KR100916831B1 - 레일의 하나 이상의 주행면을 재형상화하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
오스트리아 특허 AT-B 388 002로부터 알려진 밀링 헤드에는 레일 헤드를 밀링하기 위한 일련의 선형 밀링-헤드 절삭 에지가 구비되고, 레일 헤드의 형상은 서로 다른 반경을 가진 원호로 이루어져, 밀링 헤드는 밀링된 각 레일 헤드의 부분 원호 개수 만큼의 절삭 에지를 가진다.
그러나, 공간의 부족 때문에, 부착되는 회전판의 개수는 그 종류의 원주 밀링 커터로 제한된다. 따라서, 원주 밀링에 의하여 상기 레일의 길이 방향으로 서로 가까이 위치하고 회전판에 의하여 레일 헤드에 적용되는 적은 개수의 트랙을 제공하는 것만이 가능하다. 그 때문에, 큰 굴곡이 생성되고, 레일 헤드가 밀링 후 다듬질 공정을 받는 것이 필요하다.
원주 밀링 커터에는 원하는 형상을 가지는 복수의 블레이드(blades)가 구비되는 것이 알려져 있다. 복수의 블레이드는 레일의 길이 방향으로 절삭 깊이가 매우 작은 경우에만 필요하다. 여기서, 그런 종류의 다듬질에 의하여 발생되는 오목부 및 뽀족한 끝이 기계 가공된 전체 단면에 걸쳐 연장되어 있다는 문제점이 있다. 이는 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 통과할 때 소음 및 진동을 발생시킨다.
초기에 설명된 종류의 방법에서 그 목적은 1회 원주 밀링 작업으로 소정의 레일 형상을 생성하기 위하여, 상기 레일의 길이 방향으로 서로 가까이 위치하고 있고 상기 레일의 단면에서, 각각, 다각형선 또는 다각선형을 생성하는 적어도 9개의 밀링 트랙이 형성되고, 이어서, 적어도 주행면, 바람직하게는 주행면을 포함하는, 레일 헤드 단면-형상의 볼록부에 대해 연삭 작업을 선택적으로 수행함으로써 달성된다.
다른 변형에서, 1회의 원주 밀링 작업에 의하여 원하는 형상을 생성하기 위하여, 상기 레일의 길이 방향으로 서로 가까이 위치하는 5개 이상, 바람직하게 9개의 밀링 트랙이 샌드위치 밀링 커터로서 형성되는 레일-형상화 밀링 커터에 의하여 형성되고, 이어서, 적어도 주행면, 바람직하게는 주행면을 포함하는, 레일 헤드 단면-형상의 볼록부에 대해 선택적으로 연삭 작업이 수행된다.
바람직한 변형이 종속 청구항에서 특징 지워진다.
상기에서 언급한 바와 같이, 예를 들어, 더 빠른 이동 속도와 같은, 중요한 요구조건에 대하여, 본 발명에 따른 밀링 작업은 트랙의 길이 방향으로 연속하는 파형을 감소시키거나 고르게 하기 위하여, 그리고 다각형선 또는 다각선형을 각각 평탄하게 하거나 고르게 하기 위하여, 밀링된 레일이 연삭 휠의 축과 0°로부터 이탈하는 각도를 이루는 레일의 길이 방향에 수직한 평면에 대하여, 바람직하게는 동일한 행정에서 밀링이 발생하는 즉시 연삭되는 것을 특징으로 하는 연삭 작업을 뒤에 오게한다. 상기 연삭에 대한 바람직한 변형이 종속 청구항 제6항 내지 제24항에서 설명된다.
