KR101572713B1 - 안내식 차량의 탈선을 감지하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안내식 차량을 안내하는 데 사용되는 레일(1)의 레일헤드(13)와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량에 적용되는 탈선 감지 방법 및 장치에 관한 것이며, 상기 장치는, 폐쇄 위치에서 레일(1)의 레일헤드(13)를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸는 바닥 조오(41)를 갖는 클램프(4)를 포함하고, 상기 클램프는 안내 부재와 레일(1) 사이의 상호작용이 상실되는 경우에 클램프의 조오(41)가 개방될 때 개방되며, 상기 개방은 조오(41) 외측으로의 상기 레일헤드(13)의 적어도 부분적인 이동에 의해 유발되고, 클램프(4)의 적어도 하나의 상부 로드(421, 422)는 조오(41)의 개방이 적어도 하나의 스위치(51, 52)에 기계적으로 전달되게 하고, 상기 스위치(51, 52)는 2개의 구성, 즉, 레일 위치가 올바를 때 클램프(4)의 폐쇄 위치에 대응하는 공칭 구성, 및 조오(41)의 개방이 스위치(51, 52)로 기계적으로 전달됨에 의해 유발되는 경고 구성을 갖고, 상기 경고 구성은 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템을 작동시킬 수 있다.

Description

안내식 차량의 탈선을 감지하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE DERAILMENT OF A GUIDED VEHICLE}

본 발명은 청구범위 제1항 및 제8항의 전제부에 따라, 차량을 안내하는 데 사용되는 레일과 상호작용하는 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량의 탈선을 실시간으로 감지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

"안내식 차량(guided vehicle)"이란, 버스, 트롤리버스, 시가 전차, 지하철, 기차 또는 트레인 유닛 등과 같은 대중 교통 수단뿐 아니라, 예를 들어, 안전성이 매우 중요한 요소이고 특히 단일 레일에 의해 안내되는 천정 크레인(overhead travelling crane)과 같은 적하 수송 수단을 일컫는다. 이러한 단일 레일은, 보통 레일에 대해 지지되고 차량 이동 동안 그의 궤적을 따르는 안내 부재를 안내하는 데 사용된다. 안내 부재는, 예를 들어, 안내 시스템이 레일에 의해 형성된 궤적을 따라 차량의 스티어링 액슬을 배향시킬 수 있게 하고, 상기 액슬은 예를 들어 하중 지지 휠(load-bearing wheel)을 구비한다.

안내 부재의 첫번째 알려진 변형은, 안내 롤러로도 알려진 한 쌍의 안내 휠을 포함하고, 상기 안내 휠은 V 형상으로 배열되고 상기 안내 레일 상에서 롤링한다. V 형상으로 배열된 휠의 이러한 시스템은 특히 안내 레일을 따라 이동하는 로드 차량(road vehicle)에 의해 사용된다. 이러한 롤러는 특허 제US 7,228,803 B2호에 설명된 플랜지식(flanged) 유형일 수 있고, 또는 문헌 제WO 2008/074942 A1호에 기재된 바와 같은 분리 방지 시스템에 의해 보호될 수 있다. 이러한 유형의 안내 부재에 의해 안내되는 차량의 일반적인 작동 원리는, 상기 안내 부재가 레일과 접촉한 한 쌍의 롤러를 사용하여 레일을 따라가며, 안내 시스템이 차량의 스티어링 액슬 상에 부과될 방향을 갖게 한다는 것이다. 안내 레일은 특히, 지면에 부착된 기부 플레이트 및 레일헤드(railhead)를 지지하는 웹(web)을 포함하고, 롤러는 주행 표면을 통해 레일헤드에 대해 지지된다. 따라서, 단일 쌍의 안내 롤러의 각각의 롤러의 주행 표면은, 레일헤드의 상부 부분의 양측에 대칭으로 분포하고 레일 표면으로 알려진 레일헤드의 표면과 접촉한다. 차량이 이동할 때, 롤러는 레일헤드와 접촉하고, 그의 각각의 플랜지는 이러한 레일헤드를 둘러싸고 그 아래로 웹을 접근시킨다. 레일헤드를 둘러싸는 2개의 플랜지의 하부 단부들 사이의 거리가 레일헤드의 폭보다 작기 때문에, 레일헤드를 상기 롤러의 그립(grip)으로부터 또는 주행 표면과 플랜지 사이의 영역으로부터 제거하는 것은, 롤러 부착 각도, 즉, 한 쌍의 롤러의 각각의 롤러의 회전 축에 의해 형성된 부채꼴(sector)에 대응하는 각도로서, 상기 한 쌍의 롤러는 V 형상으로 배열된 상기 한 쌍의 롤러의 대칭 평면에 의해 교차되는, 각도가 증가할 때에만 가능하고, 그리고/또는 플랜지 및/또는 레일헤드의 외부 에지가 변형될 때에만 가능하다.

