KR101151732B1

KR101151732B1 - 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치

Info

Publication number: KR101151732B1
Application number: KR1020090122546A
Authority: KR
Inventors: 이종호; 남완진
Original assignee: 주식회사 에코마이스터; 한국철도공사
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2012-06-15
Also published as: KR20110065866A

Abstract

본 발명은 철도차량의 차륜 내부 크랙을 확인하기 위한 초음파 탐상과 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 단일 작업 위치에서 순차적으로 이루어질 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 레일 일측에 배치되는 베이스와; 레일의 폭 방향으로 베이스 상에서 이동 가능하게 장착되는 이동 대차와; 상기 이동 대차 상에 장착되며, 레일의 폭 방향으로 하는 회전과 레일의 길이방향으로 신축 가능하게 구성되는 위치 가변부와; 차륜의 탐상면에 접하여 차륜의 불량 상태를 초음파 탐상 가능하도록 위치 가변부의 일단부에 회전 가능하게 장착되는 탐상부로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치는 재생 가능한 차륜인지 확인을 위하여 차륜의 내부 결합을 검사하는 탐상장치와; 재생 가능한 차륜이 얹혀진 상태에서 레일과 접하는 면을 절삭가공하여 변형된 차륜을 재생시키는 절삭가공장치로 구성됨을 특징으로 한다.

철도차량, 차륜, 크랙, 확인, 탐상장치, 재생장치

Description

철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치{ultra sono graphy apparatus for checking inner crack of a railroad train wheel and recycling apparatus having the same}

본 발명은 철도차량의 차륜 내부 크랙을 확인하기 위한 탐상장치 및 이를 구비한 철도차량의 차륜 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 운행에 의해 차륜이 레일과의 마찰 등으로 인하여 마모되고, 이 경우, 차량의 하중 또는 기타의 요인에 의해 차륜은 마모 상태가 균일하게 일어나지 않고 편마모가 발생하게 된다.

이와 같이 차륜이 편마모 되는 경우, 차량의 운행에 있어 승차감을 저하하는 것은 물론 안전상 문제를 유발시킨다.

따라서, 편마모 상태가 일정 범위를 넘는 차륜은 교체가 이루어져야만 한다.

이 경우, 차륜의 교체로 인한 비용 등의 문제를 해소하기 위하여 종래에는 편마모된 차륜을 검사하여 내부크랙이 존재하지 않는 재생 가능한 차륜은 편마모 상태를 제거하기 위한 절삭가공 등을 통해 재생하여 다시 사용하고 있다.

그러나 종래의 철도차량의 차륜을 재생시키기 위한 장치들은 독립된 작업장 에 차륜의 내부크랙을 확인하기 위한 검사장치와 재생 가능한 차륜의 재생가공을 위한 장치가 각각 구비되어 검사 및 재생을 수행하고 있다.

즉, 종래에는 검사를 위한 작업장소에서 차륜의 재생이 가능한지 여부를 먼저 확인한 후에 다른 작업장으로 이송하여 차륜의 재생을 수행하고 있다.

이 경우, 차륜은 각각의 작업장으로 이동되어 작업이 수행되어야 하기 때문에 차량으로부터 분리하여 작업하는 것이 일반적이다.

다시 말해서, 차륜을 차량으로부터 분리하지 않고서 작업을 수행하는 경우에는 차량 자체를 검사와 재생을 위한 작업장으로 이송시키면서 작업을 하여야만 하기 때문에 작업 자체가 더딜 뿐만 아니라 각각의 작업장은 차량이 진입할 수 있는 공간이 각각 마련되어야만 하는 문제가 있다.

그리고 차량으로부터 차륜을 분리하여 검사 및 재생작업을 수행하는 경우, 매번 차륜의 분리와 결합이 이루어져야만 하기 때문에 부가적인 작업이 수반되어야만 하는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 철도차량의 차륜 내부 크랙을 확인하기 위한 초음파 탐상과 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 단일 작업 위치에서 순차적으로 이루어질 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 철도차량의 차륜 재생을 위하여 차륜을 분리하지 않고서도 초음파 탐상과 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 이루어질 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 제2목적이 있다.

그리고 차륜이 레일 위 또는 절삭가공장치상에 배치된 상태에서 철도차량의 차륜에 발생한 내부 크랙을 확인하기 위한 초음파 탐상이 이루어질 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 제3목적이 있다.

