KR101329632B1 - 항장력스프링 보상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항장력 스프링 보상 장치로서, 주로 그루브 풀리, 보상 케이블, 좌측 종판, 주축, 오일실, 베어링, 우측 종판, 접촉식 플랙 스파이럴 스프링, 하우징, 고정 앵글강, 마운팅 베이스, 핀, 단선 제동 장치 등을 포함한다. 상기 그루브 풀리는 주축에 고정되고, 상기 보상 케이블은 그루브 풀리에 감겨 한쪽 끝이 그루브 풀리에 고정되며, 다른 한쪽 끝은 외부 가공 접촉선과 연결된다. 상기 주축은 오일실, 베어링에 의해 좌측 종판과 우측 종판에 지지된다. 상기 좌측 종판, 우측 종판, 하우징, 고정 앵글강, 마운팅 베이스는 단힌 박스체를 구성하고, 상기 핀은 상기 박스체의 일측과 이격된 마운팅 베이스의 일측과 연결된다. 상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상기 박스체의 내부에 설치하고 그 내측으로 구부려진 고리가 주축과 연결되며 외측으로 구부려진 고리는 박스체상의 고정 앵글강에 연결된다. 본 발명의 항장력 스프링 보상 장치는 소형으로 크기가 작고 무게가 가볍다. 또한 집전기의 이선률을 감소시키기 위하여, 전기화 철도의 가공 접촉선의 일정한 장력을 유지한다.

항장력 스프링 보상 장치, 가공 접촉선, 보상 케이블

Description

항장력스프링 보상 장치{A constant strain spring compensation device}

본 발명은 전기화 철도의 가공 접촉선(overhead contact lines)의 전기 공급 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 집전기의 이선률(contact loss rate)을 줄이기 위하여 전기화 철도의 가공 접촉선(버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드<soft bestride>)에 일정한 장력을 유지하도록하는 항장력스프링 보상 장치에 관한 것이다.

전기화 철도의 가공(架空) 접촉선(버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드<soft bestride>)은 온도 변화에 따른 수축 및 팽창 뿐만 아니라 크리프(creep) 및 도선 마모 등으로 인한 탄성 선재의 신장과 장기간 작용에 의한 버팀대의 기울어짐 등으로 인해 접촉 부유선(suspension)의 고도와 장력에 영향을 초래하게 된다. 이러한 요소로 인해 탈선이 발생하며 가공 접촉선의 수류성능 (受流性能, current-collecting capability)이 악화되고 장력의 증대로 가공 접촉선 단선을 조성하며 가공 접촉선 운행상의 고장을 발생하게 된다.

가공 접촉선 전체 코스를 분단(section) 배치하고 매 단락을 한개 묘단(錨段, anchor section)으로 하며 묘단의 양측에 투묘(install)한다. 가공 접촉선의 장력의 항정(invariablenes)을 자동적으로 유지하기 위해 일반적으로 투묘 점(anchor point)에 장력 조정 장치를 설치한다.

기존 장력 조정 장치는 주로 아래 두가지가 있다.

1. 기존 전기화 철도 가공 접촉선(버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드) 에 설치된 보상 장치는 일반적으로 추타식(墜炸)으로 되어 있으며 통상 풀리 블록(pulley block)과 래칫 휠(ratchet wheel) 두 가지가 있다. 비록 이 두 가지 보상 장치는 구조가 간단하고 믿음성 등 장점이 있지만 체적이 크고 중량이 무거우며 보기에 아름답지 않고 큰 바람에 흔들거리고 부딪치는 등 단점이 있다. 또 다른 한가지 단점은 설치 및 보수시 비용이 높다는 점이다. 이와 같은 이유는 그러한 보상 장치를 지지하고, 관리하고 보호하기 위한 보조적인 구조와 일상적인 운행 관리 및 수리 작업으로 인한 것이다. 특히 지하철이나 기존 터널 등 낮고 비좁은 조건하에 전기화 가공 접촉선을 개조하여 추타 설치(installing the weight)시 터널 단면에 대한 확충 작업이 필요하므로 공사량이 대폭 증가되고 오가는 차량에 지장을 초래하며 시공기간이 길고 공사 비용이 증가되므로 지질 조건이 복잡한 구간에는 실현하기 어렵다.

