복수개의 외부 스트랜드를 갖고, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 레이드 코어 로프 및 외부 스트랜드는 복수개의 섬유 스트랜드로부터 형성되어 있고, 각각의 섬유 스트랜드는 하나 이상의 강화 라인을 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있다. 바람직하게는 저중량 및 뛰어난 횡압 안정성과 동시에 특히 우수한 역방향 굽힘 강도가 달성된다.

합목적적으로 레이드 로프는 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프를 에워싸는 복수개의 외부 스트랜드를 갖고, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 레이드 코어 로프 및 외부 스트랜드는 복수개의 섬유 스트랜드로부터 형성되고, 각각의 섬유 스트랜드는 하나 이상의 강화 라인을 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있으며, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 레이드 코어 로프 또는 외부 스트랜드의 섬유 스트랜드는 서로 다른 형상 및/또는 크기를 갖는다. 바람직하게는 역방향 굽힘 강도, 횡압 안정성 또는 인장 강도와 같은 기계적 특성이 특정 고객별 사례에 맞게 조정될 수 있다.

본 발명의 과제는 또한, 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 레이드 코어 로프 및 상기 코어 스트랜드 또는 코어 로프를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드를 갖는 레이드 로프, 특히 레이드 섬유 로프 또는 하이브리드 로프를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 경우 상기 코어 스트랜드, 코어 로프 및/또는 하나 이상의 외부 스트랜드는 하나 이상의 섬유 스트랜드로부터 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는 하나 이상의 섬유 스트랜드가 강화 섬유를 갖는 복합 재료로부터 형성되고, 이 경우 상기 강화 섬유가 하나 이상의 강화 라인에 합연됨으로써 해결된다.

상기 방법의 일 구현예에서, 강화 섬유 필라멘트 및 바람직하게는 열가소성 플라스틱으로부터 형성된 필라멘트를 갖는 혼합사의 복수개의 스트랜드가 합연되고 섬유 스트랜드를 형성하기 위한 가열 하에 인발 성형된다. 섬유 스트랜드의 제조 동안, 인발 성형에 의해서는 바람직하게는 예를 들어 에어 포켓과 같은 결함이 발생하지 않도록 보장된다. 또 다른 장점은 매트릭스 재료가 혼합사의 필라멘트로서 함께 합연되고 인발 성형 동안 매트릭스가 형성되기 때문에 번칭 또는 스트랜딩 전에 얀을 배치할 필요가 없다는 것이다.

본 발명의 과제는 또한, 와이어로프 제조에서 이미 알려져 있고 이미 사용되고 있는 번칭 또는 스트랜딩 기계를 계속적으로 그리고 특히 주로 비금속 레이드 로프 또는 스트랜드 제조에 사용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는 상기 장치가 제1 번칭 및/또는 스트랜딩 장치의 상류에 연결되고 추가 번칭 또는 스트랜딩 장치의 하류에 연결되는 인발 성형 장치를 포함함으로써 해결된다. 강화 섬유는 복수개의 보빈으로부터 풀릴 수 있고 기존의 제1 번칭 또는 스트랜딩 기계로 강화 스트랜드를 형성하도록 합연될 수 있다. 바람직하게는 혼합사, 즉 필라멘트가 강화 섬유 필라멘트, 특히 열가소성 필라멘트로부터 형성된 얀이 사용한다. 강화 필라멘트 및 플라스틱 필라멘트 합연 후 인발 성형이 이루어지며, 즉 가열 하에 잡아 당겨지고, 이로써 플라스틱 필라멘트가 균일한 매트릭스를 형성하며, 이때 상기 매트릭스에는 강화 섬유가 매립되어 있다. 바람직하게는 원형 단면을 갖는 이러한 방식으로 제조된 섬유 스트랜드는 인발 성형 장치의 하류에 연결된 기존의 스트랜딩 또는 번칭 기계를 사용하여 스트랜드, 로프 또는 코어 로프에 합연될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 와이어로프 제조에 사용될 수 있는 기존 장치는 본 발명에 따른 레이드 로프 또는 본 발명에 따른 스트랜드를 제조할 수 있도록 인발 성형 장치에 의해서만 보완되어야 한다. 추가 또는 특수 기계를 구입할 필요가 없다.

본 발명의 과제는 또한, 본 발명에 따른 레이드 로프의 교체 상태를 확실하게 결정할 수 있는 방법을 개발하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는 외부 스트랜드의 다수의 손상되거나 찢어진 섬유 스트랜드에 기초하여 레이드 로프가 교체 상태가 결정됨으로써 해결된다. 바람직하게는 교체 상태를 결정하기 위해 와이어로프로부터 알려진 표준화된 방법이 사용될 수 있다.