또한, 초음파 탐상을 위한 장치가 차륜에 사선 방향으로 접촉하여 탐상이 이루어지도록 하여 탐상 후 바로 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 이루어질 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 제4목적이 있다.

그리고 초음파 탐상을 위한 장치가 레일을 피하여 탐상 위치로 이동 가능하도록 구성하여 장치의 배치를 위한 공간을 최소화할 수 있도록 한 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 제공하는데 제5목적이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 철도차량의 차륜 재생 가능 여부를 확인하기 위한 초음파 탐상과 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 단일 작업위치에서 순차적으로 이루어지는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 철도차량의 차륜 재생을 위하여 차륜을 분리하지 않고서도 초음파 탐상과 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 이루어질 수 있어 차륜 분리를 위한 별도의 장치가 필요치 않는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 초음파 탐상을 위한 장치가 차륜에 사선 방향으로 접촉하여 탐상이 이루어지도록 하여 탐상 후 바로 철도차량의 차륜 재생을 위한 절삭가공이 이루어질 수 있어서 작업시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.

넷째, 본 발명은 초음파 탐상을 위한 장치가 레일을 피하여 탐상 위치로 이동 가능하도록 구성하여 장치의 배치를 위한 공간을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도차량의 차륜 재생 여부를 확인하기 위한 탐상장치를 도시한 사시도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 부분 평면도이며, 도 2b는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 부분 정면도이며, 도 2c는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 좌측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치(100)는 레일(4) 일측에 배치되는 베이스(110)와; 상기 레일(4)의 폭 방향으로 상기 베이스(110) 상에서 이동 가능하게 장착되는 이동 대차(120)와; 상기 이동 대차(120) 상에 장착되며, 상기 레일(4)의 폭 방향으로 하는 회전과 레일(4)의 길이방향으로 신축 가능하게 구성되는 위치 가변부(130)와; 차륜(1)의 탐상면에 접하여 차륜(1)의 불량 상태를 초음파 탐상 가능하도록 상기 위치 가변부(130)의 일단부에 회전 가능하게 장착되는 탐상부(140)로 구성된다.

여기서, 상기 위치 가변부(130)는 일단부가 이동 대차(120)에 레일(4)의 폭 방향으로 회전 가능하게 장착되고, 타단부가 레일(4)의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되도록 절곡된 부재로 이루어지는 회전 가변부(131)와; 일단부가 이동 대차(120)에 회전 가능하게 장착되고, 타단부가 회전 가변부(131)에 회전 가능하게 장착되어 회전 가변부(131)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전 가변구동부(132)와; 레일(4)의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되는 회전 가변부(131)의 일단부에 장착되어 레일(4)의 길이방향으로 탐상부(140)를 차륜(1)에 접하거나 이격되도록 이동시키는 신축 가변부(133)로 구성된다.

또한, 상기 회전 가변구동부(132)와 신축 가변부(133)는 실린더로 구성된다.

그리고 상기 탐상부(140)는 일측이 개구되는 상태로 내부에 수용부(141a)가 형성되고, 일측에는 매질유 유입구(141b)가 형성되며, 타측에는 매질유 배출구(141c)가 형성되는 탐상부 본체(141)와; 상기 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 적어도 하나 이상의 초음파 탐촉자(142)와; 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 적어도 하나 이상의 검출부(143)로 구성된다.

여기서, 상기 검출부(143)는 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 검출부 본체(143a)와; 길이가 가변되도록 검출부 본체(143a)에 삽입되는 접촉부(143b)와; 상기 접촉부(143b)를 탄성 지지 가능하도록 검출부 본체(143a)와 접촉부(143b) 사이에 구비되는 탄성부재(143c)로 구성된다.

한편, 상기 탐상부 본체(141)는 개구된 부분이 매질유의 누출을 방지할 수 있는 탄성 재질로 이루어지고, 매질유 배출구(141c) 측과 인접한 개구된 부분은 스크래퍼(146)로 구성된다.

또한, 상기 탐상부 본체(141)는 매질유 배출구(141c) 측 외부에 탐상부 본체(141)와의 사이에 매질유 수용 공간이 형성된 스크래퍼(146)가 구비되고, 상기 스크래퍼(146)에 매질유 배출유로(147)가 연결되도록 구성된다.