2. 전기화 가공 접촉선의 소프트 비스트라이드<soft bestride>는 다중 선로를 갖는 철도역의가공 접촉선 부유선(suspension)의 수평 지지 설비로서 선로 양측의 지지대와 지지대에 매달린 버팀로프, 상하부 로케이션 로프와 그것을 지지하고 연결하는 부품으로 구성된다.

가공 접촉선의 수류기능(受流性能)을 개선하고 가공 접촉선의 소프트 비스트라이드 <soft bestride>의 작동 유지를 줄이기 위하여 상하부 로케이션 로프에 보 상 장치를 설치하였다. 보상 장치는 버팀로프(소프트 비스트라이드 <soft bestride>)의 높이에 기본상 적응하지만 보상 묘단(anchor section)이 짧고, 장력 변화가 크며, 신장량이 작고, 기능이 떨어지는 등 단점이 있다.

중국 및 다른 나라에 아래 몇 가지 보상 장치가 있으나 여러가지 단점이 있으므로 대면적으로 보급하지 못하고 있는 실정이다.

1. 직렬로 연결된 여러개의 원주형 나선(helical) 압축 스프링을 포함하는 보상 장치(예를 들면, 중국특허번호, 200420025333.1의 탄성 장력 보상기; 중국특허번호, 200510038827.2 가공 접촉선 탄성장력 자동 보상이기 등)는 원주형 나선 압축 스프링에 적용되는 힘은 운행에 직접적으로 비례하기 때문에 이러한 보상 장치는 가공 접촉선 장력의 항구불변을 보증할 수 없다.

2. 유압 및 공압형 보상 장치(예를 들면, 특허번호, 03235102.X의 전기화 철도용 유압 보정 장치, 중국특허번호, 03218606.1의 디퍼렌셜 플런저 유압장력 보상 장치, 특허번호, 00232367.2의 전기화 철도용 공압식 장력 자동 보상이기 등)는 오일과 에어의 손실로 끊임없는 감시와 유지가 필요하고 제때에 오일과 에어를 보충해야 하며, 기름 유출과 공기가 새는 상황이 수시로 발생하여 원가가 비교적으로 높아 사용상 많은 제한을 받게 된다.

전기화 철도 도시열차, 여객선, 고속열차의 발전에 따라 열차의 운행 속도가 200km/h、300km/h, 혹은 더 빠르게 되었고 가공 접촉선의 보상이기에 대한 요구가 높아지게 되었으며, 그의 안전성과 믿음성은 시급히 해결해야 할 문제로 되었다.

항장력 스프링 보정장치는 전기화 철도 가공 접촉선의 중요한 구성 부분이며, 온도 변화에도 불구하고가공 접촉선의 장력을 일정하게 유지하는 중요한 장치이다. 항장력 스프링 보상 장치의 능력은 가공 접촉선의 부유 탄성과 가공 접촉선의 공간 위치의 표준 상태에 직접적인 영향을 주게되며,집전기 및 가공 접촉선의 결함을 줄이고, 가공 접촉선의 안전성과 믿음성을 제고하는데 중요한 의의가 있다.

본 발명의 목적은 외부 에너지에 의존하는보상상기 다양한 보상 장치의 단점을 극복하기 위하여, 외떡잎식물과 같이, 예비 감김 접촉식 플랫 스파이럴 스프링(pre-winded contact flat spiral spring)에 저장된 탄성 변형 에너지에 의해 팽팽하게 연장된 전기화 철도의 가공 접촉선(버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드)의 길이 변화를 자동으로 보상하는 장치를 제공한다.보상이러한 완전한 기계적 고성능 장치는 가공 접촉선의 장력을 보장하고, 그의 길이 변화에 적응하고, 유지해 준다. 또한 본 발명에 따른 장치는 구조가 작고, 체적과 중량이 크게 감소되고,가공 접촉선 부유(suspension)의 안정성을 향상시키고 열차의 속도를 중가시킬 수 있다.