따라서, 차량의 올바른 배향은 안내 시스템의 안내 부재의 롤러 쌍을 차량의 스티어링 액슬과 커플링시킴으로써 얻어진다. 롤러가 안내 레일 주변에 올바르게 끼워지면, 차량은 이동될 시 레일에 의해 그려진 궤적을 따라간다. 반대로, 롤러가 그의 정상 작동 위치에 있지 않으면, 예를 들어 안내 레일의 레일헤드가 주행 표면과 플랜지 사이의 영역 외측으로 이동하면, 차량은 레일에 의해 초기에 형성된 궤적을 이탈할 위험에 처한다. 사실상, 일단 롤러가 안내 레일에 의해 부과된 방향에 더 이상 종속되지 않으면, 롤러는 레일의 우측 또는 좌측으로 이동할 수 있고, 따라서 차량은 기대하던 궤적으로부터 이탈한다. 이러한 시나리오는 차량 안내의 상실로서 설명된다. 즉, 롤러의 올바른 위치는 차량의 올바른 배향을 보증하는 데 그 자체로 충분하지는 않지만 필요한 조건이다. 사실상, 또한 탈선을 발생시킬 수 있는 스티어링 로드의 파손과 같은 다른 결함이 발생할 수 있다.

안내 부재의 두번째 변형은 문헌 제WO 2008/074942 A1호에 설명되며, 이는 전술한 바와 같이 레일헤드와 근접하게 끼워지는 한 쌍의 롤러를 포함하되, 롤러가 플랜지를 갖지 않는다는 차이점을 갖는다. 이러한 경우에, 휠 플랜지는 롤러의 장착 기부에 견고하게 연결된 플랜지에 의해 대체된다. 이러한 구성은 더 큰 강성을 제공하며, 이는 롤러를 레일로부터 분리시키는 데 필요한 힘을 증가시킨다.

세번째 변형은 적어도 하나의, 홈이 파인 휠, 즉, 휠이 상이한 트랙 상에서 주행하거나 로프(rope)와 함께 사용될 수 있게 하는 중공 부분을 특징으로 하는 휠을 포함하는 안내 부재를 포함한다. 홈이 파인 휠은 레일 상에 수직으로 지지되고, 다른 것들 중에서도 레일헤드의 양측에 중첩되는 플랜지를 포함한다.

고려된 안내 부재의 변형에 상관 없이, 레일헤드가 롤러의 그립 외측으로 이동하는 것이 가능하고, 따라서 탈선이 발생했을 때, 물질적 피해 또는 특히 대중 교통의 경우에 승객의 안전과 관련하여 신체적 상해를 방지하기 위해 차량 안내의 상실에 대한 위험성이 고려되어야 한다. 또한, 일부 국가에서는 수송 수단의 안전성을 고려하도록 하는 대중 교통 수단의 건설 및 개발에 관한 법을 만들었다. 자동 차량 탈선 감지를 요구하는, "Verordnung ueber den Bau und Betrieb der Strassenbahnen"으로 명명되고 독일 연방 법으로 제정된 전차 선로 건설 표준(인터넷 링크 http://bundesrecht.juris.de/strabbo 1987/index.html 참조)이 이러한 경우이다. 이러한 목적을 위해, 안내식 차량의 안내의 상실을 감지하기 위한 시스템이, 특히 철도 차량을 대한, 레일 안내부에 사용되고, 이는 보통 안전 절차가 실행되게 할 수 있다.