도 1 내지 도 2c에는 본 발명에 따른 철도차량의 차륜 재생 가능 여부를 확인하기 위한 초음파 탐상장치(100)가 도시되어 있다.

상기 초음파 탐상장치(100)는 레일(4)의 외측에 배치되어 차량(3)이 차륜(1)의 재생을 위한 작업위치로 진입한 후 탐상부(140)가 상기 레일(4)을 피하여 차륜(1)의 탐상 위치 이동할 수 있도록 구성된다.

이러한 상기 초음파 탐상장치(100)는 레일(4)의 외측 영역에 장착되는 베이스(110)가 구비되고, 상기 베이스(110)의 상부에 레일(4)과 멀어지거나 가까워지는 위치로 이동하는 이동 대차(120)가 장착될 수 있다.

상기 이동 대차(120)가 레일(4)과 멀어지거나 가까워지는 위치의 이동을 위한 구성으로, 상기 베이스(110)에는 이송축(111)이 구비되고, 상기 이송축(111)의 어느 일단부에는 이송축 구동부(113)가 연결되어 이송축(111)의 회전에 의해 이동 대차(120)가 이동 가능하도록 구성되고, 상기 이송축(111)의 양측으로는 가이드(112)가 배치되어 이동 대차(120)가 활주 가능하게 장착된다.

한편, 상기 이동 대차(120)에는 이송축(111)이 끼워지는 이송축 홀더(124)가 구비되며, 상기 이송축(111)에 형성된 나사부와 이송축 홀더(124)에 형성되는 나사부가 맞물려 이송축(111)의 회전에 의해 이동 대차(120)로 이송력을 제공한다.

그리고 상기 이동 대차(120)에는 가이드 홀더(125)가 구비되어 상기 베이스(110)에 구비되는 가이드(112)가 끼워져 이동 대차(120)가 안정적인 활주가 가능해진다.

또한, 상기 이동 대차(120)의 자체에 구동력을 갖는 휠(바퀴) 등이 구비되고, 베이스(110) 상에는 레일 등이 구비되어 이동 대차(120)가 이동 가능하도록 구성한다.

상기 이동 대차(120)에는 탐상부(140)가 레일(4)을 따라 차량(3)이 진입할 경우, 차량의 대차(2) 또는 차륜(1) 등과 충돌하지 않도록 별도위치에 배치되었다가 차량(3)이 진입한 후 차륜(1)의 탐상 위치로 탐상부(140)가 이동할 수 있도록 위치 가변부(130)가 구비된다.

상기 위치 가변부(130)는 레일(4)의 폭 방향으로 하여 회전하여 탐상부(140)의 높이가 가변 되도록 하는 회전 가변부(131)가 구비된다.

그리고 상기 회전 가변부(131)의 일단부에는 탐상부(140)가 차륜(1)의 탐상 위치와 가까워지거나 멀어지도록 길이의 가변이 이루어지는 신축 가변부(133)가 구비된다.

즉, 상기 회전 가변부(131)는 일단부가 이동대(120)에 구비된 결합부(122)에 레일(4)의 폭 방향으로 하여 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 레일(4)의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되도록 절곡된 부재로 이루어지고, 상기 결합부(122)를 축으로 상기 회전 가변부(131)가 회전하도록 동력을 제공하기 위한 회전 가변구동부(132)가 구비된다.

여기서, 상기 회전 가변구동부(132)는 일단부가 이동 대차(120)에 구비되는 결합부(123)에 의해 상기 이동 대차(120)에 회전 가능하게 장착되고, 타단부가 회전 가변부(131)에 구비되는 결합부(132a)에 회전 가능하게 장착된다.

이와 같이 장착된 회전 가변구동부(132)는 길이방향의 신축 또는 승강 작용을 통해 상기 회전 가변부(131)에 대한 회전력을 제공한다.

또한, 상기 회전 가변구동부(132)를 실린더로 구성하여 회전 가변부(131)의 회전이 이루어지고, 상기 회전 가변부(131)는 시소 운동에 의해 회전이 이루어지거나 또는 회전 구동장치(모터 등)를 통해 회전이 이루어진다.

한편, 상기 회전 가변부(131)의 타단부(절곡되어 레일의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되는 단부)에는 레일(4)의 길이방향으로 탐상부(140)가 차륜(1)의 탐상위치와 가까워지거나 멀어지도록 길이의 가변이 이루어지는 신축 가변부(133)가 장착된다.

