KR100365681B1

KR100365681B1 - 영공식 화차용 제동장치

Info

Publication number: KR100365681B1
Application number: KR1019990043686A
Authority: KR
Inventors: 안원기; 안진원
Original assignee: 안진원; 안원기
Priority date: 1999-10-09
Filing date: 1999-10-09
Publication date: 2002-12-26
Also published as: KR20010036601A

Abstract

본 발명은 제동장치의 구조를 간편화하고 성능 및 제동력을 향상시킨 영공식 화차용 제동장치에 관한 것으로서, 제동관의 압력공기가 각 공기관을 통하여 제동통으로 유입되도록 하는 KA-4 중계변과, 제동공기관으로 공급된 후, 각 공기관을 통하여 KA-3 제어변 제어부 막판 피스톤 하부실과 비상부 졸림구 및 역지변을 지나 막판 피스톤의 하부실로 유입하면서 압력공기통 및 제어부 제어공급부실에 유입하여 제동작용을 제어하는 제어부와, 비상제동시 급동공기통의 압력공기가 비상부 상부실에 공급되어 KA-4 중계변 막판 피스톤 중간부실로 신속히 공급하는 비상부로 이루어진 KA-3 제어변과, 제동 후, 수동 완해시 완해작용을 하는 배기변과, 하중 적재에 따라 작용되는 영공식 응하중변과, 앞, 뒤 차량의 제동작용 속도를 맞추는 등속작용변과, 상기 KA-4 중계변을 경유하여 공급된 압력공기에 의해 제동작용을 하기 위한 제동통이 구비된 제동장치를 이용함에 따라, 구조가 간편하여 보수 유지가 용이하고 정밀도를 향상시켜 누설에 의한 오동작을 방지할 수 있으며, 또한, 하중 적재에 따른 제동력을 증가시킬 수 있어 제동성 및 안전성을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작비용을 절감할 수 있는 것이다.

Description

영공식 화차용 제동장치{Load-Empty brake system for the use of freight train}

본 발명은 영공식 화차용 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도차량 화차의 제동을 위해 사용되는 제동장치의 구조를 간편화하고 화물적재에 따라 제동력을 증가시켜 성능 및 제동력을 향상시킨 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화차용 제동장치는 금속으로 만들어진 피스톤과 활변 및 활변좌로 된 슬라이드식으로 필요한 구멍을 적합시켜 공기를 유통·차단하여 사용하고 있다.