상기 언급한 기술적 문제를 해결하기 위하여 본 발명이 제공하는 기술적 해결 방안은 가공 접촉선(버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드)은 가공 접촉선 항장력 스프링 보상 장치 보상 케이블에 의해 그루브 풀리(groove pulley)(인볼류트 그루브 풀리, 헬리컬 그루브 풀리 또는 고정 그루브 풀리)에 연결되어 작동한다.

환경 온도 변화시 가공 접촉선의 길이는 열팽창과 냉수축 작용에 의해 변하며, 이때 그루브 풀리는 주축상의 접촉식 플랫 스파이럴 스프링을 구동한다. 접촉식 플랫 스파이럴 스프링의 주축에 수직인 평면에 회전 모멘트(pivoting monent)가 발생되고, 예비 감김 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 탄성 변형 에너지를 저장하며, 접촉식 플랫 스파이럴 스프링의 조임과 풀림으로인해 발생하는 토크는 보상 케이블의 길이를 늘리거나 줄여서 가공 접촉선의 길이가 변하는 동안 장력을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명이 제공하는 항장력스프링 보상 장치는, 주로 그루브 풀리, 보상 케이블, 좌측 종판, 주축, 오일실(oil seal), 베어링, 우측 종판, 접촉식 플랫 스파이럴 스프링, 하우징, 고정 앵글강, 마운팅 베이스(mounting base), 핀, 단선 제동장치를 포함한다.

상기 그루브 풀리는 주축상에 고정되어 있고, 상기 보상 케이블은 감기고, 그의 일단은 그루브 풀리에 고정되고 타단은 외부 가공 접촉선에 연결된다. 상기 주축은 오일실, 베어링에 의해 좌측 종판과 우측 종판에 지지된다.

상기 좌측 종판, 우측 종판, 하우징, 고정 앵글강, 마운팅 베이스는 닫힌 박스체(closed box base)를 형성한다.상기 핀은 상기 박스체로부터 이격된 마운팅 베이스의 일측과 연결된다.

상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상기 박스체의 내부에 설치되고, 그 내측으로 구부러진 고리가 주축과 연결되며 외측으로 구부려진 고리는 박스체상의 고정 앵글강에 연결된다.

상기 단선 제동 장치는 그루브 풀리와 종판(end plate)을에 조합하여 설치하고 가공 접촉선이나 보상 케이블이 단절된 경우, 마찰에 의해 그루브 풀리를 정지 상태로 제동시켜, 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상대적으로 큰 반발력(rebound force)이 발생되지 않고,항장력 스프링 보정 장치의 안전한 작동을 보장한다.

상기 단선 제동 장치는 주로 제동휠, 쐐기 블럭, 토션 스프링, 고정 볼트, 너트, 압축 스크류, 압축 스프링, 스틸 볼을 포함하고, 그 중 제동휠은 그루브 풀리에 고정되고 쐐기 블럭은 고정 볼트와 너트에 의해 종판에 고정되고, 토션 스프링은 쐐기 블럭과 종판 사이의 고정 볼트 위에 조립되고, 제동휠의 외원주면에는 쐐기 블럭 꼭대기 부분의 가장자리와 교합하는 홈이 있고, 상기 압축 스크류, 압축 스프링, 스틸 볼로 구성된 조임장치는 고정 볼트의 하측에 설치된다.

전기화 철도 가공 접촉선의 장력 보상은 보상 케이블의 당김 작용에 의해 실현하므로 보상 케이블은 힘을 많이 받는 중요한 부품이다. 보상 케이블은 매우 큰 장력을 받고, 또한 매우 열악한 환경에서 작동하기 때문에 피로와 마모로 인한 단선 현상이 자주 발생하게 된다.

보상 장치의 저장된 에너지의 당기는 힘의 방향과 반대인 라인 아웃 위치에서 제동 장치에 당기는 힘을 제공하기 위하여, 단선 제동 장치는 가공 접촉선의 단말의 장력 보상 위치에 설치된다. 가공 접촉선이 단선되는 사고가 발생되는 즉시 그루브 풀리는 정지되어, 심각한 사고의 피해를 줄이고 보상 장치를 보호할 수 있게 된다.