이전의 밀링을 하지 않고, 레일 헤드의 연삭이 독일 특허 DE-C 44 37 585호, 미국 특허 US-A 4 583 327호 및 유럽 특허 EP-A 0 843 043호에서 대체로 알려져 있으며, 또한 그에 따르면 한편으로, 레일을 따라 연속하는 대칭의 중앙 평면을 향하여, 다른 한편으로, 상기 레일의 길이 방향에 수직한 평면에 대하여 대칭의 상기 중앙 평면의 커팅 라인을 향하여, 경사지도록 배치되는 축의 연삭 휠을 사용하는 것이 알려져 있다. 좀더 많은 재질이 한 통로의 레일에서 제거되는 것을 보장하기 위하여, 수개 또는 그 이상의 복수의 연삭 휠이 각각 기술의 상태에 따라 제공된다.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위해 레일, 특히 철도 차량의 적어도 하나의 주행면, 바람직하게는 레일의 레일 헤드 단면-형상의 볼록부를 밀링하는 본 발명에 따른 레일-형상화 밀링 커터(rail-profile milling cutter)는 밀링 커터가 샌드위치 밀링 커터로서 외주에 회전판을 구비한 5개 이상의 휠로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예가 종속 청구항 제26항 내지 제30항에서 설명된다.
본 발명에 따른 방법을 실시하는 장치는
선택적으로 존재하는 연삭 휠 뿐만 아니라 밀링 커터와 레일의 사이에 상대 운동을 발생하는 수단,
밀링 커터용 구동수단 및 연삭 휠이 구비된 경우 상기 연삭 휠용 구동수단,
제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른, 그리고 후속의 연삭용 밀링 커터,
상기 레일의 길이 방향에 수직한 평면으로부터 이탈하는 방향으로 상기 연삭 휠의 축의 위치 결정수단
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
적합한 변형이 종속 청구항 제32항 내지 제43항에서 설명된다.
Claims (43)
- 레일(1)의 주행면(running surface)을 원주 밀링(peripheral milling)에 의하여 재형상화(re-profiling)하는 방법으로서,상기 레일(1)은 상기 주행면(4)을 포함하는 단면 볼록부(5)를 가진 레일 헤드(3)를 포함하고,상기 방법은, 레일-형상화 밀링 커터(8)를 이용한 1회의 원주 밀링 작업으로 일정 형상을 형성할 수 있도록 상기 레일의 길이 방향으로 서로 인접하게 위치하는 5개 이상의 밀링 트랙을 형성하되,상기 밀링 트랙은, 곡선 단면을 형성하는 2개의 외부 밀링 트랙과, 상기 2개의 외부 밀링 트랙 사이에 위치하며 직선 단면을 형성하는 밀링 트랙을 포함하며,상기 레일 헤드(3)는 상기 외부 밀링 트랙 사이에서 다각형선(polygonal line)의 단면 형상을 가지며,상기 원주 밀링 작업 후에, 후속하여 상기 주행면(4)의 연삭 작업이 선택적으로 수행되는것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 밀링 트랙 각각은, 원주 밀링 중에 생성되어 상기 레일의 길이 방향을 따라 연장된 굴곡(corrugation)을 가지며,상기 굴곡은 서로 엇갈리게 배치되어, 하나의 밀링 트랙의 굴곡은 인접하는 밀링 트랙의 굴곡에 대해서 길이 방향으로 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 밀링 트랙의 밀링 작업은 하향 절삭법(cut-down milling method)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 밀링 트랙의 길이 방향으로의 굴곡을 감소 또는 평탄화하고, 상기 레일상기 다각형선을 평탄하게 하도록, 밀링 작업된 레일(1)이 연삭 휠(12)에 의해 연삭되고, 상기 연삭 휠(12)의 축(21)은 상기 레일(1)의 길이방향과 직각을 이루는 면에 대해 0°로부터 편향된 각도 α를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭 휠(12)의 축(21)은 상기 레일(1)의 길이방향과 직각을 이루는 면에 대해 1° 내지 20° 사이의 각도 α를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서,상기 각도 α는 5° 내지 12° 사이의 각도인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭 휠(12)의 축(21)은 상기 레일(1)의 길이 방향의 대칭면과 90°의 각도 β을 이루는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭 휠(12)의 축(21)은 상기 레일(1)의 길이 방향의 대칭면과 70°보다 크고 90°보다 작은 각도 β을 이루며, 상기 각도 β는 상기 레일(1)의 가이드면(6) 측에 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭 휠은 마모에 따라 연삭을 깊이를 조절하여 상기 레일(1)을 향하는 방향으로 재조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 연삭 깊이는 상기 연삭 휠 표면의 