상기와 같은 종래의 화차용 제동장치는 구조가 복잡하고 정밀도가 떨어져 이로 인해 누설과 오동작이 발생하게 되며, 또한 보수 유지에 따른 숙련된 인력과 고도의 시설이 필요하며 하중영공에 따른 제동력을 2단식으로 구분 사용하고 있으며 이는 무연탄, 유류, 철강, 시멘트 등을 적재한 화차에 적합하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결함과 동시에 구조를 간편화하고 보수유지가 용이하며 정밀도를 향상시켜 누설에 의한 오동작을 방지할 수 있으며 또한, 하중 적재에 따라 제동력 및 안전성이 향상된 새로운 형태의 영공식 화차용 제동장치를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 동력차로부터 공급된 제동관의 압력공기를 공기관을 경유 막판 피스톤 하부실로 유입되고 막판피스톤 졸림구와 역지변을 지나 공기관을 통하여 압력공기통에 공급하고 막판 피스톤의 하부실로 유입된 제동관 압력공기 증감에 의해 막판 피스톤이 상부실 공기압력에 의해 제동작용을 제어하는 제어부와; 비상제동시 급동공기통의 압력공기가 공기관을 지나 상부실에 공급되고 제동 공기관의 공기는 막판 피스톤 상부실에 형성되고 하부실에 압력공기통의 압력공기가 공급되며 비상제동시 급동공기통의 압력 공기가 공기관을 통하는 비상부로 이루어진 KA-3 제어변과; 제동후 수동완해시, 하부실에 공급되었던 공기관 압력을 공급공기통의 배수콕크를 개변시켜 대기로 배출시키면 피스톤이 스프링의 탄력에 의해 하강하며 배기변이 개변되어 배기구를 통해 압력공기가 대기로 빠져 완해작용이 이루어지도록 하는 배기변과; 하중적재에 따라 공기관의 압력공기를 공기관으로 유입시키는 응하중변과; 공급공기통의 압력공기가 피스톤실에 유입하여 제동작용을 일으키며 각각 공기관으로 연결되어 제동작용을 할 수 있도록 하는 제동통을 갖는 공지의 영공식 화차용 제동장치에 있어서,동력차로부터 공급된 제동관의 압력공기를 KA-3 제어변에서 공기관을 통하여 압력 공기가 막판 피스톤 중간실 및 작용 공기통에 공급되면, 막판 피스톤이 압부력에 의해 상승되어 공급변을 개변하여 공급공기통의 충만된 압력공기를 제동통으로 유입시킬 때, 영공식 응하중변의 작용에 의해 공기관 압력공기가 공기관을 통해 막판 피스톤 하부실에 공급되어 막판 피스톤의 제동작용때 막판 피스톤으로 작용되는 압부력을 상쇄 조절하여 하중 적재에 따라 필요한 제동력을 얻을 수 있도록 하는 KA-4 중계변과;KA-4중계변이 공급공기통의 압력공기를 제동통의 피스톤실로 유입시켜 제동력을 얻을 때, 압력공기통의 압력공기가 공기관을 통하여 KA-3제어변 제어부의 하부공급변이 랩상태가 될 때까지 막판 하실을 경유 연결관을 지나 KA-4 중계변 막판피스톤 중간실에 속도를 조절하여 공급시켜 앞차량과 뒷차량간의 제동체결시간을 같게 보상시키는 등속작용변을 구비하는 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제동장치의 완해 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 제동장치의 상용제동 상태의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 제동장치의 비상제동 상태의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:KA-3 제어변, 20:KA-4 중계변,

30:배기변, 40, 40':영공식 응하중변,

50:등속작용변, 60:제동통,

100∼109:공기관, 125∼127:역지변,

KR:작용공기통, SR:공급공기통,

PR:압력공기통, BP:제동관,

BR:급동공기통.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제동장치의 KA-4 중계변(20)은 동력차로부터 공급된 제동관(BP)의 압력공기를 공기 정화기(70)와 역지변(127)을 경유하여 공급공기통(SR)에 충만시키고 공기관(105)을 통해 배기변(30) 피스톤(W) 하부실(P')과 KA-4 중계변(20) 상부실(T)에 공급하고 KA-4 중계변(20) 상부실(T)과 공기관(106)을 통하여 제동통(60)으로 유입되도록 하고, KA-3 제어변(10)은 제동관(BP)에서 공급된 압력공기가 공기관(100)을 통하여 KA-3 제어변(10) 제어부(10') 막판 피스톤(12) 하부실(11)과 비상부(10")막판 피스톤(12') 중간에 설치된 볼 역지변(14)을 통하여 하부실(O)을 지나 압력 공기통(PR)에 공급하고 또 제어공급부실(b)에도 공급되며 막판 피스톤(12)의 상부실(15)로 유입된다.