본 발명의 항장력 스프링 조정 장치의 주축의 포지셔닝 서피스(positioning surface)에는 그루브 풀리 또는 그루브 풀리의 슬리브(sleeve) 상의 스플라인 하우징(spline housing)과 결합되는 스플라인 슬롯(spline slot)이 있다. 상기 스플라인 슬롯의 단면 형상은 플랜지형(flange type)이나 그루브형(groove type)이다.

상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상하 그룹이 병렬로 조합된 가변 토크 플랫 스파이럴 스프링 또는항 토크 플랫 스파이럴 스프링일 수 있다.

상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 한개 혹은 한개 이상일 수 있으며,한 층 혹은 다층 철강 벨트에 감겨서 형성될 수 있다.

상기 그루브 풀리는 인볼류트 그루브 풀리, 헬리컬 그루브 풀리 혹은 고정 풀리가 될 수 있다. 상기 항 토크플랫 스파이럴 스프링은상기 고정 그루브 풀리 또는 헬리컬 그루브 풀리에 결합되고,상기 가변 토크 플랫 스파이럴 스프링은 상기 인볼류트 그루브 풀리와 결합된다.

상기 인볼류트 그루브 풀리의 스톱 반경은 아래 공식에 따라 결정할 수 있다. 스톱 반경=시작 반경× (플랫 스파이럴 풀리스프링 스톱 토크/플랫 스파이럴 풀리 스프링 시작 토크)

본 공식의 유도 과정은 아래와 같다.

가정:

가변 토크 플랫 스파이럴스프링 스톱 토그: N1

가변 토크 틀랫 스파이럴 스프링 시작 토크: N2

보상 케이블 시작시 힘: F1

보상 케이블 스톱시 힘: F2

그루브 풀리 시작 반경: r1

그루브 풀리 스톱 반경: r2

탄성의 특징에 근거하여: N1=F1×r1， N2=F2×r2

즉： F1=N1/ r1， F2=N2/ r2

출력 과정중 부하를 일정하게 유지하기 위하여,：F1=F2

즉： N1/ r1=N2/ r2

따라서 아래 답을 얻게 된다： r2=r1×N2/N1

상기 그루브 풀리에는 싱글 그루브 혹은 더블 그루브가 형성될 수 있다. 상기 그루브 풀리는 박스체 주축의 한쪽끝단이나 주축의 중심에 하나가 설치될 수 있으며, 주죽의 양끝단에 대칭적으로 두개가 설치될 수 있다.

상기 단선 제동 장치는좌측 종판 혹은 우측 종판에 하나가 설치될 수 있으며, 좌,우 종판에 각각 두 개가 설치될 수 있다.

상기 단선 제동장치의 제동휠과 쐐기 블럭 사이의 서로 접촉하는 경사면은 평면, 원호면, 나선면, 구면 및 기타 곡면과, 그들의 조합면을 포함하고 상기 경사면의 임의의 점의 절단면과 이 점을 통과하는 회전체 축심을 원심으로 하는 원주선의 본 절단점과 절단선 사이의 협각은 0과 같지 않다.

상기 주축과 그루브 풀리가 위치하는 포지셔닝 서피스(positioning surface)의 형상은 삼방형, 사방형 혹은 다방형일 수 있다.

상기 주축은 박스체 양측의 종판에 의해 지지되고, 지지 방식은 적어도 두 개, 세 개 또는 그 이상의 지지대일 수 있다.

상기 보상 케이블은 스틸 케이블 또는고성능 폴리에틸렌 섬유 로프이다.

본 발명의 항장력스프링 조정 장치의 주요 기술지표는 아래와 같다.

1．작업환경 온도：－40°C～40°C；

2．보상 장치의 기준 장력：1.96kN～26.49 kN，혹은 수요에 따라 주문하여 제작한 기타 기준의 장력;

3．보상 장치의 신장량：보통 0～1300mm이며，수요에 따라 신장량 2000mm을 초과하지 않는 범위내에서 보상 장치를 주문하여 제조할 수 있다.

