KR101523684B1 - 레일광차의 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템은, 레일광차의 좌우 차륜에 대응되는 브레이크슈와, 각 브레이크슈와 일측 선단이 힌지연결되어 각 브레이크슈를 지지하는 브레이크아암과, 상기 브레이크아암을 제어하여 각 브레이크슈가 차륜에 밀착되도록 하는 텐션수단과, 텐션수단에 의한 좌측 및 우측 브레이크아암의 제어방향과 반대로 브레이크아암을 가동하여 각 브레이크슈가 차륜과 이격되도록 하는 액츄에이터를 포함하여 이루어진다.
상기 텐션수단은 각 브레이크아암의 타측선단을 연결하는 연결부재와, 베이스프레임에 상단이 연결되고 연결부재에 하단이 연결되는 지지막대와, 지지막대를 상방으로 탄성 압박하는 스프링을 포함하여 이루어진다.
상기 액츄에이터는 연결부재와 베이스프레임 사이에 배치되는 실린더와, 실린더내에 상하 대칭방향으로 구비되며 돌기부가 갖추어진 한쌍의 플런저와, 상기 양 플런저 사이에 개재되어 양 플런저를 서로 반대방향으로 압박하는 확장스프링을 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명에 따르면, 레일광차가 기관차와 분리된 상태에서는 기본적으로 제동상태를 유지하게 되며, 작업자의 조작에 의해 선택적으로 제동상태가 해제된다. 따라서, 레일광차의 안정성이 향상되기 때문에 결과적으로 레일광차를 이용하여 화물을 적재하거나 하역하는 작업 등을 수행함에 있어서의 작업효율이 향상된다는 이점이 있다.

Description

레일광차의 브레이크 시스템{Brake system of Minecar}

본 발명은 선택적으로 제동상태가 해제되도록 구성된 레일광차의 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 레일광차는 레일상에서 기관차에 의해 견인되는 등의 방법으로 이동되어 사용된다.

이러한 종래의 레일광차에 갖추어진 브레이크 시스템은 주로 공압을 이용하는 방식으로 이루어져 있으며, 기관차와 연결된 상태에서는 기관차의 에어 컴프레셔에서 공급되는 에어를 이용하여 제동이 이루어지게 된다.

한편, 종래의 레일광차 브레이크 시스템에 의하면 레일광차와 기관차가 분리된 상태에서는 기관차의 에어 컴프레셔를 이용할 수가 없는 특성상, 제동작동이 이루어지지 않기 때문에 화물적재 내지는 하역작업 등을 하는 과정에서 레일광차가 움직이는 것을 방지하기 위해서는 버팀목을 사용하여 레일광차의 차륜을 고정하는 등의 방법을 사용하였다.

그러나 이러한 종래 방법에 의하면 버팀목이 제위치에서 이탈되어 제동상태가 해제되거나, 작업자의 부주의로 인하여 버팀목을 사용하지 않음으로써 안전사고로 이어질 가능성이 높다는 우려가 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기관차와 레일광차가 연결되지 않은 상태에서는 기본적으로 제동상태가 유지되도록 함과 더불어 에어공급에 의해 선택적으로 제동상태가 해제되도록 함으로써 레일광차의 사용안정성 향상에 도움이 되는 레일광차의 브레이크 시스템 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템은, 레일광차의 좌우 차륜에 각각 대응되도록 배치되는 한쌍의 브레이크슈와, 레일광차의 베이스프레임에 회동 가능하게 장착되며 상기 각 브레이크슈와 일측 선단이 힌지연결되어 상기 각 브레이크슈를 지지하는 좌측 및 우측 브레이크아암과, 상기 좌측 및 우측 브레이크아암을 제어하여 각 브레이크슈가 각 차륜에 상시 밀착되도록 하는 텐션수단과, 상기 텐션수단에 의한 좌측 및 우측 브레이크아암의 제어방향과 반대로 상기 좌측 및 우측 브레이크아암을 가동하여 상기 각 브레이크슈가 차륜과 이격되도록 하는 액츄에이터를 포함하여 이루어진다.

상기 텐션수단은 상기 좌측 및 우측 브레이크아암의 타측선단을 연결하는 연결부재와, 상기 베이스프레임에 그 상단이 연결되고 상기 연결부재에 그 하단이 연결되는 지지막대와, 상기 지지막대를 상방으로 탄성 압박하는 스프링을 포함하여 이루어진다.

상기 액츄에이터는 상기 연결부재와 베이스프레임 사이에 배치되는 실린더와, 상기 실린더내에 상하 대칭방향으로 구비되며 돌기부가 갖추어진 한쌍의 플런저와, 상기 양 플런저 사이에 개재되어 양 플런저를 서로 반대방향으로 압박하는 확장스프링을 포함하여 이루어진다.