여기서, 상기 신축 가변부(133)는 실린더로 구성할 수도 있고, 이와 달리 LM 가이드 등과 같이 길이방향의 이동이 가능한 구성을 통해 이루어질 수도 있다.

그리고 상기 신축 가변부(133)의 단부에는 차륜(1)의 상태를 탐상하기 위한 탐상부(140)가 구비되고, 상기 탐상부(140)는 상기 신축 가변부(133)의 단부에 일정각도의 회전할 수 있도록 결합된다.

예를 들어, 상기 신축 가변부(133)가 실린더로 구성되는 경우에는 신축 가변부(133)의 로드(133a)의 단부가 탐상부(140)에 구비되는 결합부(141d)와 힌지 결합이 이루어지도록 하여 일정한 각도의 회전이 이루어진다.

이와 같이 탐상부(140)가 신축 가변부(133)에 대하여 일정 각도로 회전하게 되는 경우에는 차륜(1)의 축과 위치 가변부(130)(즉, 신축 가변부(133))가 일직선상에 배치되지 않는 경우에도 탐상부(140)를 구성하는 초음판 탐촉자(142)가 차륜(1)의 탐상 영역에 대하여 마주하는 위치에 배치되도록 접하게 될 수 있다.

즉, 이와 같은 구성을 통해 초음파 탐상 결과의 오류를 최소화할 수 있다.

한편, 상기 탐상부(140)의 회전은 1축 이상의 회전이 가능하도록 하여 차륜(1)과 탐상부(140)가 접하는 위치, 방향 또는 차륜(1)의 형태에 따른 다양한 경우에 대처할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치가 차량의 차륜 재생을 위해 적용된 상태를 도시한 부분 확대도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구성하는 탐상부의 구성을 도시한 부분 확대 단면도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 탐상부를 도시한 평면도이며, 도 5a는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구성하는 탐상부를 도시한 예시도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 탐상부를 도시한 우측면도이며, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치가 차량의 차륜 재생을 위해 적용되는 상태를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치(10)는 재생 가능한 차륜(1)인지 확인을 위하여 차륜(1)의 내부 결합을 검사하는 탐상장치(100)와; 재생 가능한 차륜(1)이 얹혀진 상태에서 레일(4)과 접하는 면을 절삭가공하여 변형된 차륜(1)을 재생시키는 절삭가공장치(200)로 구성된다.

여기서, 상기 탐상장치(100)는 레일(4) 일측에 배치되는 베이스(110)와; 레일(4)의 폭 방향으로 베이스(110) 상에서 이동 가능하게 장착되는 이동 대차(120)와; 이동 대차(120) 상에 장착되며, 레일(4)의 폭 방향으로 하는 회전과 레일(4)의 길이방향으로 신축 가능하게 구성되는 위치 가변부(130)와; 차륜(1)의 탐상면에 접하여 차륜(1)의 불량 상태를 초음파 탐상 가능하도록 위치 가변부(130)의 일단부에 회전 가능하게 장착되는 탐상부(140)로 구성된다.

또한, 상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 좌우측 한 쌍의 차륜(1)에 대한 탐상이 가능한 위치에 배치된다.

그리고 상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 레일(4)의 길이방향으로 서로 인접하게 배치되는 두 쌍의 차륜(1)의 사이에 차륜(1)에 대한 탐상이 가능하도록 직렬로 각각 배치된다.

또한, 상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 레일(4)의 길이방향으로 서로 인접하게 배치되는 두 쌍의 차륜(1) 외측 위치에 차륜(1)에 대한 탐상이 가능하도록 직렬로 각각 배치된다.

한편, 상기 탐상장치(100)와 인접한 위치에는 작업의 상태 확인을 위한 카메라(300)가 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탐상장치(100)는 레일(4) 사이(즉, 레일의 외측)에 위치하여 진입된 차량(3)의 차륜(1)과 인접하게 배치되도록 장착되고, 상기 레일(4)에는 절삭가공장치(200)가 구비되어 탐상장치(100)에 의해 재생 가능한 것으로 확인된 차륜(1)에 대한 절삭가공이 수행되도록 구성된다.

또한, 상기 절삭가공장치(200)는 레일(4)로부터 차륜(1)을 분리하여 회전시키기 위한 한 쌍의 구동 롤러(210)가 구비되고, 상기 구동 롤러(210) 사이에는 차륜(1)의 재생을 위한 절삭공구(220)가 배치된다.