첫번째 감지 시스템은 특허 제US 4,783,028호에 설명된다. 이는 차량 액슬의 롤링 각도를 식별하기 위한 수공식 시스템(hydropneumatic system)을 포함한다. 상기 시스템은 휠이 탈선되는 순간을 식별하고, 그리고 나서 제동 시스템 내의 챔버의 퍼지(purge)를 명령할 수 있으며, 이에 따라 브레이크 캘리퍼(brake caliper)가 제동력을 가한다. 불행히도, 이러한 시스템은 특정하게 설계된 제어 밸브를 필요로 하며, 유압 및 공압의 누출을 경험할 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 고장나기 쉬운 많은 부품, 즉, 어큐뮬레이터 및 저장소, 가압된 라인, 압력 게이지, 안전 밸브, 가압에 필요한 부속품 등을 포함한다.

두번째 시스템은 롤러 가속의 변동을 감지하는 것에 기초한다. 이러한 시스템은, 일단 휠이 탈선되었을 때 유발된 가속이 주어진 임계치를 초과하고 안전 시스템을 가동하게 되는 원리에 기초한다. 이러한 가속의 변동의 식별은 문헌 제US 2006/0122745 A1호에 설명된 것과 같은 전자 시스템, 또는 문헌 제CN 1730335A호에 설명된 것과 같은 공압식 시스템에 기반할 수 있다. 이러한 감지 방법은 가속 측정 센서를 필요로 하며, 센서에 의해 습득된 정보의 처리 및 분석이 뒤따른다. 이러한 방법은 보통 고장 및 부정확한 판독을 경험한다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 비싸고 복잡한 개발을 필요로 하는 매우 높은 신뢰성을 갖는 시스템이 필요하다.

세번째 감지 시스템은 비접촉식 감지 방법에 기초한다. 이러한 방법은, 원칙적으로 예를 들어 문헌 제WO 01/64494 A1호에 설명된 바와 같이 휠이 그의 정상 레일 위치로부터 멀어지게 이동되자마자 감지되는 이미터(emitter)와 리시버(receiver) 사이의 광 비임과 같은 광학식일 수 있고, 또는 예를 들어 문헌 제RU2235031-C1호에 기재된 바와 같이 탈선을 식별하는 마그네토-다이내믹(magneto-dynamic), 어쿠스틱(acoustic), 또는 기타 센서를 사용할 수 있다. 비접촉식 감지 방법은 보통, 예를 들어, 먼지 축적, 파울링(fouling), 진동, 전자기적 교란 및 온도 변화(-33℃ 내지 50℃)와 같은 기상 변화, 습도 변화, 또는 어름 형성을 포함하는, 실외 휠-레일 시스템에서 전형적인 제한적 환경에 민감하다. 이러한 제한적 환경은 감지 시스템을 자주 유지보수할 것을 필요로 하고, 잘못된 경보를 방지하기 위해 시스템이 높은 수준의 신뢰도를 갖도록 설계되는 것을 필요로 하며, 이는 다시, 예를 들어 이러한 시스템의 유지보수 또는 개발에 있어서 고비용을 발생시킨다.

네번째 감지 시스템은 레일을 통한 신호의 전달에 기초한다. 이 원리는 안내 휠에 연동된 신호 이미터 및 다른 휠 내의 리시버의 사용을 수반한다. 두 휠 모두가 레일에 접촉하는 한, 신호는 이미터로부터 리시버로 보내진다. 예를 들어, 문헌 제WO 2008/074942 A1호에 설명된 바와 같이, 2개의 휠들 중 하나가 레일과의 접촉을 상실하면, 신호의 전달이 끊어지고, 이는 안내식 차량의 안전 시스템을 가동시킨다. 다시, 이러한 시스템은 비교적 복잡하고, 잘못된 경보 및 다른 신호로부터의 간섭을 방지하기 위해 신호가 처리되고 분석되는 것을 필요로 한다.