4．보상 장치의 당김 및 수축 전 운행 범위내의 장력차(마찰력 포함)는 4%보다 적어야 한다；

5．보상 장치의 보상 케이블을 당길때 장력의 최대 도수 및 축소시 장력의 최소 도수와 기준 장력의 이탈차는 4%이내야 한다.

6．보상 장치는 2×104회의 전과정(drawn and retracted) 이후, 걸리거나 막힘이 없으며, 변형이 일어나지 않고 반응하고 회전한다.

7．단선 제동장치의 파괴 하중 ≥58.86 kN이고, 단선 제동 장치가 제동될 때,안전 케이블의 최대 이동 길이는 ≤200mm이다.

8．보상 장치의 모든 방부 요구는 TB/T2073의 "부품 방부 요구" 규정에 부합되어야 하며 본 보상기의 수명은 15년 이상이다.

위에서 서술한 바를 종합하면, 본 발명은 항장력 스프링 보상 장치는 소형으로 크기가 작고 무게가 가볍다. 또한 전기화 철도 가공 접촉선 버팀로프, 접촉선 및 소프트 비스트라이드<soft bestride>)의 장력을 일정하게 유지하고 집전기의 탈선율을 감소시킨다. 계절 변화, 온도 변화에 의한 열팽창과 냉수축 작용에 따라가공 접촉선의 길이가 변화할 때, 본 항장력 스프링 보상 장치는 장력의 유지하고, 탄성 및 고도를 일정하게 유지해 준다.

첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 방식을 아래와 같이 상세하게 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 상세한 설명을 통해 본 발명의 상기 설명과 그 목적, 특징 및 장점에 대해 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도1a는 본 발명의 항장력스프링 보상 장치의 실시예의 구조 설명도이다.

도1b는 도1a를 A-A면으로 절단한 단면도이다.

도1c는 도1a에 포함되는 단선 제동장치 작용 원리 설명도이다.

도1d는 도1a에 포함되는 단선 제동장치 구조 설명도이다.

도2a, 2b는 받침대에 설치된 본 발명에 따른 항장력 스프링 보정 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도3a, 3d는 터널 내부에 설치된 본 발명에 따른 항장력 스프링 보상 장치를 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도면과 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 항장력 스프링 보정 장치를 아래와 같이 상세하게 설명한다.

본 발명의 항장력 스프링조정 장치(100)의 구조 설명도는 도 1a, 도 1b와 같다. 항장력 스프링 보상 장치(100)는 주로 인볼류트 그루브 풀리(involute grooved pulley: 1) 、 보상 케이블(2)、 좌측 종판(3)、 주축(4)、 오일실(5)、 베어링(6)、 우측 종판(7)、 접촉식 플랫 스파이럴 스프링(8)、 하우징(9)、 고정 앵글강(10)、 마운팅 베이스(11)、 핀(12)、 단선 제동장치(104) 등을 포함한다.

본 실시예의 접촉식 플랫 스파이럴 스프링(8)은 가변 토크 플랫 스파이럴스프링이다. 인볼류트 그루브 풀리(1) 스톱 반경(end-radius)은 아래 공식에 따라 결정할 수 있다: 스톱 반경＝시작 반경×(플랫 스파이럴 스프링의 스톱 토크/ 플랫 스파이럴 스프링의 시작 토크).

그 중, 좌측 종판(3)、우측 종판(7)、 하우징(9)、 고정 앵글강(10)、 마운팅 베이스(11)은 닫힌 박스체를 형성한다.

인볼류트 그루브 풀리(1) 주축(4)의 양 끝단에 고정하고, 보상 케이블(2)은 감겨서 그의 단부 중 하나는그루브 풀리(1)에 고정되고, 다른 단부는 외부 가공 접촉선에 연결된다., 박스체의 양측의 오일실(5)、베어링(6), 및 주축(4)은 양 끝단에 위치한 좌측 종판(3)、우측 종판(7)에 지지된다. 접촉식 플랫 스파이럴스프링(8)은 상기 박스체 내부에 설치되고, 그의 내측으로 구부러진 고리가 주축(4)과 연결되며 외측으로 구부려진 고리는 고정 앵글강(10)에 연결된다.