제1 방법 단계에서는, 예를 들어 전체 길이에 걸친 균열이나 손상에 대해 레이드 로프가 검사될 수 있다. 가장 많이 손상되거나 파손된 섬유 스트랜드가 발견되는 영역은 소위 기준 길이, 즉 교체 상태를 결정하는 데 사용되는 로프 섹션을 형성한다. 기준 길이는 바람직하게는 로프 직경의 정수배, 예를 들어 30배이다. 기준 길이는 손상되거나 찢어진 섬유 스트랜드의 수가 검사할 로프 유형의 제한값보다 크거나 작은지 여부를 결정하는 데 사용된다. 예를 들어 독일 VDI 지침 2358에는 다양한 로프 유형에 대해 기술적으로 인정되는 한계값이 공지되어 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 적어도 하나의 코어 스트랜드 또는 코어 로프는 복수개의 외부 스트랜드를 갖는 적어도 하나의 외부 스트랜드 층에 의해 에워싸여 있으며, 이 경우 바람직하게는 코어 스트랜드 또는 코어 로프의 매트릭스의 매트릭스 재료는 외부 스트랜드의 매트릭스 재료에 인접한다. 섬유 스트랜드의 강화 섬유와 인접한 섬유 스트랜드의 강화 섬유의 직접 접촉이 유리하게 방지된다. 코어 스트랜드 또는 코어 로프가 외부 스트랜드와만 인접하기 때문에 재료 결합이 없다.

코어 스트랜드, 코어 로프 또는 외부 스트랜드는 최대 50개의 섬유 스트랜드로부터 형성되고 코어 스트랜드를 에워싸는 최대 10개의 외부 스트랜드 층이 제공되는 것을 생각할 수 있다. "에워싼다"라는 표현은 특히 외부 스트랜드가 와이어로프 제조에서 알려진 생산 기술을 사용하여 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 코어 로프와 스트랜딩되는(= 합연) 것을 의미한다.

본 발명은 이하에서 실시예들 및 이들 실시예와 관련된 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다.

도면부에서:
도 1은 본 발명에 따른 로프의 복수의 실시 형태 및 본 발명에 따른 스트랜드의 예시적인 실시 형태를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 추가 로프의 복수의 실시 형태를 도시하며, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 제3 로프의 복수의 실시 형태를 도시한다.

도 1a에 단면으로 개략적으로 도시된 레이드 로프(1)는 코어 스트랜드(3) 및 외부 코어 스트랜드 층(4)을 갖는 레이드 코어 로프(2)를 포함한다. 상기 외부 코어 스트랜드 층(4)의 코어 외부 스트랜드(5, 6)는 상이한, 특히 서로 다른 단면 크기 및 형상을 갖는다. 상기 코어 로프(2)는 로프(1)를 형성하기 위해 단일 외부 스트랜드 층(8)을 형성하는 총 8개의 외부 스트랜드(7)와 스트랜딩되어 있다. 도 1a에 도시된 로프(1)는 회전 저항성이 있다.

도 1a에 따른 로프(1)의 도 1b에 개략적으로 상세히 도시된 원형 외부 스트랜드(7)를 형성하기 위해 31개의 섬유 스트랜드(9, 10)가 번칭되어 있으며, 이 경우 12개의 섬유 스트랜드(9)는 단면에서 동일한 크기이고 단면에서 대략 동일한 크기인 19개의 추가 섬유 스트랜드(10)보다 크다.

섬유 스트랜드(10)는 코어 로프(2) 또는 스트랜드(5, 6, 7)의 내부 섬유 스트랜드이고, 섬유 스트랜드(9)는 코어 로프(2) 또는 스트랜드(5, 6, 7)의 외부 섬유 스트랜드이다. 각각의 섬유 스트랜드(9, 10)는 섬유 스트랜드의 길이 방향으로 연장되는 강화 라인(11)을 포함하며, 이는 강화 스트랜드에 합연되고 폴리프로필렌 매트릭스(13)에 매립되는 탄소로 형성된 복수개의 강화 섬유(12)를 갖는다. 개관의 용이함을 위해, 강화 라인(11) 및 강화 섬유(12)는 도 1b에서 모든 섬유 스트랜드(9, 10)에 도시되어 있지는 않다. 도 1a에 도시된 로프(1)의 전체 스트랜드가 전적으로 비금속 강화 섬유(12)를 갖는 섬유 스트랜드(9, 10)로부터 형성되어 있지만, 개별 강화 섬유(12)는 금속 와이어로부터 형성되는 것을 생각할 수 있다. 상기와 같은 섬유 스트랜드를 갖는 스트랜드는 소위 하이브리드 스트랜드이고, 이러한 섬유 스트랜드를 갖는 로프는 소위 하이브리드 로프이다.