전술한 바와 같이, 현재까지 실시된 감지 시스템은 복잡하고 고비용이며 일반적으로 많은 부품을 포함하고, 각각 오류 또는 잘못된 탈선 경보를 초래하기 쉽다. 사실상, 많은 부품으로 형성된 이러한 시스템의 복잡성은, 예를 들어 유압 또는 공압 누출, 부정확한 신호 처리 또는 해석, 또는 센서에 의해 수신된 신호를 변경시킬 수 있는 제한적 실외 환경과 관련하여 많은 오류를 초래하기 쉽다.

본 발명의 목적은 안내 레일에 의해 안내되는 차량의 탈선을 감지하기 위한 간단하고 강하며 빠르고 안전하고 신뢰성 있는 방법 및 장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실시하고 유지보수하기에 간단한 부품을 사용함으로써 개발, 제조, 실시 및 유지보수하기에 값싼 감지 장치를 제안하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 청구범위 제1항 및 제8항의 내용에 의해 장치 및 방법이 제안된다.

또한, 종속항의 세트는 본 발명의 장점을 개시한다.

안내식 차량을 안내하는 레일헤드와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량을 위해 설계된 탈선 감지 방법의 기초에 있어서, 특히, 안내 부재는 상기 레일헤드와 기계적으로접촉하고, 상기 안내 부재는 가능하게는, 예를 들어 V 형상으로 배열된 한 쌍의 플랜지식 휠 또는 레일헤드에 대해 지지되는 홈이 파인 휠을 포함하고, 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:

- 폐쇄 위치에서 레일헤드를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸는 클램프의 바닥 조오(jaw)를 개방하는 단계로서, 상기 개방은 안내 부재와 레일헤드 사이의 상호작용이 상실될 경우 상기 레일헤드가 상기 조오 외측으로 적어도 부분적으로 이동함으로써 유발되며, 상기 상호작용의 상실은 예를 들어 안내 부재의 휠과 레일 사이의 기계적 접촉의 상실이거나, V 형상으로 배열된 상기 휠의 쌍을 형성하는 2개의 휠들 중 적어도 하나의 접촉의 상실인, 단계,

- 조오의 개방이 특히 클램프의 적어도 하나의 상부 로드를 통해 적어도 하나의 스위치에 기계적으로 전달되는 단계로서, 상기 스위치는 2개의 구성, 즉, 레일 위치가 올바를 때 클램프의 폐쇄 위치에 대응하는 공칭 구성(nominal configuration), 및 조오의 개방이 스위치로 기계적으로 전달됨에 의해 유발되는 경고 구성(warning configuration)을 갖는, 단계,

- 스위치가 경고 구성에 있으면 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템이 스위치에 의해 작동되는 단계.

안내식 차량을 안내하는 레일헤드와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량을 위해 설계된 탈선 감지 장치의 기초에 있어서, 특히, 상기 상호작용은 안내식 차량의 안내 레일의 레일헤드와 안내 부재의 기계적 접촉을 포함하고, 상기 안내 부재는 가능하게는, 예를 들어 한 쌍의 플랜지식 휠 또는 레일헤드에 대해 지지되는 홈이 파인 휠을 포함하고, 본 발명에 따른 장치는 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다:

- 폐쇄 위치에서 레일헤드를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸도록 된 바닥 조오를 갖는 클램프로서, 안내 부재와 레일헤드 사이의 상호작용이 상실될 경우 조오가 개방됨으로써 개방되고, 상기 상호작용의 상실은 예를 들어 안내 부재의 하나 이상의 휠과 레일헤드 사이의 기계적 접촉의 상실이고, 상기 개방은 상기 레일헤드가 적어도 부분적으로 상기 조오 외측으로 이동함으로써 유발되는, 클램프,