온도가 낮아져 가공 접촉선이 냉각되어 수축할 때, 플랫 스파이럴 스프링(8)은 풀리고, 보상 케이블(2)은 인볼류트 그루브 풀리(1)를 따라 외부로 연장되어, 가공 접촉선의 수축량을 보상한다.

온도가 높아져 가공 접촉선이 가열되어 팽창할 때, 보상 케이블(2)은 인볼류트 그루브 풀리(1)에 감기기 시작한다. 따라서, 보상 케이블(2)의 단축과 연장은 플랫 스파이럴 스프링(8)의 단단히 감기거나 풀림에 따라서 발생하는 토크에 의하여 발생되고, 가공 접촉선을 향상 수평으로 곧은 직선 상태로 유지하게 하며, 집전기와 가공 접촉선 사이의 접촉 상태를 보장하며, 기차의 운행에 있어서 안전을 보장하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예 중 하나는, 우측 종판(7) 위에 단선 제동 장치(104)를 제공한다.

도 1d는 도 1a의단선 제동 장치(104) 구조 설명도이다.도 1d를 참조하면, 상기 단선 제동 장치(104)는 제동휠(13), 쐐기 블럭(14), 토션 스프링(15), 고정 볼트(16), 압축 스크류(17), 압축 스프링(18), 스틸 볼(19), 탄성 와셔(20), 너트(21), 잼 너트(jam nut: 22)로 형성된다.

그 중, 제동휠(13)은 인볼류트 그루브 풀리(1)에 고정되고, 쐐기 블럭(14)은 고정 볼트(16), 탄성 와셔(20), 너트(21)와 잼 너트(jam nut: 22)에 의해 우측 종판에 고정된다.토션 스프링(15)은 쐐기 블럭(14)과 종판(7) 사이의 고정 볼트(16) 상에 조립된다. 제동휠(13)의 외주면에 형성된 홈은 쐐기 블럭(14)의 꼭대기 부분의 절단 자리와 교합하는 기능을 한다.상기 압축 스크류(17), 압축 스프링(18), 및 스틸 볼(19)로 구성된 조임 장치는 고정 볼트(16)의 하부에 설치된다. 상기 토션 스프링(15)과 조임 장치는 쐐기 블럭(14)을 지지하는 역할을 한다.

도1c는 도1a의단선 제동장치(B-B 방향으로 관찰) 작용 원리를 성명하기 위한 개략도이다. 도1c를 참조하면, 고장 발생(버팀로프, 접촉선 및 소프트비스트라이드<soft bestride>의 도선이 단절되거나 보상 케이블(2)2이 단절될 경우)시, 인볼류트 그루브 풀리(1)에 고정된 제동휠(13)에 의해 발생되는 반발력(rebound force)(도1c의 화살표 Ⅱ로 표시함)과 쐐기 블럭(14)의 힘(도1c의 화살표 I로 표시함)의 공동 작용으로 쐐기 블럭(14)의 절단구가 제동휠(13)의 홈에 들어가고, 제동휠(13)과 인볼류트 그루브 풀리(1)의 회전이 마찰에 의해 정지 상태로 제동된다. 그 결과,접촉식 플랫 스파이럴스프링(8)에 비교적 큰 반발력이 발생하지 않도록 하여 항장력 스프링 보상 장치(100)의 안전한 운행을 보장한다.

단선 제동 장치(104)의 제동휠(13)과 쐐기 블럭(14) 사이에 상호 연결되는 경사면은 평면, 원호면, 나선면, 구면 및기타 곡면, 그리고 그 들의 조합면을 포함한다. 상기 경사면의 임의의 점의 절단면과 이 점을 통과하는 회전체 축심을 원심으로 하는 원주선의 본 절단점과 절단선 사이의 협각은 0과 같지 않다.

