KR101063839B1 - 전동차축 인너레이스 해체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전동차축에 열박음된 인너레이스를 가열하여 해체하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 전동차축 인너레이스 해체장치는, 인너레이스를 유도가열 방법으로 가열하여 해체할 수 있도록 하되, 가열 전 전동차축의 인너레이스를 축방향으로 고정하는 한쌍의 고정수단이 한 본의 고정수단조절대에 의해 작동되도록 함으로써 인너레이스에 대한 고정작업 효율성을 최대화하고, 가열된 인너레이스의 온도와 가열시간을 제어하여 인너레이스가 과열되지 않도록 한 구조에 기술적 특징이 있다.

인너레이스, 인너링, 전동차축, 축

Description

전동차축 인너레이스 해체장치{The apparatus for dismantling the inner race from a train axle}

본 발명은 전동차축에 열박음된 인너레이스를 해체하는 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 전동차축에 열박음된 인너레이스를 가열하는 링형(또는 원통형) 유도가열수단과 인너레이스를 축방향으로 지지하는 고정수단이 구비됨으로써, 적정온도로 가열된 상태에서 고정수단에 의해 축방향으로 고정된 인너레이스에 대하여 전동차축을 축방향 전방으로 밀어 인너레이스가 전동차축의 외주면으로부터 빠져나올 수 있도록 한, 전동차축 인너레이스 해체장치에 관한 것이다.

각종 회전축에는 베어링이 장착되는데, 전동차축과 같이 큰 하중을 받는 경우 전동차축을 보호하는 동시에 베어링의 원활한 회전을 위하여 베어링의 내륜이 되는 대략 원통형의 인너레이스(또는 인너링)가 전동차축의 외주면에 결합되고, 아우터링의 내주면을 따라 다수의 롤러(또는 볼)가 결합된 베어링 몸체가 상기 인너레이스의 외주면에 결합되며, 상기 베어링의 아우터링 외주면에 전동차륜이 결합됩으로써, 전동차축을 중심으로 전동차륜이 회전할 수 있게 된다.

상기와 같은 구조에서 인너레이스의 외주면 원주방향을 따라서는 베어링 롤 러가 밀착된 상태에서 자전하면서 공전하게 되는 바, 인너레이스가 전동차축에 밀착된 상태로 고정되지 않으면, 전동차축의 외주면이 손상될 뿐 아니라 베어링 자체의 수명도 단축된다.

따라서 상기 인너레이스는 전동차축에 열박음되는데, 열박음이란 인너레이스에 열을 가하여 내경을 확대한 상태에서 전동차축에 끼움으로써 냉각 후 인너레이스의 내경이 축소되면서 인너레이스의 내주면이 전동차축의 외주면에 단단히 밀착 고정되도록 하는 하나의 결합 방법으로서, 인너레이스를 교체하거나 축과 인너레이스 등을 정비하기 위해서는 인너레이스를 전동차축에서 빼내어야 하는데, 열박음된 상태이기 때문에 인너레이스를 해체하기가 매우 어렵다.

상기와 같이 축에 단단히 밀착 고정된 부품에 물리적인 힘을 가하여 해체할 수 있도록 한 가장 기본적인 장치는 외주면에 나사산이 형성된 스크류를 이용하는 구조로서, 이러한 장치로는 국내 공개실용신안 실1999-3669호에 게시된 "장축부의 베어링 탈착장치"를 예로 들 수가 있다.

상기 고안의 장치는 길이방향 중앙부를 중심으로 양 측의 나사산 방향이 다른 턴버클을 이용한 것으로, 턴버클의 회전에 따라 턴버클의 양 측에 각각 나사 결합된 두 플렌지 사이의 거리가 멀어지거나 가까워지는 원리를 이용하여 단단히 결합된 베어링을 축에서 분리할 수 있도록 하였다.

그런데 전동차축에 결합된 인너레이스는 열박음된 상태이기 때문에, 상기와 같이 스크류의 회전에 따라 발생하는 힘이나, 유압, 해머 등을 이용한 기계적 또는 물리적 방법으로 전동차축에서 인너레이스를 강제로 분리하는 경우에는 전동차축과 인너레이스의 표면 손상이나 변형 등을 초래할 수 있는 바, 열박음할 때와 같이 인너레이스에 열을 가하여 인너레이스의 내경을 확대한 후 인너레이스를 전동차축으로부터 분리하여야만 한다.