직경을 측정함으로써 얻어지는 측정 데이터를 기초로 조절되거나, 상기 연삭 휠(20)의 구동 모멘트를 측정함으로써 얻어지는 측정 데이터를 기초로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭 휠(12)의 형상화는 연삭 숫돌(24)에 의해 이루어지고, 상기 연삭 숫돌은 상기 레일(1)의 주행면(4)의 형상을 가지며, 상기 연삭 숫돌(24)의 길이 방향과 상기 연삭 휠(12)은, 상기 레일(1)과 상기 연삭 휠(12)이 이루는 각도 α 및 β와 동일한 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제11항에 있어서,상기 레일(1)의 주행면의 연삭 작업 이전 및 그 이후 연삭 작업 동안에, 상기 연삭 휠(12)의 형상화가 주기적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 레일(1)과 상기 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12) 간의 길이 방향 상대 이동은 상기 레일(1)을 상기 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12)에 대해 길이방향으로 상대적으로 변위시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서,상기 밀링 커터(8)와 결합 직전 및 상기 연삭 휠(12)과 결합 직전에, 상기 레일(1)은 상기 레일(1)의 주행면(4)을 향하는 가이드(17, 20)에 압착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서,상기 가이드(17, 20)는 진동을 방지하도록 감쇠되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서,상기 밀링 커터(8)와 결합 직전 및 상기 연삭 휠(12)과 결합 직전에, 상기 레일(1)은 상기 레일(1)의 가이드면(6)을 향하는 측면 가이드(19)에 압착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서,상기 연삭 휠(12)과 결합된 직후에, 상기 레일(1)은 상기 레일(1)의 주행면(4)을 향하는 가이드(17)에 압착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서,상기 연삭 휠(12)과 결합된 직후에, 상기 레일(1)은 상기 레일(1)의 가이드면(6)을 향하는 측면 가이드(19)에 의해 압착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,밀링 작업에 의한 칩 및 연삭 작업에 의한 칩은 즉시 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 연삭은 하향 절삭법(cut-down method)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서,상기 레일(1)과 상기 밀링 커터(8) 및 상기 레일(1)과 상기 연삭 휠(12) 간의 길이 방향 상대 운동이 상기 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12)을 부설된 레일(1)을 따라 길이 방향으로 이동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제21항에 있어서,상기 연삭 휠(12) 및 상기 밀링 커터(12)는 상기 레일(1)과의 결합 지점까지 이동되고, 상기 이동은 연삭 깊이의 조정을 위한 시스템과 독립하여 상기 레일(1)의 주행면(4)에 압착될 수 있는 가이드(17, 20)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제21항에 있어서,상기 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12)은 상기 레일(1)의 가이드면(6)을 향하는 방향으로 이동 가능하고, 상기 이동은 상기 레일(1)의 가이드면(6)을 향하는 가이드(19)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 레일(1)의 주행면(running surface)을 원주 밀링(peripheral milling)에 의하여 재형상화(re-profiling)하는 장치로서,상기 레일(1)은 상기 주행면(4)을 포함하는 단면 볼록부(5)를 가진 레일 헤드(3)를 포함하고,상기 장치는, 1회의 원주 밀링 작업으로 일정 형상을 형성하기 위한 레일-형상화 밀링 커터(8); 및 상기 원주 밀링 작업 후에 상기 주행면(4)의 연삭 작업을 선택적으로 수행할 수 있는 연삭 장치를 구비하며,상기 레일-형상화 밀링 커터(8)는 상기 레일(1)의 길이 방향으로 서로 인접하게 위치하는 5개 이상의 밀링 트랙을 형성하며,상기 밀링 트랙은, 곡선 단면을 형성하는 2개의 외부 밀링 트랙과, 상기 2개의 외부 밀링 트랙 사이에 위치하며 직선 단면을 형성하는 밀링 트랙을 포함하고,상기 레일 헤드(3)는 상기 외부 밀링 트랙 사이에서 다각형선(polygonal line)의 단면 형상을 가지는,것을 특징으로 하는 장치.