상기 브레이크아암의 작동시 브레이크슈가 차륜과 평행하게 이격되도록 하는 평행유지수단을 포함하여 이루어진다.

상기 평행유지수단은 그 일단이 브레이크슈에 힌지연결되고, 타단이 브레이크아암에 링크 연결되는 링크부재를 포함하여 이루어진다.

상기 링크부재는 그 일단에는 수평방향으로 장홀이 형성된 구조로 이루어지고, 상기 장홀을 통과하여 상기 브레이크아암과 고정되는 고정볼트에 의해 상기 브레이크아암과 링크 연결된다.

상기 액츄에이터의 작동에 필요한 에어를 공급하는 에어공급수단을 포함하여 이루어진다.

상기 에어공급수단은 레일광차를 이끄는 기관차에 구비된 에어컴프레서로부터 에어를 공급받아 저장함과 더불어 상기 액츄에이터의 실린더로 에어를 공급하는 에어탱크와, 상기 에어컴프레서와 상기 에어탱크를 연결하는 흡기배관과, 상기 에어탱크와 액츄에이터를 연결하는 토출배관을 포함하여 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템에 의하면, 레일광차가 기관차와 분리된 상태에서는 기본적으로 제동상태를 유지하게 되며, 작업자의 조작에 의해 선택적으로 제동상태가 해제된다.

따라서, 레일광차의 안정성이 향상되기 때문에 결과적으로 레일광차를 이용하여 화물을 적재하거나 하역하는 작업 등을 수행함에 있어서의 작업효율이 향상된다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 시스템이 적용된 레일광차를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템을 나타낸 저면사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템을 나타낸 상면사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템의 텐션수단의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템에 적용되는 액츄에이터를 나타낸 사시도이다.
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템에 적용되는 액츄에이터의 작동을 나타낸 예시단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템의 에어배관 구성을 나타낸 개략도이다.
도 8a, 8b, 8c는 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템의 제동모드전환작동을 순차적으로 나타낸 예시도이다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도 1부터 도 8까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템은, 도 1내지 도 3에 나타난 것과 같이, 레일광차(5)의 적재함(10)을 받치는 베이스 프레임(11)에 구비된 좌우 차륜(12)에 각각 대응되도록 배치되는 한쌍의 브레이크슈(13)와, 상기 베이스프레임(11)에 장착되어 상기 각 브레이크슈(13)를 각각 지지하는 좌측 및 우측 브레이크아암(14)과, 상기 각 브레이크아암(14)을 제어하여 각 브레이크슈(13)가 각 차륜(12)에 상시 밀착되도록 하는 텐션수단과, 상기 텐션수단에 의한 양 브레이크아암(14)의 제어방향과 반대로 상기 양 브레이크아암(14)을 가동하여 브레이크슈(13)가 차륜(12)과 이격되도록 하는 액츄에이터(20)와, 상기 브레이크아암(14)의 가동시 상기 브레이크슈(13)가 차륜(12)과 평행하게 이격되도록 하는 평행유지수단을 포함하여 이루어진다.

상기 각 브레이크아암(14)은 상기 베이스프레임(11)에 회동가능하게 장착되며, 일측단이 상기 브레이크슈(13)와 힌지 연결되어 각 브레이크슈(13)를 지지한다.

상기 텐션수단은 도 4에 나타난 것과 같이 상기 좌측 및 우측 브레이크아암(14)의 타측선단을 연결하는 연결부재(15)와, 상기 베이스프레임(11)에 그 상단이 연결되고 상기 연결부재(15)에 그 하단이 연결되는 지지막대(16)와, 상기 지지막대(16)를 상방으로 탄성 압박하는 스프링(161)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 지지막대(16)는 그 상단이 베이스프레임(11)에 부착된 지지판(111) 등을 통과하도록 구성되고, 상기 지지막대(16)의 상단에는 스프링커버(162)가 구비되고, 상기 스프링(161)은 지지막대(16)에 끼움결합되어 상기 지지판(111)의 상방에 배치됨으로써 상기 지지판(111)과 스프링커버(162) 사이에 개재되도록 구성된다.

이와 같은 텐션수단의 구성에 의하면, 상기 스프링(161)이 지지판(111)에 의해 받쳐져서 상기 스프링커버(162)를 탄성적으로 밀어올림으로써 상기 스프링커버(162)와 결합된 지지막대(16)가 상방으로 들어올려진다.