원래 와이어로프 제조용으로 제공된 기존의 스트랜딩 또는 번칭 기계는 바람직하게는 본 발명에 따른 레이드 로프(1)를 제조하기 위해 사용될 수 있으며, 동시에 특히 가볍고 역방향 굽힘 저항성이 있으며, 특히 횡압 안정성을 갖는 레이드 로프를 제공할 수 있다.

섬유 스트랜드(9, 10)는 예를 들어, 폴리프로필렌과 탄소로부터 형성된 필라멘트를 갖고 강화 섬유(12)를 갖는 혼합사를 복수개의 얀 보빈으로부터 풀어 제1 번칭 또는 스트랜딩 기계에서 합연함으로써 인발 성형에 의해 제조될 수 있다. 상기 제1 번칭 또는 스트랜딩 기계의 상류에 연결된 그리고 제2 번칭 또는 스트랜딩 기계의 하류에 연결된 인발 성형 장치에서 인발 성형 동안, 즉 장력 하에서, 폴리프로필렌 필라멘트는 가열될 때 연화되고 균질한 매트릭스(13)를 형성하며, 여기에서 상기 매트릭스에는 강화 라인(11)에 합연된 강화 섬유(12)가 매립되어 있다.

매트릭스(13)가 냉각 및 경화된 후, 섬유 스트랜드(9, 10)는 인발 성형 장치의 하류에 연결된 제2 번칭 또는 스트랜딩 기계에 의해 추가 처리될 수 있다. 추가 처리 전에 층 보빈에 감는 것을 생각할 수 있다.

매트릭스(13)를 형성하는 폴리프로필렌은 섬유 스트랜드(9, 10)를 가열함으로써 변형될 수 있고 냉각에 의해 다시 경화될 수 있기 때문에, 변형력의 적용에 의한 단면 형상 또는 크기의 변화를 생각할 수 있다. 이를 위해, 상응하는 번칭 또는 스트랜딩 장치의 번칭 또는 스트랜딩 지점 이전에 또는 번칭 또는 스트랜딩 지점에 배치되는 가열 장치가 제공될 수 있다.

개별 섬유 스트랜드(9, 10)는 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이 사다리꼴 또는 다각형 단면이 형성되는 방식으로 변형되는 것을 생각할 수 있다.

또한, 개별 섬유 스트랜드의 단면 형상 또는 크기가 번칭 또는 스트랜딩 이전에 또는 제조된 로프에 의해 변경되는 것도 생각할 수 있다.

도 1c에 단면으로 개략적으로 도시된 레이드 로프(1)는 레이드 코어 로프(2)가 하나의 코어 스트랜드(3) 및 2개의 외부 코어 스트랜드 층(4, 14)을 갖는다는 점에서 도 1a에 도시된 것과 다르며, 상기 2개의 외부 코어 스트랜드 층에서 14는 서로 다른 직경을 갖는 코어 외부 스트랜드(5, 6)를 갖는다. 또한, 코어 스트랜드(3)는 원형 단면을 갖는 7개의 섬유 스트랜드(9, 10)로부터 형성되어 있고, 원형 단면을 갖는 외부 스트랜드(7)는 다각형 단면을 갖는 7개의 섬유 스트랜드(9, 10)로부터 형성되어 있다.

이제 도 2를 참조로 하며, 여기서 동일한 또는 동일하게 작용을 하는 부분은 도 1에서와 동일한 참조 번호로 표시되고 관련 참조 번호에 문자 a가 추가되었다.

도 2a에 단면으로 개략적으로 도시된 레이드 로프(1a)는 코어 로프(2a)가 해치로 도시된 외피(15)에 의해 에워싸여 있다는 점에서 도 1에 도시된 것과 다르며, 이때 상기 외피에는 코어 로프(2a)를 향하는 외부 스트랜드(7a)의 절반부(16)가 매립되어 있다. 코어 외부 스트랜드(5a)는 상기 외피(15)에 의해 손상으로부터 보호된다. 외피(15)는 외피를 형성하는, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)과 같은 열가소성 플라스틱을 갖는 플라스틱 배스에서 코어 로프(2a)를 외부 스트랜드(7a)와 스트랜딩함으로써 형성될 수 있다. 또한, 코어 로프(2a)는 코어 스트랜드(3a) 및 단일 외부 코어 스트랜드 층(4a)을 갖는다. 코어 스트랜드(3a)와 코어 외부 스트랜드(5a)는 동일한 단면을 갖는다.