도 2a, 도 2b는 본 발명 항장력스프링 보상 장치(100)를 받침대(200)에 설치한 설명도이다. 항장력 스프링 보상 장치(100)은 주로 받침대(200), 투묘 앵글강(201), 항장력 스프링 보상 장치(100), 보상 케이블(2), 두 귀(double-ear) 쐐기 케이블 클램프(204), 두 귀 커넥터(206), 바 링크(207), 절연 스트링(208) 등으로 구성된다. 항장력 스프링 보상 장치(100)은 투묘 앵글강(201)에 의해 받침대(200)에 고정된다. 인볼류트 그루브 풀리 위에 감긴 보상 케이블(2)은 두 귀 쐐기 케이블 클램프(204), 평형판(205), 두 귀 커넥터(206), 볼-소켓 바(207), 절연 스트링(208) 등을 통해 버팀로프 또는 접촉선에 연결된다. 또한, 받침대(200)에 스테이와이어를 설치하여 받침대의 직립과 안정성을 보증할 수 있다.

도3a 내지 도3d는 본 발명 항장력스프링 보상 장치(100)을 터널내 설치한 설 명도이다. 도 3b는 도 3a에서 A방향으로 본 설명도이다. 본 발명의 항장력 보상 장치(100)는 터널 내부의 꼭대기에 설치한 앵커 암(anchor arm:301)을 통해 터널에 고정된다. 터널 내부의 맨 꼭대기에 연결된 도선은 앵커 암(301) 상에 배열되어 앵커 암(301)은 직립성과 안정성이 더 보장된다.

도3c는 도3b에서 B 방향으로 본 설명도이다. 도3C를 참조하면, 항장력 스프링 보상 장치(100)의 보상 케이블(2)은 두 귀 쐐기 케이블 클램프(204), 평형판(205), 두 귀 커넥터(206), 볼 소켓 바(207), 절연 스트링(208) 등을 통해 버팀로프(혹은 접촉선)에 연결한다.

상기 실시예 이외에도 본 발명은 기타 실시예를 포함한다. 예를 들면, 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 단일층 철강 벨트를 감아서 만들거나 복층 혹은 다층 철강 벨트를 감아서 만들 수도 있다. 접촉식 플랫 스파이럴 은 한 개도 되고 다수 개도 되며, 그 단면 형식은 직선형 혹은 호선형도 된다. 인볼류트 풀리는 접촉식 플랫 스파이럴 스프링의 양측이나 접촉식 플랫 스파이럴 스프링의 한쪽에 설치할 수 있다. 인볼류트 풀리는 그루브 풀리 또는 헬리컬 그루브 풀리를 사용할 수 있고, 인볼류트 풀리는 싱글 그루브 혹은 더블 그루브도 가능하다. 보상 케이블은 스틸 케이블 또는 고성능 폴리에틸렌 섬유 케이블을 사용할 수 있다. 제동 장치도 박스체의 한쪽에 설치하거나 양측에 설치해도 되고, 2 대의 항장력 스프링 보상장치 병렬식으로 조립하거나 접촉식 플랫 스파이럴 스프링의 두 줄을 병렬식으로 한개의 박스체 내에 조립할 수도 있다. 동일하거나 등가물에 의한 치환을 이용한 기술적 해결 방법은 본 발명의 권리 청구항 범위에 속한다.

Claims (14)

1. 그루브 풀리, 보상 케이블, 좌측 종판, 주축, 오일실, 베어링, 우측 종판, 접촉식 플랫 스파이럴스프링, 하우징, 고정 앵글강, 마운팅 베이스, 핀, 단선 제동 장치를 포함하되,

   상기 그루브 풀리는 상기 주축에 고정되고, 상기 보상 케이블은 상기 그루브 풀리에 감겨 일단이 그루브 풀리에 고정되며, 타단이 외부 가공 접촉선에연결되고, 상기 주축은 상기 오일실 및 상기 베어링에 의해 상기 좌측 종판과 상기 우측 종판에 지지되고,

   상기 좌측 종판, 상기 우측 종판, 상기 하우징, 상기 고정 앵글강, 상기 마운팅 베이스는 닫힌 박스체를 구성하고, 상기 핀은 상기 마운팅 베이스의 일측과연결되어 상기 박스체와 이격되고,

   상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상기 박스체의 내부에 설치되고, 내측으로 구부려진 고리가 상기 주축과 연결되며 외측으로 구부려진 고리는 상기 박스체 상의 고정 앵글강에 연결되고,