그리고, 지지막대(16)에 연결된 연결부재(15)가 상방으로 끌어올려지고 연결부재(15)와 그 일단이 연결된 양 브레이크아암(14)은 브레이크슈(13)를 록킹방향으로 회전압박함으로써 상기 브레이크슈(13)는 차륜(12)과 밀착된 상태를 유지하게 된다.

도 5 및 도 6a, 6b에 나타난 것과 같이 상기 액츄에이터(20)는, 실린더(22)와, 상기 실린더(22)내에 상하 대칭방향으로 구비되며 돌기부(241)(241')가 갖추어진 상하측 플런저(24)(24')와, 상기 양 플런저(24)(24') 사이에 개재되어 양 플런저(24)(24')를 서로 반대방향으로 압박하는 확장스프링(26)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 액츄에이터(20)는 상기 연결부재(15)와 베이스프레임(11)에 구비된 상기 지지판(111) 사이에 배치됨으로써 상측 플런저(24)의 돌기부(241)가 상기 지지판(111)에 접하고 하측 플런저(24')의 돌기부(241')가 상기 연결부재(15)에 접하게 됨으로써 결과적으로 베이스프레임(11)과 연결부재(15)간의 간격을 조절하도록 구성된다.

상기 액츄에이터(20)는 에어공급수단에 의해 실린더(22)로 공급되는 에어의 압력으로 작동되는데, 상기 에어공급수단은 도 7에 나타난 것과 같이 기관차(50)의 에어컴프레서(52)로부터 에어를 공급받아 저장함과 더불어 상기 액츄에이터(20)의 실린더(22)로 에어를 공급하는 에어탱크(60)와, 상기 에어컴프레서(52)와 상기 에어탱크(60)를 연결하는 흡기배관(62)과, 상기 에어탱크(60)와 액츄에이터(20)를 연결하는 토출배관(64)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 에어탱크(60)는 각각의 레일광차(10)에 개별적으로 구비되고, 상기 흡기배관(62)은 흡기조절밸브(621), 토출배관(64)은 토출조절밸브(641)에 의해 개폐되도록 구성된다.

그리고, 상기 평행유지수단은 상기 평행유지수단은 그 일단이 브레이크슈(13)에 힌지연결되고, 타단이 브레이크아암(14)에 링크 연결되는 링크부재(40)로 이루어진다.

여기서, 상기 링크부재는 그 일단에는 수평방향으로 장홀(40a)이 형성된 구조로 이루어지고, 상기 장홀(40a)을 통과하여 상기 브레이크아암(14)과 고정되는 고정볼트(42)에 의해 상기 브레이크아암(14)과 연결된다.(도 8a, 8b, 8c 참조)

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 레일광차의 브레이크 시스템의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 레일광차(10)가 기관차(50)와 분리되어 있는 경우에는 기본적으로 브레이크 시스템이 제동모드를 유지함으로써 레일광차(10)가 제멋대로 움직이지 않도록 하게 된다.

제동모드에서는 액츄에이터(20)의 양 플런저(24)(24') 사이에 배치된 확장스프링(26)의 확장작용에 의해 양 플런저(24)(24')가 서로 반대방향으로 압박되어 돌기부(241)가 돌출된 상태이며, 돌기부(241)가 돌출됨으로써 결과적으로 연결부재(15)가 아래로 눌리게 된다.(도 6a 참조)

따라서, 상기 연결부재(15)와 그 일측 선단이 연결된 양 브레이크아암(14)은 도면상 반시계방향으로 회동되고, 브레이크아암(14)의 타측선단에 연결된 브레이크슈(13)는 차륜(12)과 밀착됨으로써 차륜(12)이 고정되는 것이다.

이때, 텐션수단의 지지막대(16)는 연결부재(15)에 이끌려 아래로 내려온 상태가 되며, 지지판(111)의 상방에서 지지막대(16)의 선단에 구비된 스프링커버(162) 또한 아래로 내려오게 됨으로써 스프링커버(162)와 지지판(111)의 간격은 좁아지게 된다.

따라서, 지지막대(16)의 상단에 끼움결합되어 스프링커버(162)와 지지판(111) 사이에 개재된 스프링(161)은 압축된 상태가 되고, 상기 연결부재(15)는 아래로 내려온 만큼 상대적으로 압축된 스프링(161)의 힘을 지지막대(16)에 의해 상방으로 인가 받게 된다.

레일광차(10)가 기관차(50)와 연결되어 기관차(50)에 이끌려 이동되는 경우에는 브레이크 시스템이 비제동상태로 전환되어야 하는데, 이때는 기관차(50)의 에어컴프레서(52)로부터 흡기배관(62)을 통해 각 레일광차(10)에 구비된 에어탱크(60)로 에어가 공급되고, 토출배관(64)을 통해 에어탱크(60)로부터 액츄에이터(20)의 실린더(22)로 에어가 공급된다.