- 조오의 개방이 적어도 하나의 스위치에 기계적으로 전달되게 할 수 있는 클램프의 적어도 하나의 상부 로드,

- 상기 스위치는 2개의 구성, 즉, 레일 위치가 올바를 때 클램프의 폐쇄 위치에 대응하는 공칭 구성, 및 조오의 개방이 스위치로 기계적으로 전달됨에 의해 유발되는 경고 구성을 갖고, 상기 경고 구성은 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템을 작동시킬 수 있다.

앞에서 사용된 "스위치(switch)"라는 용어는, 유동을 가능하게 하는 제1 구성 및 상기 유동이 멈추게 할 수 있는 제2 구성의 2개의 구성을 특징으로 하는 물리적 장치를 일컫는다. 이러한 경우에, 스위치는 예를 들어 전기적 스위치로서, 그의 공칭 구성은 전기 회로를 개방시키고, 경고 구성은 상기 회로를 폐쇄하여, 전류 흐름은 각각 차단되거나 상기 스위치를 통해 전달되게 된다. 명백하게, 스위치의 작동은 역전되어, 회로가 공칭 구성에서 폐쇄되고 경고 구성에서 개방되게 될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 예시적 스위치는 상기 2개의 구성을 갖는 유압식 또는 공압식 밸브로서, 예를 들어 1차 유압(또는 공압) 회로를 2차 유압(또는 공압) 회로로부터 연결해제하거나 연결할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 밸브는 특히 제동 시스템의 챔버의 퍼지를 명령할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 감지 방법은 상기 클램프가 안내 시스템의 안내 부재의 지지 요소에 견고하게 연결된 지지 요소에 부착되는 것을 특징으로 한다. 즉, 안내 부재가 하나 이상의 휠을 갖는다면, 상기 클램프는 예를 들어 휠 또는 휠들의 지지 요소에 견고하게 연결된 지지 요소에 부착된다. 본 발명에 따른 감지 장치에서 상기 클램프가 안내 부재의 지지 요소에 견고하게 연결된 지지 요소에 부착된다는 사실은, 탈선의 경우에서와 같이 레일로부터 멀어지는 안내 부재의 모든 이동이 레일헤드가 클램프 조오의 그립 외측으로 완전히 또는 부분적으로 이동하게 만든다는 것을 의미한다. 또한, 클램프가 안내 부재의 지지 요소에 부착되는 것은 상기 감지 장치가 모든 안내 부재에 적용될 수 있게 한다. 사실상, 본 발명에 따른 감지 장치에 의해 탈선이 안전하고 신뢰성 있게 감지되도록 상기 클램프는 레일과 안내 부재 사이의 상호작용의 영역에 근접하게 위치되기만 하면 된다.