도 2b의 단면에 도시된 레이드 로프(1a)는 외부 스트랜드(7a)가 코어 로프(2a)로부터 떨어져서 마주보는 측면(17) 상에 플래트닝된다는 점에서 도 2a에 도시된 것과 다르다. 이는 예를 들어, 사전 가열 여부와 관계없이 해머링(hammering)을 통해 가능하다.

이제 도 3을 참조로 하며, 여기서 동일한 또는 동일하게 작용을 하는 부분은 도 1 및 2에서와 동일한 참조 번호로 표시되고 관련 참조 번호 뒤에 문자 b가 추가되었다.

도 3a의 단면에 도시된 레이드 로프(1b)는 도 1 및 2에 도시된 것과 특히 코어 로프(2b) 및 외부 스트랜드(7b)가, 코어 스트랜드(3b)와 코어 외부 스트랜드(5b) 그리고 코어 로프(2b)를 향하는 외부 스트랜드(7b)의 절반부(16b) 모두가 외피로서 작용하는 매트릭스(18)에 매립되는 방식으로 외피로 작용하는 단일 폴리프로필렌 매트릭스(18)에 통합된다는 점에서 다르다. 상기 매트릭스(18)의 매트릭스 재료는 섬유 스트랜드(9b, 10b)가 갖는 매트릭스 재료와 다를 수 있다.

도 3a에 도시된 레이드 로프(1b)는 용융된 폴리프로필렌 배스에서 섬유 스트랜드(9b, 10b)를 번칭 또는 스트랜딩함으로써 제조될 수 있다.

단면에서 환형 외부 영역(도 3에 도시되지 않음) 및 도 1a에서 13으로 표시된 매트릭스의 내부 영역을 갖는 섬유 스트랜드(9b, 10b)를 스트랜딩 또는 번칭함으로써 레이드 로프(1b)를 제조하는 것을 생각할 수 있으며, 이 경우 상기 내부 영역에만 강화 라인이 통합된다. 상기 외부 영역은 섬유 스트랜드의 번칭 또는 스트랜딩 동안 바람직하게는 매트릭스를 형성하는 열가소성 플라스틱이 변형될 수 있는 온도까지 가열하여 인접한 섬유 스트랜드(9b, 10b)의 번칭 또는 스트랜딩 시 외부 영역이 외피로서 작용하는 매트릭스(18)를 형성하는 방식으로 변형될 수 있다.

도 3b의 단면에 도시된 레이드 로프(1b)는 특히, 외부 스트랜드(7b)가 코어 로프(2b)로부터 떨어져서 마주보는 측면(17b) 상에 플래트닝되고, 이 경우 플래트닝된 영역이 원호를 형성한다는 점에서 도 3a에 도시된 것과 다르다.

도 1 내지 3에 도시된 특징들의 모든 가능한 조합을 생각할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 레이드 로프는 도 3b에 따른 외부 스트랜드를 가질 수 있다.

단일 외부 스트랜드 층(8-8b)을 갖는 로프(1-1b)가 도 1 내지 3에 도시되어 있지만, 복수개의 외부 스트랜드 층이 제공되는 것을 생각할 수 있다. 바람직하게는 인접한 외부 스트랜드 층은, 회전 저항성 또는 무회전 로프가 형성되도록 꼬임 방향이 반대일 수 있다.

또한, 상이한 재료로 형성되고/되거나 상이한 단면 크기를 갖는 강화 섬유가 사용되는 것도 생각할 수 있다. 특히, 이는 복수개의 얀 보빈에서 풀어 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)를 제조하는 혼합사를 사용할 때 가능하다.

각각의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)는 바람직하게는 로프의 길이 방향으로 서로 평행하게 연장되는 하나 이상의 강화 라인(11), 예를 들어 2개 또는 3개의 강화 라인을 갖는 것도 생각할 수 있다.