액츄에이터(20)의 실린더(22)로 에어가 공급되면 에어의 압력에 의해 양 플런저(24)(24')는 서로간의 간격이 좁아지는 방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 확장스프링(26)은 탄성적으로 압축되고, 플런저(24)(24')의 돌기부(241)(241')는 실린더(22) 내로 인입된다.(도 6b 참조)

이에 따라 액츄에이터(20)에 의해 연결부재(15)를 아래로 누르던 작용이 중지되어 지지판(111) 상방의 스프링(161)이 확장되면서 스프링커버(162)를 상방으로 밀어올리게 되며, 지지막대(16)가 상향이동하게 되고, 지지막대(16)에 의해 연결부재(15)가 이끌려 올라가게 된다.

그리고, 연결부재(15)와 그 일단이 연결된 브레이크아암(14)은 도면상 시계방향으로 회전하게 됨으로써 브레이크아암(14)에 연결된 브레이크슈(13)가 차륜(12)과 이격되어 차륜(12)의 회전이 가능하게 되는 것이다.

한편, 이러한 비제동모드로의 전환시에는 평행유지수단에 의해, 브레이크슈(13)가 브레이크아암(14)에 이끌려 차륜(12)으로부터 이격되는 과정에서 일측으로 기울어지지 않고 평행하게 이격되는데, 이에 대해 설명한다.

설명에 앞서, 브레이크아암(14)과 베이스프레임(11)의 힌지 연결점을 제1회전중심(R1)으로 지칭하고, 브레이크아암(14)과 브레이크슈(13)의 힌지 연결점을 제2회전중심(R2)으로 지칭하며, 브레이크슈(13)와 링크부재(40)의 힌지 연결점을 제3회전중심(R3)으로 지칭한다는 것을 밝혀둔다.

우선, 비제동모드로의 전환되는 초기에는 전술한 바와 같이 브레이크아암(14)이 제1회전중심(R1)을 기준으로 시계방향으로 회전하게 되며, 이때 상기 브레이크슈(13)는 브레이크아암(14)에 의해 이끌려서 제1회전중심(R1)을 기준으로 아래로 약간 기울어지는 형태로 원운동하게 된다.(도 8a 참조)

따라서, 브레이크슈(13)의 하단은 도면상 좌측으로 이동하게 됨으로써 브레이크슈(13)의 하단과 차륜(12)간에는 충분한 간격이 형성되나, 브레이크슈(13)의 상단은 차륜(12)과 거의 이격되지 않은 근접된 상태를 유지하게 된다.(도 8b 참조)

그러나, 상기 링크부재(40)가 브레이크아암(14)과 고정볼트(42)에 의해 고정연결되는 특성상, 브레이크아암(14)이 더욱 회전되면, 브레이크슈(13)는 링크부재(40)의 움직임에 따라 그 상단이 도면상 좌측으로 이끌림으로써 제2회전중심(R2)을 기준으로 반시계방향으로 회전된다.

이때, 상기 브레이크슈(13)의 상단은 제3회전중심(R3)을 기준으로 링크부재(40)에 대해서 회전되기 때문에, 링크부재(40)에 의해 이끌리기는 하지만 그 회전에 지장을 받지는 않으며, 비제동모드가 완료된 상태에는 브레이크슈(13)가 전체적으로 차륜(12)과 평행하게 이격된 상태가 된다.(도 8c 참조)

여기서, 상기 링크부재(40)는 장홀(40a)이 형성된 특성상, 브레이크슈(13)가 차륜(12)과 접하여 마모됨으로써 브레이크슈(13)와 차륜(12)사이의 간격이 변화되면 이에 맞추어 위치를 조절할 수 있다.

그리고 다시 레일광차(10)가 기관차(50)와 분리되어 에어컴프레서(52)로부터 액츄에이터(20)로의 에어공급이 중단되면 액츄에이터(20)의 양 플런저(24)간의 간격이 확장스프링(26)에 의해 확장되고, 플런저(24)의 돌기부(241)가 돌출되어 연결부재(15)를 아래로 누르게 됨으로써 전술한 바와 같은 제동모드로 전환되는 것이다.

한편, 본 발명에 있어서 비제동모드는 전술한 바와 같이 기관차(50)의 에어컴프레서(52)로부터 액츄에이터(20)로 전달되는 에어의 압력에 의해 유지되므로, 전술한 바와 같이 레일광차(10)가 기관차(50)로부터 분리되고 흡기조절밸브(621)가 차단되어 흡기배관(62)을 통한 에어공급이 중단되면, 자동적으로 제동모드로 전환된다고 볼 수 있다.