유리하게는, 상기 클램프는 안내식 차량의 이동 방향에 관하여 상기 안내 부재의 하류 또는 상류에 위치된다. "하류(downstream)" 및 "상류(upstream)"라는 용어는 각각 차량의 이동의 방향에 관하여 상기 안내 부재의 전방 또는 후방의 클램프의 위치를 일컫는다. 예를 들어, 이는 상기 클램프를, 레일의 길이를 따라 레일에 직각이거나 거의 직각인 평면 내에서 레일 위에, V 형상으로 배열된 상기 롤러의 쌍을 형성하는 롤러의 약 이분의 일의 반경의 거리에, 안내식 차량의 이동의 방향에 관하여 V 형상으로 배열된 상기 롤러의 쌍의 중심의 하류 또는 상류에 위치시키는 것을 의미할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 감지 방법은 조오의 개방의 상기 기계적 전달이 클램프의 2개의 상부 로드에 의해 실행된다는 것을 특징으로 한다. 상기 상부 로드는, 예를 들어 클램프의 2개의 바닥 아암의 레일 위의 연장부이거나 이러한 연장부를 형성하며, 상기 아암은 상기 조오를 형성하되, 2개의 아암들 중 하나는 레일헤드의 일측 상에 존재하고 2개의 아암들 중 다른 하나는 레일헤드의 타측 상에서 그것을 대면하여, 상기 아암은 상기 조오를 형성하고, 레일에 직각이거나 거의 직각인 상기 평면 내에서 상기 레일헤드를 근접하게 둘러싸게 된다. 따라서, 상부 로드 각각은 피벗 지점에서 교차됨으로써, 즉, 가위 구조로, 또는 상기 피벗 지점에서 교차됨 없이 조오의 하나의 아암을 연장한다. 따라서, 클램프가 폐쇄 위치에 있을 때 결정되는, 상부 로드 자유 단부들과 그들의 초기 위치 사이의 간극은 상기 조오의 개방과 직접 관련된다. 따라서, 클램프가 폐쇄되었을 때의 로드의 자유 단부들 사이의 거리를 기준으로서 사용하면, 양의 간극은 로드가 교차된 상태의 클램프, 즉, 클램프가 개방되었을 때 로드의 자유 단부가 서로로부터 멀어지게 이동하는 것을 특징으로 하고, 음의 간극은 교차되지 않은 로드, 즉, 클램프가 개방되었을 때 로드의 자유 단부가 서로를 향해 이동하는 것을 특징으로 한다.

클램프의 상부 로드 각각의 자유 단부는 적어도 하나의 스위치와 접촉하거나 거의 접촉하여, 본 발명에 따른 감지 장치에 따라 조오의 개방의 상기 기계적 전달을 실행하게 된다. 거의 접촉한다는 것은 상부 로드의 상부 단부의 위치, 즉, 그의 자유 단부가 스위치에 근접하되 닿지 않는다는 것을 일컫는다. 특정 경우에, 조오의 개방의 상기 기계적 전달은 상부 로드들 중 적어도 하나를 스위치에 연동시키는 케이블에 의해 실행될 수 있으며, 다른 로드의 이동은 예를 들어, 로드들 중 적어도 하나의 상대적 이동이 현재 자전거에 사용되는 케이블 제동 시스템과 유사한 원리를 사용하여 상기 케이블에 의해 상기 스위치를 작동시키도록 제한된다.

특정 실시예에서, 조오의 개방은 적어도 2개의 스위치에 전달될 수 있고, 상기 상부 로드들 중 하나의 자유 단부는 예를 들어 스위치들 중 각각의 하나를 작동시킬 수 있다. 이러한 경우에, 클램프의 각각의 상부 로드는 조오의 개방을 스위치에 기계적으로 전달할 수 있다. 다른 실시예에서, 스위치 둘 모두는 예를 들어 단일 상부 로드의 2개의 상이한 위치에 의해 작동된다. 모든 경우에, 안전 시스템의 상기 작동은 공칭 구성으로부터 경고 구성으로 절환시키는 상기 2개의 스위치들 중 적어도 하나에 의해 유발되며, 상기 절환은 조오의 개방의 기계적 전달에 의해 유발된다. 유리하게는, 상기 스위치는 서로 독립적이고, 각각은 조오가 개방된 후 상기 경고 구성을 유지할 수 있다.

사실상, 조오 개방이 상기 스위치에 기계적으로 전달될 때, 상부 로드의 자유 단부는 예를 들어 상기 스위치의 푸쉬버튼 상에 압력을 가함으로써 스위치를 작동시킨다. 따라서, 클램프의 조오가 다시 폐쇄되고 상부 로드의 자유 단부가 상기 스위치의 푸쉬버튼을 작동시키는 것을 멈추더라도, 상기 스위치는 예를 들어 상기 푸쉬버튼을 상부 로드의 상기 자유 단부에 의해 항상 눌려지게 되는 위치로 유지시킴으로써 경고 구성을 유지한다.