상기와 같이 열박음된 인너레이스를 가열한 상태로 분리할 수 있도록 한 장치로는, 국내 등록실용신안 제412447호에 게시된 "회전기기용 커플링 분해 또는 조립하는 장치"가 있다.

상기 장치는 커플링 고정수단과, 고정된 커플링 주위로 회전하는 가열토치가 구비됨으로써, 회전하는 가열토치로서 고정된 커플링을 가열한 상태에서 축에 커플링을 결합하거나 축으로부터 커플링을 분리할 수 있도록 장치이이다.

그런데 상기 장치는, 장치에 고정된 커플링의 외주면 원주방향을 따라 회전하는 가열토치의 회염으로 커플링을 가열하는 바, 화재, 화상 등 안전사고의 위험이 상존할 뿐만 아니라 화염에 의한 국부적인 과열에 의해 커플링의 변형이 초래될 수 있고, 그에 따라 분해나 조립이 용이하지 않을 수도 있다.

또한 회전하는 가열토치에 화염을 발생시키기 위한 연료인 프로판가스와 산소가스가 각각 저장된 연료통과 회전하는 기열토치와의 배관 연결이 쉽지 않다는 문제가 있다.

상기와 같이 토치의 화염을 이용한 가열에 따른 문제점을 해결할 수 있는 장치로는, 국내등록실용신안 제 218064호에 게시된 "내륜 발취기"가 있는 바, 이 장치는, 가열수단으로서 유도코일을 사용함으로써 화염을 사용함에 따른 문제점들을 해소할 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기 내륜 발취기는, 내륜에 걸려 내륜을 축방향으로 고정할 수 있도록 서로 대향하는 두 홀더의 상하방향 위치가 고정되어 있어 작업대상 축의 위치가 항상 일정해야만 작업이 가능하다는 제한이 있을 뿐 아니라, 서로 대향하는 두 홀더를 조여주기 위한 스크류 핸들이 좌·우 양 측에 각 홀더별로 구비되어 있기 때문에 작업자가 일측에서 타측으로 이동하면서 작업을 수행하거나 두 사람이 함께 작업을 해야 하는 등 한쌍의 홀더로서 내륜을 고정하는 작업이 번거롭고 효율성이 떨어진다는 단점이 있다.

또한 고정된 내륜에 대하여 차축을 축방향으로 밀어내는 나사축을 토크모터로서 자동 회전시키는 경우, 내륜이 가열에 의해 완전히 확장되지 않은 상태에서도 토크모터의 힘에 의해 차축이 밀려날 수 있는 바, 차축 표면에 스크래치 등이 발생할 수 있다는 단점이 있다.

또한 종래의 장치들에서는 열박음된 가열대상 부품이 필요 이상 가열됨으로써 국부적인 변형이 초래될 수도 있으며, 과열에 의해 부품이 가진 강도 등의 기계적 성질이 저하될 수도 있다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은은, 인너레이스, 베어링, 차륜, 기어 등 축에 열박음된 부품을 가열한 상태에서 축으로부터 해체할 때 사용하는 종래의 장치들이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 전동차축에 열박음된 인너레이스를 축방향으로 고정하는 작업이 손쉽고 간편함으로써 인너레이스의 해체 작업성을 향상시킬 수 있는 전동차축 인너레이스 해체장치를 제공함에 있다.

또한 인너레이스를 가열 시 국부적인 가열이나 필요 이상으로 가열되지 않는 전동차축 인너레이스 해체장치를 제공함에 있다.

그리고 전동차축을 지지하는 축지지수단의 상·하 위치를 필요에 따라 자유롭게 조절할 수 있는 전동차축 인너레이스 해체장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하우징 내에 상·하향 이동 가능토록 결합되는 축지지수단과; 서로 대향하도록 분리되고 각각 결합부재가 구비된 한쌍의 고정수단과;

두 고정수단에 길이방향 양 측이 나사결합되데 두 결합부의 나사방향이 서로 역방향인 한 본의 고정수단조절대와;

인너레이스를 가열하기 위한 수단으로서의 링형 유도코일과;

가열수단에 구비된 온도센서 및 타이머를 포함하는 구성으로 이루어진 전동 차축 인너레이스 해체장치를 제공한다.