상기 절삭가공장치(200)는 차량(3)이 재생가공을 위한 위치로 진입하면, 구동 롤러(210)가 상승하여 차륜(1)을 레일(4)로부터 들어올려 분리시키고, 차량(3) 하부 위치의 일부 레일(4)이 제거되고, 상기 구동 롤러(210)가 차륜(1)을 회전시켜 탐상과 재생을 위한 절삭가공을 수행한다.

만일, 차륜(1)의 재생을 위한 절삭가공일 경우에는 절삭공구(220)는 승강되어 차륜(1)의 절삭면에 접하여 폭 방향으로 이동하면서 절삭을 수행하도록 승강장치와 이동장치(미도시)가 구비된다.

한편, 상기 재생을 위한 절삭가공 전에 차륜(1)이 재생 가능한지 탐상을 먼저 수행한다.

여기서, 상기 탐상장치(100)는 이동 대차(120)가 레일(4)과 인접한 위치로 이동하면서 동시 또는 순차로 위치 가변부(130)의 회전 가변부(131)가 회전하여 탐상부(140)가 레일(4)과 충돌하지 않고서 이동하고, 신축 가변부(133)의 작동에 의해 탐상부(140)가 차륜(1)의 탐상위치에 접하게 되며, 이 상태에서 상기 구동 롤러(210)가 차륜(1)을 회전시켜 탐상을 수행한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 탐상부(140)는 탐상부 본체(141)가 상기 위치 가변부(130) 또는 신축 가변부(133)의 단부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 탐상부 본체(141)는 일측이 개구되는 상태로 내부에 탐촉자(142)가 장착되는 수용부(141a)가 형성되며, 상기 탐상부 본체(141)에는 탐촉자(142)와 차륜(1)의 탐상면 사이에 채워지는 매질유가 상기 수용부(141a)의 내부로 공급되도록 매질유 유입구(141b)가 형성되고, 매질유 배출구(141c)가 형성된다.

또한, 상기 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에는 적어도 하나 이상의 초음파 탐촉자(142)가 장착되고, 상기 초음파 탐촉자(142)는 초음파 탐촉자 홀더(142a)에 의해 상기 수용부(141a)에 고정되도록 장착되며, 상기 초음파 탐촉자(142)는 차륜(1)의 탐상 영역을 한번에 탐상 가능하도록 복수의 초음파 탐촉자(142)가 차륜(1)의 폭 방향으로 마주하도록 배치된다.

한편, 상기 수용부(141a)에는 상기 초음파 탐촉자(142) 보다 상기 탐상부 본체(141)의 개구부 측으로 돌출되는 검출부(143)가 구비된다.

상기 검출부(143)는 탐상부(140)가 차륜(1)의 탐상 영역에 접하게 되는 상태를 검출하여 탐상부(140)의 이동(즉, 신축 가변부(133)의 작동)을 제어하도록 구성한다.

상기한 바와 같은 구성에 의해 상기 초음파 탐촉자(142)가 차륜(1)의 탐상 영역에 충돌하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 검출부(143)가 차륜(1)의 탐상 영역에 접하게 될 때, 검출부(143)에 가해지는 힘 또는 검출부(143)의 변위를 통해 차륜(1)과 접촉되는 상태를 검출하도록 구성한다.

또한, 상기 검출부(143)를 통해 탐상부(140)의 위치제어와 더불어 탐상 부(140)로 매질유의 공급을 함께 제어한다.

즉, 상기 검출부(143)는 차륜(1)의 탐상 영역에 접하게 될 때, 차륜(1)에 의해 가해지는 압력(외력) 또는 길이의 가변 상태를 감지하여 접촉된 상태를 확인할 수 있도록 구성된다.

상기 검출부(143)는 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 검출부 본체(143a)가 장착되고, 상기 검출부 본체(143a)에는 접촉부(143b)가 입출 가능하게 장착된다.

즉, 상기 접촉부(143b)는 그 일부가 검출부 본체(143a)에 삽입된 상태에서 일정 길이가 입출되어 외부에 노출된 길이가 가변 가능하도록 장착되도록 구성한다.

그리고 상기 접촉부(143b)와 검출부 본체(143a) 사이에는 탄성부재(143c)가 배치되어 상기 접촉부(143b)가 탄성 지지 되도록 구성된다.