   상기 단선 제동 장치는 상기 그루브 풀리와 상기 종판(end plate)을 조합하여 설치하고 상기 가공 접촉선이나 상기 보상 케이블이 단절된 경우, 마찰에 의해 상기 그루브 풀리를 정지 상태로 제동시켜, 상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링에 반발력이 발생되지 않고 안전한 운행을 보장하는 항장력 스프링 보상 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 단선 제동 장치는 제동휠, 쐐기 블럭, 토션 스프링, 고정 볼트, 너트, 압축 스크류, 압축 스프링, 스틸 볼을 포함하고, 그 중 상기 제동휠은 상기 그루브 풀리에 고정되고 상기 쐐기 블럭은 상기 고정 볼트와 상기 너트에 의해 종판에 고정되고, 상기 토션 스프링은 상기 쐐기 블럭과 종판 사이의 상기 고정 볼트 위에 조립되고, 상기 제동휠의 외원주면에는 상기 쐐기 블럭 꼭대기 부분의 가장자리와 교합하는 홈이 있고, 상기 압축 스크류, 상기 압축 스프링, 상기 스틸 볼로 구성된 조임장치는 상기 고정 볼트의 하측에 설치되는 항장력 스프링 보상 장치.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 주축의 포지셔닝 서피스(positioning surface)에는 그루브 풀리 또는 그루브 풀리의 슬리브(sleeve) 상의 스플라인 하우징(spline housing)과 결합되는 스플라인 슬롯(spline slot)이 형성되고, 상기 스플라인 슬롯의 단면 형상은 플랜지형(flange type)이나 그루브형(groove type)인 항장력 스프링 보상 장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 상하 그룹이 병렬로 조합된 가변 토크 플랫 스파이럴 스프링 또는 항 토크 플랫 스파이럴 스프링인 항장력 스프링 보상 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 접촉식 플랫 스파이럴 스프링은 한개 혹은 한개 이상일 수 있으며,한 층 혹은 다층 철강 벨트에 감겨서 형성된 항장력 스프링 보상 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 그루브 풀리는 인볼류트 그루브 풀리, 헬리컬 그루브 풀리 혹은 고정 풀리 중 어느 하나이고, 상기 항 토크플랫 스파이럴 스프링은상기 고정 그루브 풀리 또는 헬리컬 그루브 풀리에 결합되고,상기 가변 토크 플랫 스파이럴 스프링은 상기 인볼류트 그루브 풀리와 결합된 항장력 스프링 보상 장치.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 그루브 풀리에는 싱글 그루브 혹은 더블 그루브가 형성된 항장력 스프링 보상 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 그루브 풀리는 상기 박스체의 수축의 일단에 형성되거나 주축의 중심에 형성된 항장력 스프링 보상 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 그루브 풀리는 상기 주축의 양단에 두 개가 대칭으로 형성된 항장력 스프링 보상 장치.
10. 제8 항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 단선 제동 장치는 좌측 종판 또는 우측 종판에 하나가 형성되거나, 상기 좌측 종판 및 상기 우측 종판에 각각 두 개가 형성된 항장력 스프링 보상 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 단선 제동장치의 제동휠과 쐐기 블럭 사이에 서로 접촉하는 경사면은 평면, 원호면, 나선면, 구면 및 기타 곡면과 그들의 조합면을 포함하고, 상기 경사면의 임의의 점의 절단면과 이 점을 통과하는 회전체 축심을 원심으로 하는 원주선의 본 절단점과 절단선 사이의 협각은 0과 같지 않은 항장력 스프링 보상 장치.
12. 청구항11에서 서술한 항장력스프링 조정장치의 특징은, 상기 주축과 상기 그루브 풀리의 상기 포지셔닝 서피스는 삼방형, 사방형 혹은 다방형인 항장력 스프링 보상 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 주축은 상기 박스체 양측의 종판에 의해 지지되고,적어도 두 개, 세 개 또는 그 이상의 지지대에 의해 지지되는 항장력 스프링 보상 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 보상 케이블은 스틸 케이블 또는 고성능 폴리에틸렌 섬유 로프인 항장력 스프링 보상 장치.

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