이때에는, 토출배관(64)의 토출조절밸브(641)를 잠금으로써 에어탱크(60)내의 에어가 완전히 배출되지 않고, 어느정도 비축된 상태가 되도록 한다.

따라서, 기관차(50)와 레일광차(10)가 분리되어 에어컴프레서(52)로부터의 에어공급이 중단된 상태에서도 레일광차(10)의 위치를 조절해야 하는 필요가 있는 경우에는, 토출조절밸브(641)를 선택적으로 개방하여 에어탱크(60)로부터 액츄에이터(20)로 이어지는 토출배관(64)을 통하여 액츄에이터(20)로 에어가 공급되도록 함으로써 비제동상태로 일시적인 전환이 가능하게 된다.

11: 베이스프레임 12: 차륜 13: 브레이크슈 14: 브레이크아암
15: 연결부재 16: 지지막대 161: 스프링 162: 스프링커버
20: 액츄에이터 22: 실린더 24: 플런저 26: 확장스프링
40: 링크부재 40a: 장홀 42: 고정부재
50: 기관차 52: 에어컴프레서
60: 에어탱크 62: 흡기배관 64: 토출배관

Claims (8)

1. 레일광차의 좌우 차륜에 각각 대응되도록 배치되는 한쌍의 브레이크슈와,
   레일광차의 베이스프레임에 회동 가능하게 장착되며 상기 각 브레이크슈와 일측 선단이 힌지연결되어 상기 각 브레이크슈를 지지하는 좌측 및 우측 브레이크아암과,
   상기 좌측 및 우측 브레이크아암을 제어하여 각 브레이크슈가 각 차륜에 상시 밀착되도록 하는 텐션수단과,
   상기 텐션수단에 의한 좌측 및 우측 브레이크아암의 제어방향과 반대로 상기 좌측 및 우측 브레이크아암을 가동하여 상기 각 브레이크슈가 차륜과 이격되도록 하는 액츄에이터
   를 포함하여 이루어지며,
   
   상기 텐션수단은
   상기 좌측 및 우측 브레이크아암의 타측선단을 연결하는 연결부재와,
   상기 베이스프레임에 그 상단이 연결되고 상기 연결부재에 그 하단이 연결되는 지지막대와,
   상기 지지막대를 상방으로 탄성 압박하는 스프링
   을 포함하여 이루어짐으로써
   
   상기 각 브레이크슈가 차륜에 밀착되어 제동상태를 기본적으로 유지함과 더불어 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 각 브레이크슈가 차륜과 이격되어 제동상태가 선택적으로 해제되는 것
   을 특징으로 하는 레일광차의 브레이크 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는
   상기 연결부재와 베이스프레임 사이에 배치되는 실린더와,
   상기 실린더내에 상하 대칭방향으로 구비되며 돌기부가 갖추어진 한쌍의 플런저와,
   상기 양 플런저 사이에 개재되어 양 플런저를 서로 반대방향으로 압박하는 확장스프링을 포함하여 이루어지며,
   상기 실린더로 공급되는 에어의 압력에 의해 상기 양 플런저가 서로 마주보는 방향으로 이동되는 것
   을 특징으로 하는 레일광차의 브레이크 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크아암의 작동시 브레이크슈가 차륜과 평행하게 이격되도록 하는 평행유지수단을 포함하여 이루어지는 레일광차의 브레이크 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 평행유지수단은 그 일단이 브레이크슈에 힌지연결되고, 타단이 브레이크아암에 링크 연결되는 링크부재
   를 포함하여 이루어지는 레일광차의 브레이크 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 링크부재는 그 일단에는 수평방향으로 장홀이 형성된 구조로 이루어지고,
   상기 장홀을 통과하여 상기 브레이크아암과 고정되는 고정볼트에 의해 상기 브레이크아암과 링크 연결되는 것
   을 특징으로 하는 레일광차의 브레이크 시스템.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 작동에 필요한 에어를 공급하는 에어공급수단을 포함하여 이루어지는 레일광차의 브레이크 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 에어공급수단은
   레일광차를 이끄는 기관차에 구비된 에어컴프레서로부터 에어를 공급받아 저장함과 더불어 상기 액츄에이터의 실린더로 에어를 공급하는 에어탱크와,
   상기 에어컴프레서와 상기 에어탱크를 연결하는 흡기배관과, 상기 에어탱크와 액츄에이터를 연결하는 토출배관
   을 포함하여 이루어지는 레일광차의 브레이크 시스템.

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