상기 접촉부(143b)가 탄성부재(143c)에 의해 탄성 지지가 되어 노출된 길이가 일정하게 유지되고, 접촉부(143b)가 차륜(1)에 접촉하는 경우 검출부 본체(143a) 내부로 밀려 들어갔다가 탐상부(140)가 차륜(1)으로부터 분리되는 경우 다시 원상태로 회복될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 접촉부(143b)의 위치 변위가 발생하는 경우 접촉부(143b)의 변위를 근거로 하는 외력 또는 길이의 변위를 검출하여 탐상부(140)가 차륜(1)과 접촉한 상태를 확인할 수 있다.

한편, 초음파 탐촉자(142)와 차륜(1) 사이에 매질유가 위치하도록, 상기 탐상부 본체(141)의 내부에는 매질유가 충전되는데, 이 경우, 매질유의 누설을 방지하기 위하여 상기 탐상부 본체(141)의 개구된 단부영역은 탄성 재질로 이루어져 누설 방지가 가능한 구조이다.

특히, 상기 탐상부 본체(141)의 개구된 부분은 매질유 배출구(141c) 측과 인접한 개구된 부분이 차륜(1)에 묻은 매질유를 긁어낼 수 있는 스크래퍼(146)로 구성되며, 상기 스크래퍼(146)는 개구된 부분이 탄성 재질로 이루지는 것 그 자체로 이루어진다.

한편, 상기 매질유를 차륜(1)으로부터 제거하기 위하여 매질유 배출구(141c) 측과 인접한 탐상부 본체(141)의 개구된 부분을 다른 부분과 형상, 강도 또는 경도 등을 달리하여 구성한다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 탐상부(140)에는 별도의 스크래퍼(146)가 구비되고, 상기 스크래퍼(146)는 상기 탐상부 본체(141)의 매질유 배출구(141c)측 외부에 상기 탐상부 본체(141)와의 사이에 매질유 수용 공간이 형성된다.

즉, 상기 탐상부 본체(141)의 외부에 또 하나의 매질유 수용 공간이 형성되며, 상기 탐상부 본체(141)의 개구된 방향으로 개구되는 구조로 이루어지고, 상기 스크래퍼(146)의 개구된 부분은 탄성 재질로 이루어지고, 개구된 부분이 다른 부분과 형상, 강도 또는 경도 등이 다르게 구성되어 차륜(1)으로부터 매질유를 충분히 제거하도록 구성된다.

그리고 상기 스크래퍼(146)에는 탐상부 본체(141)로부터 배출되는 매질유와 더불어 차륜(1)으로부터 제거된 매질유를 배출하기 위한 매질유 배출유로(147)가 연결될 수 있다.

상기 매질유는 탐상부 본체(141)의 매질유 유입구(141b)에 연결되는 매질유 공급유로(144)를 통해 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 충전되어 초음파 탐촉자(142)에 의한 탐상이 가능하도록 한다.

그리고 상기 탐상부 본체(141)의 매질유 배출구(141c)를 통해 스크래퍼(146)의 수용부로 배출되고, 스크래퍼(146)에 의해 차륜(1)으로부터 제거된 매질유와 함께 매질유 배출유로(147)를 통해 배출되고, 상기 스크래퍼(146)가 구비되지 않는 경우에는 상기 매질유 배출유로(147)는 탐상부 본체(141)의 매질유 배출구(141c)에 직접 연결될 수도 있다.

또한, 상기 탐상장치(100)는 차륜(1)의 재생할 수 있는지 여부를 확인하고, 차륜(1)이 재생 가능한 것으로 판단되면, 차륜(1)의 재생을 위하여 절삭가공장치(200)에 의해 재생을 위한 가공이 수행된다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 차륜(1)의 재생을 위하여 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 좌우측 한 쌍의 차륜(1)에 대한 탐상이 가능하도록 배치되고, 좌우측 한 쌍의 차륜(1)에 대한 탐상과 재생가공이 수행되고, 차량(3)의 다른 위치에 일렬로 배치되는 다른 좌우측 한 쌍의 차륜(1)에 대한 탐상과 재생가공이 순차적으로 수행된다.

한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 차륜(1)의 재생을 위하여 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 레일(4)의 길이방향으 로 서로 인접하게 직렬로 배치되는 두 쌍의 차륜(1)의 사이에 배치되어 각 차륜(1)에 대한 탐상과 재생가공 수행되도록 구성한다.