본 발명의 전동차축 인너레이스 해체장치는, 한 본의 고정수단조절대만을 회전시켜 서로 대향하는 고정수단간 거리를 간단히 넓히거나 좁힐 수 있기 때문에 인너레이스를 해체하기 위한 사전 작업인 인너레이스 고정작업이 현저히 쉬워지고 간편화됨으로써 작업효율이 최대화되는 장점이 있다.

그리고 온도센서와 타이머에 의해 가열되는 온도 및 시간이 제어되면서 인너레이스가 항상 필요한 정도만큼만 가열되기 때문에 과열이나 국부적인 가열 등에 의한 인너레이스의 변형이나 손상이 방지되는 이점이 있다.

또한 축지지수단의 상·하 위치를 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 작업대상 축의 구조, 크기 등 작업조건의 변화와 관계 없이 해체작업이 가능한 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

본 발명은, 전동차축에 열박음된 인너레이스를 전동차축으로부터 빼어내기 위한 인너레이스 해체장치에 관한 것이다.

그리고, 본 발명의 전동차축 인너레이스 해체장치는, 인너레이스의 해체를 위하여 가열하기 전 인너레이스를 축방향으로 움직이지 못하도록 하는 사전 고정작업 시, 인너레이스를 고정하기 위한 한쌍의 고정수단이, 한 본의 고정수단조절대에 의해 움직이면서 두 고정수단 사이의 간격이 조절될 수 있도록 한 구조에 특징이 있다.

그리고 인너레이스의 가열이 링형 또는 원통형 유도코일에 의해 균일하게 이루어지도록 하되, 온도센서를 구비하여 인너레이스가 일정한 온도 이상으로 가열되지 않도록 하는 동시에 일정한 시간동안만 가열되도록 한 구조에 본 발명의 또 다른 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명의 전동차축 인너레이스 해체장치는, 하우징과; 하우징 내에서 상·하 왕복이동 가능하며 중앙부에 관통공이 구비된 축지지수단과; 축지지수단의 전면 또는 배면에 슬라이딩 가능토록 결합된 한 쌍의 고정수단과; 고정수단에 회전 가능토록 나사 결합된 고정수단조절대와; 축지지수단 배면측 하우징 내부에 고정된 원통형 가열수단과; 축지지수단에 결합된 해체수단; 등으로 구성된다.

이때, 상기 축지지수단의 관통공과 가열수단은 동일 중심축을 가지며, 관통공의 작경은 가열수단의 내경보다 작고, 상기 한쌍의 고정수단은 서로 대향한 상태에서 각각의 대향단부가 축지지수단의 관통경 내경부로 동일한 길이씩 돌출 가능한 구조이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 장치의 작동방법을 살펴보면 다음과 같다.

고정수단을 벌린 상태에서 인너레이스가 열박음된 전동차축의 일단부를 상기 축지지수단의 관통공에 관통시키면, 축지지수단 배면측에 결합된 원통형 가열수단의 내경부에 인너레이스가 결합된 전동차축 부위가 위치하게 된다.

상기와 같은 상태에서 고정수단조절대를 이용하여 서로 대향한 두 고정수단 사이의 간격을 좁혀 두 고정수단으로 인너레이스를 고정하고, 해체수단의 전방단부를 전동차축의 후단면에 밀착시킨 후 가열수단에 전원을 인가하면, 유도가열에 의 해 인너레이스가 가열된다.

이때 전동차축과 가열수단 및 관통공의 중심은 서로 일치된 상태이다.

그리고 인너레이스가 과열되지 않도록 일정한 온도 및 일정한 시간동안 가열 후 해체수단으로 전동차축의 후단면을 축방향 전방으로 밀면, 상기 고정수단에 의해 축방향으로 고정된 인너레이스의 내경부로부터 전동차축이 빠져나가게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 장치의 정면도를, 도 2에 측면도를, 도 3에 내부 구조도를, 도 4에 고정수단과 고정수단조절대의 결합도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전동차축 인너레이스 해체장치는, 전·후방으로 개방된 내부공간을 가진 하우징(10)과;

상기 하우징(10) 내에서 상·하 왕복이동 가능하고, 중앙부에 관통공(H)이 구비된 축지지수단(20)과;