이때, 제동관(BP) 압력의 증감에 따라 막판 피스톤(12)이 상·하로 움직여 적당한 제동작용을 제어하며 비상 제동시 급동공기통(BR)의 압력공기가 공기관(107)(107')을 지나 KA-3 제어변(10) 비상부(10") 상부실(g)에 공급대기하고, 압력공기통(PR)의 압력공기는 막판 피스톤(12') 하부에 공급되어 비상 제동시 급동공기통(BR)의 압력공기가 공기관(108)(108')을 통하여 KA-4 중계변(20)의 막판 피스톤(28) 중간실(21)에 공급되도록 하여 비상제동이 체결되도록 한다.배기변(30)은 제동후, 수동 완해시 완해작용을 하기 위해 배기변(30)의 하부실(P')에 공급되었던 공기관(105) 압력이 공급 공기통(SR)의 배수콕크(도시않음)를 개변시켜 대기로 배출되면 피스톤(W)이 상부 스프링의 탄력에 의해 하강되고 배기변(P)이 개변되어 작용공기통(KR)의 압력공기가 배기구(32)를 통해 대기로 빠져 완해작용이 되도록 한다.영공식 응하중변(40, 40')은 하중 적재에 따라 공기관(102)의 압력공기를 공기관(103)으로 유입시킴으로서 KA-4 중계변(20) 하실(25)로 공급 막판(22)을 상승시켜 막판 피스톤(28)의 제동작용때 막판 피스톤(22) 아래로 전달되는 압력을 상쇄시킴으로서 제동통(60)과 막판피스톤(28) 상부실(27)로 유입되는 압력공기를 조절하여 하중에 따른 제동력을 얻도록 한다.등속작용변(50)은 공기관(108)의 압력이 공기관(108')로 유입될 때 스프링(55)의 탄발력을 이기는 압부력이 막판(13')에 생기면 개폐변(51)이 상승 폐변되어 졸림구(52)로만 유입되도록 하여 KA-4중계변(20) 하실(25)로의 공기압 유입 속도를 늦추게 하여 앞, 뒤차량의 제동작용 속도를 맞춘다.제동통(60)은 공기관(105), KA-4 중계변(20)과 공기관(106)을 경유 공급공기통(SR)의 압력공기가 피스톤실(61)에 유입하여 제동작용을 일으키게 되는 것이다.

도면 중 미 설명 부호 7, 23, 53은 프란자, 16, 29는 배기구, 6, 6', 26은 공급변, a는 졸림구, K는 중간실, 15, 48'는 상부실, 48은 하실, 125∼127은 역지변, 100∼109는 공기관이다.

이와 같은 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량에 제동장치를 설치한 상태에서, 제동관(BP)에 압력공기를 압송시키면 제동 공기관(100)을 통하여 KA-3 제어변(10) 비상부(10") 중간실(K)과 제어부(10') 막판피스톤(12) 하부실(11)로 공급되면서 비상부(10") 중간실(K)에서 볼 역지변(14)을 지나 하부실(O)과 제어부(10') 하부실(b)을 경유 공기관(109)을 통하여 압력공기통(PR)과 제어부(10')의 막판 피스톤(12) 상부실(15)에 공급되고, 역지변(125)을 지나 급동공기통(BR)에 공급시키며, 또한 역지변(126)을 지나 영공식 응하중변(40, 40') 상부실에 공급되고 역지변(127)을 지나 공급공기통(SR)에 충만시키면서 공기관(105)을 통해 배기변(30) 하실(P')과 KA-4 중계변(20)의 상부실(T)에 공급된다.

이상태에서, 제동을 체결하면 도 2에 도시된 바와 같이, 제동관(BP)의 공기를 대기로 적당량을 배출시켜 제동 공기관(100)의 전체 공기압을 감압시키면, 이때, KA-3 제어변(10) 제어부(10')의 막판피스톤(12) 하부실(11)의 압력공기가 제동 공기관(100)의 압력과 같이 감압되므로 상부실(15)의 공기 압력에 의해 막판 피스톤(12)이 아래로 작용되는데, 이는 압력공기통(PR)에 압력이 공급될 때 볼 역지변(14)과 졸림구(a)를 통해 서서히 공급되었던 압력공기가 제동 공기관(100)의 압력이 감압될 때 압력공기통(PR)의 압력은 빠질 수 없으므로 막판 피스톤(12)의 상부실(15) 공기 압력에 의해 막판 피스톤(12)이 아래로 작용하게 되는 것이다.