Claims

하나 이상의 코어 스트랜드 또는 하나의 레이드 코어 로프(2-2b) 및 상기 코어 스트랜드 또는 코어 로프(2-2b)를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드(7-7b)를 갖고, 상기 코어 스트랜드, 코어 로프(2-2b) 및/또는 상기 하나 이상의 외부 스트랜드가 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)로부터 형성된, 레이드 로프(1-1b), 특히 레이드 섬유 로프(1-1b) 또는 레이드 하이브리드 로프로서,
상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)는 강화 섬유(12)를 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있으며, 이 복합 재료의 강화 섬유(12)는 하나 이상의 강화 라인(11)에 합연되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 강화 라인(11)이 비금속 강화 섬유(12)로부터 형성되어 있고, 바람직하게는 와이어로프 또는 와이어 스트랜드를 제조하기 위한 장치에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 강화 라인(11)이 혼합사로부터 형성되어 있고, 이 혼합사는 매트릭스(13)가 형성되는 재료의 필라멘트 및 강화 섬유 필라멘트를 가지며, 상기 매트릭스에는 상기 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)를 형성하기 위해 상기 하나 이상의 강화 라인(11)이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 강화 라인(11)이 강화 스트랜드 또는 강화 로프로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)에서 상기 하나 이상의 강화 라인(11)의 비율이 적어도 40 부피%이고, 특히 45 내지 90 부피%, 바람직하게는 50 내지 75 부피%인 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 상기 레이드 코어 로프(2-2b) 및 상기 코어 스트랜드 또는 코어 로프(2-2b)를 에워싸는 상기 하나 이상의 외부 스트랜드(7-7b)가 서로에 대해 상대적으로, 바람직하게는 로프의 길이 방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 코어 스트랜드 또는 상기 레이드 코어 로프(2-2b)가 외피(15; 18)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸여 있고, 상기 외피(15, 16)는 특히 상기 하나 이상의 강화 라인(11)이 매립되는 상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)의 매트릭스(13)와 다른 재료로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로프(1-lb)가 회전 저항성 또는 무회전 로프로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프.
하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)로부터 형성되는 스트랜드(7-7b), 특히 섬유 로프 스트랜드(7-7b) 또는 하이브리드 로프 스트랜드로서,
상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)가 강화 섬유(12)를 갖는 복합 재료로부터 형성되어 있고, 상기 복합 재료의 강화 섬유(12)는 하나 이상의 강화 라인(11)에 합연되어 있는 것을 특징으로 하는, 스트랜드.
하나 이상의 코어 스트랜드 또는 하나의 레이드 코어 로프(2-2b) 및 상기 코어 스트랜드 또는 코어 로프(2-2b)를 에워싸는 하나 이상의 외부 스트랜드(7-7b)를 갖고, 상기 코어 스트랜드, 코어 로프(2-2b) 및/또는 상기 하나 이상의 외부 스트랜드가 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)로부터 형성된, 레이드 로프(1-1b), 특히 레이드 섬유 로프 또는 하이브리드 로프를 제조하기 위한 방법으로서,
상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)가 강화 섬유(12)를 갖는 복합 재료로부터 형성되고, 상기 강화 섬유(12)는 하나 이상의 강화 라인(11)에 합연되는 것을 특징으로 하는, 레이드 로프의 제조 방법.
제10항에 있어서,
강화 섬유 필라멘트 및 바람직하게는 열가소성 플라스틱으로부터 형성된 필라멘트를 갖는 혼합사의 복수의 스트랜드가 합연되고 상기 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)를 형성하기 위해 가열 하에 인발 성형되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 로프(1-1c)는 외부 스트랜드 및/또는 외부 섬유 스트랜드(10-10b)가 상기 하나 이상의 코어 스트랜드, 코어 로프(2-2b) 또는 내부 섬유 스트랜드(9-9b)와 동일하거나 상이한 단면을 갖는 방식으로 변형되는 것을 특징으로 하는, 방법.
하나 이상의 섬유 스트랜드로부터 형성되는 스트랜드(7-7b), 특히 섬유 로프 스트랜드 또는 하이브리드 로프 스트랜드를 제조하기 위한 방법으로서,
상기 하나 이상의 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)가 강화 섬유(11)를 갖는 복합 재료로부터 형성되고, 강화 섬유 필라멘트 및 열가소성 플라스틱으로부터 형성된 필라멘트를 갖는 혼합사의 복수의 스트랜드가 합연되고 상기 섬유 스트랜드(9-9b, 10-10b)를 형성하기 위해 가열 하에 인발 성형되는 것을 특징으로 하는, 스트랜드의 제조 방법.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따른 방법을 실시하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 레이드 로프(1-1b) 및/또는 제9항에 따른 스트랜드(7-7b)를 제조하기 위한 장치로서,
상기 장치가 제1 번칭 및/또는 스트랜딩 장치 상류에 연결되고 및 추가 번칭 또는 스트랜딩 장치 하류에 연결된 인발 성형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 레이드 로프(1-lb)를 갖는 드럼 구동 장치를 구비한 장치, 특히 드럼 구동 장치를 구비한 크레인으로서,
상기 레이드 로프(1-1b)가 이동식 로프로서 형성되어 있는, 장치.