상기 관통공(H)에 인접한 축지지수단(20)의 일측 면에 접촉한 상태에서 슬라이딩 가능토록 결합되고, 인너레이스(I)의 양 측을 축방향 전방으로 고정할 수 있도록 서로 대향하는 각각의 대향단부가 상기 관통공(H)의 내경부측으로 돌출 가능한 한쌍의 고정수단(30)과;

상기 한쌍의 고정수단(30)에 길이방향 양 측이 각각 나사 결합되어 고정수단(30) 사이의 간격을 좁히거나 넓힐 수 있으며, 하우징(10)을 관통하여 외부로 돌 출하는 일측단부에 회전손잡이(h1)가 구비된 고정수단조절대(40)와;

상기 축지지수단(20)의 관통공(H)과 중심축이 일치하도록 축지지수단(20)의 배면측 하우징(10) 내에 고정되며, 상기 관통공(H)보다 큰 내경을 가진 원통형 가열수단(50)과;

상기 축지지수단(20)의 좌·우 양 단부에 양 측의 전방단부가 각각 결합되는 지지부재(61)와, 지지부재(61)의 중앙부에 나사결합된 상태에서 축지지수단(20)의 관통공(H) 중심과 일치하는 중심축을 가지며 하우징(10) 외부로 돌출하는 후방단부에 회전손잡이(h2)가 구비되고 전방단부가 전동차축(X)의 후단면에 밀착 가능한 압박부재(62)로 이루어진 해체수단(60); 등으로 구성된다.

이때 상기 하우징(10) 내에는 축지지수단(20)을 상·하 왕복 이동시킬 수 있는 높이조절수단(70)이 구비되는 바, 높이조절수단(70)은,

상·하단부가 하우징(10)에 결합되어 직립하며 축지지수단(20)이 슬라이딩 가능토록 축지지수단(20)을 관통하는 가이드바(71)와; 축지지수단(20)에 하단부가 회전 가능하게 결합되고 하우징(10)을 관통한 상태로 하우징(10)에 나사 결합되며 상단부에 회전손잡이(h3)가 구비된 스크류인 높이조절대(72); 로 구성된다.

그리고 인너레이스(I)의 축방향 전진을 방지하는 고정수단(30)은, 축지지수단(20)의 전면 또는 배면에 접촉한 상태로 슬라이딩 가능토록 축지지수단(20)에 결합될 수도 있으나, 축지지수단(20)의 전면 또는 배면과 인접한 위치에서 슬라이딩 가능토록 하우징(10) 내부에 결합될 수도 있는데, 정면도 상에서, 두 고정수단(30)의 각 대향단부가 축지지수단(20)의 관통공(H) 돌출 가능토록 슬라이딩 할 수만 있 으면 그 결합구조에 특별한 제한은 없다.

또한 상기 두 고정수단(30)간 거리를 조절하기 위한 고정수단조절대(40)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 결합될 수도 있다.

그리고 상기 고정수단(30)의 일측에는 결합부재(31)가 구비되고, 상기 고정수단조절대(40)는 외주면에 나사산이 형성된 스크류로써, 고정수단조절대(40)의 길이방향 양 측은 서로 떨어져 있는 두 고정수단(30)의 각 결합부재(31)에 각각 나사 결합된다.

이때 상기 고정수단(30)의 각 결합부재(31)에 결합된 고정수단조절대(40)의 양 측에 형성된 나사산의 방향은 서로 역방향으로서, 상기 하우징(10) 외부로 돌출한 고정수단조절대(40)의 일측단부에 구비된 회전손잡이(h1)의 회전방향에 따라 서로 대향하는 두 고정수단(30)간 간격이 벌어지게 되거나 좁아지게 된다.

또한 상기 고정수단(30)에 의해 인너레이스(I)가 축방향으로 고정된 상태에서 전동차축(X)의 후단면을 전방으로 압박하여 밀어내는 압박부재(62) 역시 스크류이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 장치에는, 인너레이스(I)를 적절히 가열하기 위하여 인너레이스(I)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(도면 미도시)가 사용되는 바, 하우징(10) 외면 일측에 결합된 제어반(80)에 가열온도를 설정하기 위한 온도설정부, 가열시간을 측정하는 시간측정부, 가열시간을 설정하기 위한 시간설정부, 설정된 온도와 시간에 따라 가열수단으로의 전원을 인가 또는 차단하는 제어부 등이 구비된다. 온도센서와 제어부를 연결하는 전선은 편의상 도시하지 않았다.