이와 같은 경우 작업자는 두 쌍의 차륜(1) 사이에 위치하여 차륜(1)의 탐상 및 재생가공을 위한 조작과 작업상태의 확인이 가능하다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 차륜(1)의 재생을 위하여 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측으로 레일(4)의 길이방향으로 서로 인접하게 배치되는 두 쌍의 차륜(1) 외측에 배치되어 각 차륜(1)에 대한 탐상이 수행되도록 구성한다.

이와 같은 경우 작업자는 두 쌍의 차륜(1) 사이에 위치하여 두 쌍의 차륜(1)의 탐상 및 재생가공을 위한 조작 및 작업상태의 확인이 가능하여야만 하기 때문에 상기 탐상장치(100)의 작업상태 및 조작을 위하여 카메라(300)가 배치될 수도 있다.

여기서, 상기한 카메라(300)에 의해, 작업자는 모니터(미도시)를 통해 상기 카메라(300)로부터 전송되는 영상을 통해 탐상장치의 작업상태와 조작상태를 확인하여 탐상장치(100)의 작동을 제어할 수 있다.

도 6d에 도시된 바와 같이, 차륜(1)을 차량(3)의 대차(2)로부터 분리하여 탐상 및 재생가공을 수행하는 경우에도 차륜(1)이 절삭가공장치(200)의 척(230)에 의해 물려 회전하는 위치에 탐상장치(100)가 배치되고, 상기 탐상장치(100)는 절삭공구(220)의 맞은편 위치에서 레일(4)의 외측에 배치되며, 절삭공구(220)는 탐상장치(100)의 맞은편 위치에서 레일(4)의 외측으로부터 진입하여 재생가공이 이루어진 다.

도 1은 본 발명에 따른 철도차량의 차륜 재생여부를 확인하기 위한 탐상장치를 도시한 사시도,

도 2a는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 부분 평면도,

도 2b는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 부분 정면도,

도 2c는 도 1에 도시된 철도차량 차륜 재생용 탐상장치를 도시한 좌측면도,

도 3은 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치가 차량의 차륜 재생을 위해 적용된 상태를 도시한 부분 확대도,

도 4a는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구성하는 탐상부의 구성을 도시한 부분 확대 단면도,

도 4b는 도 4a에 도시된 탐상부를 도시한 평면도,

도 5a는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구성하는 탐상부를 도시한 예시도,

도 5b는 도 5a에 도시된 탐상부를 도시한 우측면도,

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치가 차량의 차륜 재생을 위해 적용되는 상태를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1: 차륜 1a: 외륜

2: 대차 3: 차량

4: 레일 10: 재생장치

100: 탐상장치 110: 베이스

111: 이송축 112: 가이드

113: 이송축 구동부 120: 이동 대차

121: 이동 대차 본체 122: 결합부

123: 결합부 124: 이송축 홀더

125: 가이드 홀더 130: 위치 가변부

131: 회전 가변부 132: 회전 가변구동부

132a: 결합부 133: 신축 가변부

133a: 신축 가변부 로드 140: 탐상부

141: 탐상부 본체 141a: 수용부

141b: 매질유 유입구 141c: 매질유 배출구

141d: 결합부 142: 초음파 탐촉자

142a: 초음파 탐촉자 홀더 143: 검출부

143a: 검출부 본체 143b: 접촉부

143c: 탄성부재 144: 매질유 공급유로

146: 스크래퍼 147: 매질유 배출유로

200: 절삭가공장치 210: 구동롤러

220: 절삭공구 230: 척

300: 카메라

Claims

레일(4) 일측에 배치되는 베이스(110)와;

상기 레일(4)의 폭 방향으로 상기 베이스(110) 상에서 이동 가능하게 장착되는 이동 대차(120)와; 상기 이동 대차(120) 상에 장착되며, 상기 레일(4)의 폭 방향으로 하는 회전과 레일(4)의 길이방향으로 신축 가능하게 구성되는 위치 가변부(130)와; 차륜(1)의 탐상면에 접하여 차륜(1)의 불량 상태를 초음파 탐상 가능하도록 상기 위치 가변부(130)의 일단부에 회전 가능하게 장착되는 탐상부(140)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 1항에 있어서,