따라서, 본 발명에 따른 감지 방법은 유리하게는 조오가 개방된 후에 스위치가 경고 구성으로 유지되는 것을 특징으로 한다. 사실상, 일단 조오가 그의 그립으로부터 레일헤드를 해제시키도록 개방되면, 조오가 개방된 시간에 상관 없이 그것이 그의 그립으로부터 레일헤드가 제거된 후 스프링 시스템에 의해 폐쇄 위치로 되돌아온다고 하더라도, 일단 작동된 스위치는 안전 시스템의 작동을 확실히 가능하게 하는 경고 구성을 유지하며, 안전 시스템은 예를 들어 차량이 레일에 의해 형성된 궤적으로부터 완전히 벗어나기 전에 탈선의 중앙 제어 스테이션 또는 운전자에게 경고하고, 또는 차량이 멈추게 명령한다.

또한, 특히 본 발명에 따른 감지 방법은, 특히 레일에 근접하게 끼워지는 적어도 2개의 휠을 포함하는 안내 시스템의 안내 부재의 휠들 중 적어도 하나의 기계적 접촉의 상실의 경우에, 상기 레일헤드가 상기 조오 외측으로 적어도 부분적으로 이동함으로써 클램프의 조오의 상기 개방이 유발되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 우선, 레일헤드가 클램프의 그립의 외측으로 완전히 이동하지 않더라도 클램프는 탈선이 감지되고 신호화되도록 조오 개방의 변화를 보낼 수 있고, 둘째, 안내 부재의 적어도 하나의 휠, 예를 들어 홈이 파인 휠, 또는 상기 안내 부재의 V 형상으로 배열된 한 쌍의 휠의 휠들 중 적어도 하나의 기계적 접촉의 상실은 탈선이 감지되는 것을 유발한다. 사실상, 클램프의 조오가 레일헤드를 근접하게 그렇지만 비접촉식으로 둘러쌀 때, 안내 부재의 적어도 하나의 휠의 접촉의 상실은 레일헤드에 대한 클램프의 위치의 변경을 발생시키고, 특히 수직 축을 따른 위치의 변경을 발생시키며, 이는 조오 개방의 변화를 유발하고, 따라서 상기 변화가 스위치로 기계적으로 전달되어, 안전 시스템을 작동시킴으로써 탈선 경고를 유발시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 감지 장치는 유리하게는, 안내 부재가 레일에 근접하게 끼워지는 적어도 2개의 휠을 포함한다면 안내 시스템의 상기 안내 부재의 휠들 중 적어도 하나의 기계적 접촉의 상실의 경우에 상기 클램프가 개방될 수 있는 것을 특징으로 한다.

마지막으로 예시적 실시예와 응용은 도면에 의해 제공된다.
도 1은 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량을 위해 설계된 탈선 감지 장치에 대한 본 발명에 따른 예시적 실시예이다.
도 2는 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러를 포함하는 안내 시스템의 경우에 탈선 감지 장치의 일 부분의 설치에 이용가능한 영역에 대한 본 발명에 따른 예시이다.
도 3은 레일에 대해 지지되는 홈이 파인 휠을 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량을 위해 설계된 탈선 감지 장치에 대한 본 발명에 따른 예시적 실시예이다.

예시로서 도 1은 지면(2)에 부착된 레일(1)에 대해 지지되는 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량을 위해 설계된 탈선 감지 장치를 도시한다. 레일은 레일헤드(13)를 지지하는 웹(12)에 의해 얹혀진 기부 플레이트(11)를 포함한다. 상기 안내 부재는 특히, 안내 레일(1)의 레일헤드(13)에 근접하게 끼워지는 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러(3)를 포함한다. 롤러(3)는 다른 것들 중에서도 플랜지(31)로서 알려진 돌출 부분, 활주 표면(32), 및 회전 축(33)을 포함하며, 상기 플랜지는 안내 시스템의 롤링 및 안내 상태를 개선하도록 의도된다. 한 쌍의 롤러의 롤러의 회전 축(33)은 부착 각도(attachment angle: 34)로서 알려진 각도를 형성한다. 각각의 롤러(3)는 그의 활주 표면(32)을 통해 안내 레일(1)의 레일헤드(13)에 대해 지지되어, 레일 표면(14)으로서 알려진 롤러-레일 접촉 영역을 형성하며, 상기 레일 표면은 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러(3)를 포함하는 안내 부재의 특정 경우에 레일헤드(13)의 상부 부분의 각 측부 상에 분포된다.