또한 상기 하우징(10)의 저면에 바퀴(W)를 구비하여 장치를 쉽게 이동할 수 있도록 하고, 가열 시 설정온도보다 높은 온도로 가열되거나, 장치의 이동 시 충돌 등의 안전사고를 방지하기 위하여 경광등 등의 경보수단(A)을 구비하며, 하우징(10)을 손쉽게 밀거나 당길 수 있도록 일측에 이동손잡이(h4)를 구비하는 것도 바람직하다.

그 외, 도 3에서 미설명 부호 "S"는 베어링 내부에 주입된 그리스가 전동차륜 측으로 유출되는 것을 방지하는 역할을 하는 "슬링거(slinger)"로서, 전동차에 따라 장착되지 않을 수도 있는데, 슬링거(S)가 장착된 경우에는 슬링거(S)와 함께 인너레이스(I)를 해체하게 된다.

도1은 본 발명 일실시예 장치의 정면도.

도2는 본 발명 일실시예 장치의 측면도.

도3은 본 발명 일실시예 장치의 내부 구조도.

도4는 본 발명 일실시예를 구성하는 고정수단과 고정수단조절대의 결합도.

도5는 본 발명 다른 실시예를 구성하는 고정수단과 고정수단조절대의 결합도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10...하우징 20...축지지수단

30...고정수단 40...고정수단조절대

60...해체수단 61...지지부재

70...높이조절수단

Claims (5)

1. 전·후방으로 개방된 하우징(10)과;

   상기 하우징(10) 내에서 상·하향 이동 가능토록 결합되고, 전동차축(X) 관통용 관통공(H)이 구비된 축지지수단(20)과;

   서로 대향하는 각각의 대향단부가 상기 관통공(H) 내경부로 돌출될 수 있도록 유동 가능하게 결합되는 인너레이스(I) 고정용 한쌍의 고정수단(30)과;

   상기 두 고정수단(30)에 길이방향 양 측이 각각 결합되어 고정수단(30) 사이의 간격조절이 가능한 고정수단조절대(40)와;

   상기 축지지수단(20)의 배면측 하우징(10) 내에 고정되고, 관통공(H)보다 큰 내경을 가지며, 상기 인너레이스(I)를 유도가열하기 위한 원통형 가열수단(50)과;

   상기 축지지수단(20)의 양 측과 결합된 지지부재(61)의 중앙부에, 상기 전동차축(X) 후단면에 밀착 가능한 전방단부를 가진 압박부재(62)가 나사 결합된 해체수단(60)을 포함하여 구성되고,

   상기 한쌍의 고정수단(30)에는 결합부재(31)가 각각 구비되고, 상기 고정수단조절대(40)의 길이방향 양 측은 상기 결합부재(31)와 각각 나사 결합되며, 상기 고정수단조절대(40)의 양 측에 형성된 나사산의 방향은 서로 역방향이며,

   상기 하우징(10)의 외면 일측에는 인너레이스(I)의 온도를 감지하는 온도센서로부터 온도신호를 수신하는 제어반(80)이 결합되고, 상기 제어반(80)에는 온도설정부, 시간측정부, 시간설정부, 전원제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 전동차축 인너레이스 해체장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징(10) 내에는 축지지수단(20)을 상·하 왕복 이동시킬 수 있는 높이조절수단(70)이 구비되고,

   상기 높이조절수단(70)은, 상기 하우징(10) 내부에 직립 결합되고 축지지수단(20)을 관통하는 가이드바(71)와; 상기 축지지수단(20)에 하단부가 회전 가능하게 결합되고 하우징(10)에 나사 결합된 상태에서 하우징(10)을 관통한 상단부에 회전손잡이(h3)가 구비된 높이조절대(72)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전동차축 인너레이스 해체장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 하우징(10)을 관통하여 외부로 돌출하는 고정수단조절대(40)의 일측단부에는 회전손잡이(h1)가 구비된 것을 특징으로 하는 전동차축 인너레이스 해체장치.
5. 삭제

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