상기 위치 가변부(130)는 일단부가 이동 대차(120)에 레일(4)의 폭 방향으로 회전 가능하게 장착되고, 타단부가 레일(4)의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되도록 절곡된 부재로 이루어지는 회전 가변부(131)와; 일단부가 상기 이동 대차(120)에 회전 가능하게 장착되고, 타단부가 상기 회전 가변부(131)에 회전 가능하게 장착되어 상기 회전 가변부(131)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전 가변구동부(132)와; 상기 레일(4)의 폭 방향으로 연장된 위치에 배치되는 회전 가변부(131)의 일단부에 장착되어 레일(4)의 길이방향으로 상기 탐상부(140)를 차륜(1)에 접하거나 이격되도록 이동시키는 신축 가변부(133)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 2항에 있어서,

상기 회전 가변구동부(132)와 신축 가변부(133)는 실린더로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 1항에 있어서,

상기 탐상부(140)는 일측이 개구되는 상태로 내부에 수용부(141a)가 형성되고, 일측에는 매질유 유입구(141b)가 형성되며, 타측에는 매질유 배출구(141c)가 형성되는 탐상부 본체(141)와; 상기 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 적어도 하나 이상의 초음파 탐촉자(142)와; 상기 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 적어도 하나 이상의 검출부(143)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 4항에 있어서,

상기 검출부(143)는 상기 탐상부 본체(141)의 수용부(141a)에 장착되는 검출부 본체(143a)와; 길이가 가변되도록 상기 검출부 본체(143a)에 삽입되는 접촉부(143b)와; 상기 접촉부(143b)를 탄성 지지하도록 상기 탐상부 본체(141)와 접촉부(143b) 사이에 구비되는 탄성부재(143c)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 4항에 있어서,

상기 탐상부 본체(141)는 개구된 부분이 매질유의 누출을 방지할 수 있는 탄성 재질로 이루어지고, 매질유 배출구(141c)측과 인접한 개구된 부분은 스크래퍼(146)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
제 4항 또는 제 6항에 있어서,

상기 탐상부 본체(141)는 매질유 배출구(141c)측 외부에 탐상부 본체(141)와의 사이에 매질유 수용 공간이 형성된 스크래퍼(146)가 구비되고, 상기 스크래퍼(146)에 매질유 배출유로(147)가 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치.
재생 가능한 차륜(1)인지 확인을 위하여 차륜(1)의 내부 결합을 검사하는 탐상장치(100)와; 재생 가능한 차륜(1)이 얹혀진 상태에서 레일(4)과 접하는 면을 절삭 가공하여 변형된 차륜(1)을 재생시키는 절삭가공장치(200)로 구성되고,

상기 탐상장치(100)는 레일(4) 일측에 배치되는 베이스(110)와;

상기 레일(4)의 폭 방향으로 상기 베이스(110) 상에서 이동 가능하게 장착되는 이동 대차(120)와;

상기 이동 대차(120) 상에 장착되며, 상기 레일(4)의 폭 방향으로 하는 회전과 레일(4)의 길이방향으로 신축 가능하게 구성되는 위치 가변부(130)와;

차륜(1)의 탐상면에 접하여 차륜(1)의 불량 상태를 초음파 탐상 가능하도록 상기 위치 가변부(130)의 일단부에 회전 가능하게 장착되는 탐상부(140)로 구성됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치.
제 8항에 있어서,

상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 좌우측 한 쌍의 차륜(1)에 대한 탐상이 가능한 위치에 배치됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치.
제 8항에 있어서,

상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 레일(4)의 길이방향으로 서로 인접하게 배치되는 두 쌍의 차륜(1)의 사이에 차륜(1)에 대한 탐상이 가능하도록 직렬로 각각 배치됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치.
제 8항에 있어서,

상기 탐상장치(100)는 절삭가공장치(200)와 인접하도록 레일(4)의 외측에 위치되어 레일(4)의 길이방향으로 서로 인접하게 배치되는 두 쌍의 차륜(1) 외측 위치에 차륜(1)에 대한 탐상이 가능하도록 직렬로 각각 배치됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치.
제 11항에 있어서,

상기 탐상장치(100)와 인접한 위치에는 작업의 상태 확인을 위한 카메라(300)가 구비됨을 특징으로 하는 철도차량 차륜 내부 크랙 확인용 탐상장치를 구비한 차륜 재생장치.