- 제24항에 있어서,상기 레일-형상화 밀링 커터(8)는 5개 이상의 휠(30)로 이루어진 샌드위치 밀링 커터이고,각각의 휠(30)은 외주부에 회전판(31)을 구비하며,인접한 휠(30) 상에 배치되는 상기 회전판(31)들은 원주방향으로 서로 어긋나게(offset) 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제25항에 있어서,상기 회전판(31)은 4중 회전판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제25항 또는 제26항에 있어서,상기 회전판(31)은, 나사 결합에 의하여 상기 휠(30)로부터 반경방향 외측으로 돌출된 돌출부(humps)(37)에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제25항 또는 제26항에 있어서,상기 회전판(31)의 절삭 에지는 상기 회전판이 고정되는 휠(30)의 측면을 벗어나는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제25항 또는 제26항에 있어서,연삭 휠(12) 및 레일-형상화 밀링 커터(8)와 상기 레일(1)의 사이에 상대 운동을 발생시키는 수단(27);밀링 커터용 구동수단(9) 및 상기 연삭 휠용 구동수단(13); 및연삭 중에 상기 레일의 길이 방향에 수직인 평면(22)으로부터 편향된 방향으로 상기 연삭 휠(12)의 축(21)을 위치시키는 위치 결정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레일(1)의 길이 방향에 수직인 평면(22)으로부터 연삭 휠(12)의 축(21)의 편차각(α)이 1° 내지 20°인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제30항에 있어서,상기 편차각(α)이 5° 내지 12°인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 연삭 휠(12)의 축(21)의 위치 결정수단은 다른 편차각을 조정하기 위하여 상기 레일(1)의 길이 방향에 수직인 평면(22)으로부터 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 연삭 휠의 축의 위치 결정수단은, 상기 연삭 휠(12)의 축(21)이 상기 레일(1)의 대칭 평면의 커팅 라인 및 상기 레일(1)의 길이 방향에 수직인 평면과 90°의 각도(β)를 형성하거나, 또는 70° 내지 90° 사이의 각도(β)를 이루는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레일(1)을 향한 방향으로 마모에 따라 연삭 휠(12)을 재조정하기 위한 수단(14)을 구비하며,상기 수단(14)은 상기 연삭 휠의 직경을 측정하는 측정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레일(1)의 주행면(4)의 형상을 갖는 연삭 숫돌(24)을 더 구비하며,상기 연삭 숫돌(24)의 길이 방향과 상기 연삭 휠(12)은, 상기 레일(1)과 상기 연삭 휠(12)이 이루는 각도 α 및 β와 동일한 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레일(1)을 상기 레일의 길이 방향으로 상기 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12)을 지나 이동시키기 위한 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제36항에 있어서,상기 이동수단은, 상기 레일(1)의 주행면(4)을 향하는 가이드(17, 20) 및 상기 레일(1)을 상기 가이드(17)에 맞대어 압착하는 압착 설비(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제37항에 있어서,상기 가이드(17, 20)는 진동-감소형인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제37항에 있어서,상기 레일(1)의 가이드면(6)을 향하는 레일(1)용 측면 가이드(19) 및 상기 레일(1)을 상기 측면 가이드(19)에 맞대어 압착하는 압착 설비(19)가 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레일-형상화 밀링 커터(8) 및 상기 연삭 휠(12)은, 부설된 레일(1)을 따라서 변위될 수 있는 주행수단(27) 상에 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
- 제40항에 있어서,상기 주행수단(27)에는, 연삭 휠(12) 및 레일-형상화 밀링 커터(8)의 결합을 수직 및 수평 방향에서 규제하며, 상기 레일(1)의 상기 주행면(4) 및 상기 가이드면(6)에서 결합시키는 가이드(17, 20, 19)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
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