한편, KA-3 제어변(10) 제어부(10')의 하부에 설치된 공급변(6)이 배기구(16)쪽으로 이르는 프란자(7)내부 구멍을 막은 상태에서 열리게 되므로 압력공기통(PR)의 압력공기가 공기관(108)을 통하여 KA-4 중계변(20) 막판 피스톤(28) 중간실(21)과 작용공기통(KR)에 공급되는데 KA-3 제어변(10) 제어부(10')의 하부 공급변(6)이 랩위치로 될 때까지 등속작용변(50) 막판(13') 하실(48)을 경유 연결관(108')을 지나 막판 피스톤(28) 중간실(21)에 공급된다.이때, 등속작용변(50) 막판(13')이 스프링(55)의 탄발력을 이기는 압부력이 발생되면 졸림구(52)로만 공기압이 유입되므로 앞, 뒤차량의 제동속도를 맞추게 된다.

따라서, KA-4 중계변(20) 막판 피스톤(28)이 압부력에 의해 위로 상승되어 공급변(26)을 개방하므로서, 상부실(T)에 공급되어 있던 공급공기통(SR)의 압력공기가 공기관(106)을 통하여 제동통(60)에 공급되어 제동력을 얻게 되는 것이다.

이때, KA-4 중계변(20)의 막판 피스톤(28) 상부실(27)에 공급된 압력공기는 막판 피스톤(28)의 하부실(21)에 공급된 압력공기와 상쇄되어 막판 피스톤(28)이 하강되고 공급변(26)이 차단되는 랩위치를 취하게 되므로 제동통(60)에 공급되는 공기를 차단하게 된다.또한, 화차에 짐을 싣은 상태에서 제동이 체결되면, 도 2에 도시된 바와 같이 영공식 응하중변(40, 40')에 의해 공기관(102)의 압력 공기가 공기관(103)으로 유입되어 KA-4 중계변(20) 하실(25)로 공급되고 막판(22)을 상승시켜, 막판피스톤(28)의 제동작용때 막판피스톤(22)으로 작용되는 압부력을 상쇄, 조절함으로써 막판피스톤(28) 상부실(27)로 유입되는 압력을 상승시키게 되어, 제동작용때 하중 적재량에 따른 제동력을 얻게 된다.

비상제동시에는 도 3에 도시된 바와 같이, 제동 공기관(100)의 공기가 급강하하면, KA-3 제어변(10) 비상부(10')의 중간실(K)에 압력공기가 급하강되므로 하부실(O)에 공급되었던 압력공기통(PR)의 압력공기에 의해 막판 피스톤(12')이 급상승되어 비상 공급변(6')이 개변되어 급동공기통(BR)의 압력 공기가 KA-4 중계변(20)의 막판 피스톤(28) 중간실(21) 및 작용공기통(KR)에 공급되므로 도 2의 상용제동시 제동 체결속도 보다 빠르고 압력공기통(PR) 체적비 증가분만큼 높은 제동력을 얻을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 제동장치의 배기변의 작동상태를 설명하면 도 1에 도시된 바와 같이, 수동 완해시 공급공기통(SR) 공기를 배출하고 작용 공기를 배출치 않으면 공급공기통(SR)에 재차 공기 충만시 제동이 체결되는 현상이 발생되므로 이를 방지하기 위하여 배기변(30)에서 피스톤(W) 하부실(P')의 압력공기를 공급공기통(SR)에서 배수콕크의 개변으로 압력이 빠질 때, 스프링의 탄발력에 의해 피스톤(W)이 하방으로 내려지도록 하여 배기변(P)이 개변되고 이때, 작용공기통(KR)에 공급된 압력공기를 배기변(30) 배기구(32)를 통하여 대기로 빠지게 되면, KA-4 중계변(20) 막판 피스톤(28) 중간실(21)에 압력공기가 동시에 대기로 빠지게 되어 재차 제동체결이 되지 않으며 공급공기통(SR)에 재차 공기 압력의 공급시는 배기변(30) 피스톤(W) 하부실(P')에도 동시에 공급되므로 배기변(P)이 닫혀 제동작용시 작용공기통(KR) 공기가 대기로 빠질 수 없게 되어 정상적인 제동 작용이 이루어지게 된다.

이와 같이, 화차용 차량의 상용제동 및 비상제동시 하중적재에 따라 필요한 제동력을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같은 본 고안에 따른 영공식 화차용 제동장치를 이용하므로서, 제동장치의 구조를 간편화할 수 있어 보수 유지가 용이하고 정밀도를 향상시켜 누설에 의한 오동작을 방지할 수 있으며, 또한 화중 적재에 따라 제동력을 증가시킬 수 있어 제동력 및 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

동력차로부터 공급된 제동관(BP)의 압력공기를 공기관(100)을 경유 막판 피스톤(12) 하부실(11)로 유입되고 막판피스톤(12') 졸림구와 역지변(14)을 지나 공기관(109)을 통하여 압력공기통(PR)에 공급하고 막판 피스톤(12)의 하부실(11)로 유입된 제동관 압력공기 증감에 의해 막판 피스톤(12)이 상부실(15) 공기압력에 의해 제동작용을 제어하는 제어부(10')와; 비상제동시 급동공기통(BR)의 압력공기가 공기관(107)을 지나 상부실(g)에 공급되고 제동 공기관(100)의 공기는 막판 피스톤(12') 상부실(K)에 형성되고 하부실(O)에 압력공기통(PR)의 압력공기가 공급되며 비상제동시 급동공기통(BR)의 압력 공기가 공기관(108)을 통하는 비상부(10")로 이루어진 KA-3 제어변(10)과; 제동후 수동완해시, 하부실(P')에 공급되었던 공기관(105) 압력을 공급공기통(SR)의 배수콕크를 개변시켜 대기로 배출시키면 피스톤(W)이 스프링의 탄력에 의해 하강하며 배기변(P)이 개변되어 배기구(32)를 통해 압력공기가 대기로 빠져 완해작용이 이루어지도록 하는 배기변(30)과; 하중적재에 따라 공기관(102)의 압력공기를 공기관(103)으로 유입시키는 응하중변(40, 40')과; 공급공기통(SR)의 압력공기가 피스톤실(61)에 유입하여 제동작용을 일으키며 각각 공기관으로 연결되어 제동작용을 할 수 있도록 하는 제동통(60)을 갖는 공지의 영공식 화차용 제동장치에 있어서,

동력차로부터 공급된 제동관(BP)의 압력공기를 KA-3 제어변(10)에서 공기관(108, 108')을 통하여 압력 공기가 막판 피스톤(28) 중간실(21) 및 작용 공기통(KR)에 공급되면, 막판 피스톤(28)이 압부력에 의해 상승되어 공급변(26)을 개변하여 공급공기통(SR)의 충만된 압력공기를 제동통(60)으로 유입시킬 때, 영공식 응하중변(40, 40')의 작용에 의해 공기관(102) 압력공기가 공기관(103)을 통해 막판 피스톤(22) 하부실(25)에 공급되어 막판 피스톤(28)의 제동작용때 막판 피스톤(22)으로 작용되는 압부력을 상쇄 조절하여 하중 적재에 따라 필요한 제동력을 얻을 수 있도록 하는 KA-4 중계변(20)과;

KA-4중계변(20)이 공급공기통(SR)의 압력공기를 제동통(60)의 피스톤실(61)로 유입시켜 제동력을 얻을 때, 압력공기통(PR)의 압력공기가 공기관(108)을 통하여 KA-3제어변(10) 제어부(10')의 하부공급변(6)이 랩상태가 될 때까지 막판(13') 하실(48)을 경유 연결관(108')을 지나 KA-4 중계변(20) 막판피스톤(28) 중간실(21)에 속도를 조절하여 공급시켜 앞차량과 뒷차량간의 제동체결시간을 같게 보상시키는 등속작용변(50)이 구비된 것을 특징으로 하는 영공식 화차용 제동장치.