폐쇄 위치에 있을 때 레일(1)의 레일헤드(13)를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸는 바닥 조오(41)를 포함하는 클램프(4)는, 상기 롤러(3)와 레일(1) 사이의 기계적 접촉의 상실의 경우에 그의 조오(41)를 개방함으로써 개방될 수 있고, 상기 개방은 상기 레일헤드(13)가 조오(41) 외측으로 이동함으로써 유발된다. 구체적으로, 클램프(4)가 그의 조오(41)의 개방을 통해 개방되는 데에는 롤러의 쌍에서 2개의 롤러들(3) 중 하나가 상기 레일(1)과 접촉되는 것을 멈추는 것으로 충분하다. 조오(41)는 예를 들어 레일헤드(13)의 양측 상의 2개의 아암(411, 412)에 의해 형성되고, 2개의 아암의 형상은 그들이 웹(12)의 상부 부분까지 레일헤드(13)를 둘러싸는 형상이다. 조오(41)의 개방은 상기 아암들 중 하나(411)와 상기 아암들 중 다른 하나(412) 사이의 관련 상대적 간극에 대응된다. 또한, 클램프(4)는 조오(41)의 간극이 적어도 하나의 스위치(51, 52)에 기계적으로 전달될 수 있게 하는 적어도 하나의 상부 로드(421, 422)를 포함한다. 유리하게는, 조오(41)의 각각의 아암(411, 412)은 상부 로드(421, 422) 내에 레일 위로 연장되어, 각각의 하나의 상부 로드가 다른 것과 독립적으로 그 자신의 스위치(51, 52)를 가동시킬 수 있다. 따라서, 2개의 독립적인 스위치(51, 52)는 각각, 예를 들어 상부 로드(421, 422)들 중 하나에 의해 작동될 수 있다. 따라서, 조오(41)의 개방은 상부 로드(421, 422)의 상부 단부들 중 적어도 하나에 의해, 특히 레일헤드가 상기 조오의 그립 외측으로 이동할 때 그의 조오가 이동되는 상부 로드에 의해 기계적으로 전달된다. 도시되지 않은 제1 변형에 따르면, 조오 아암 및 대응하는 상부 로드는 레일의 양측 상에서 가위 구조로 존재하며, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 변형에 따르면, 조오 아암 및 대응하는 상부 로드는 레일의 동일 측 상에 존재한다. 제1 변형에서 상부 로드는 견인력에 의해 스위치를 작동시키고, 제2 변형에서 스위치는 압력에 의해 작동된다. 예를 들어 견인력 또는 압력은 스위치의 푸쉬버튼 상에 작용한다. 제2 변형에서, 상부 로드는 특히 스위치 또는 그의 푸쉬버튼과 직접 접촉하거나 거의 접촉한다(상부 로드의 단부와 스위치 사이의 거리가 짧음).

또한, 상기 스위치(51, 52)의 푸쉬버튼은 특히 2개의 위치, 즉, 스위치의 공칭 구성에 대응하는 제1 위치, 즉, 레일 위치가 올바를 때의 클램프의 폐쇄 위치, 및 2개의 상부 로드(421, 422)들 중 적어도 하나에 의한 조오(41)의 개방이 상기 스위치(51, 52)들 중 적어도 하나에 기계적으로 전달됨으로써 발생되는 스위치의 경고 구성에 대응하는 제2 위치를 특징으로 하며, 상기 제2 위치는 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템(6)의 작동을 가능하게 한다.

클램프(4)는 부착 시스템(43)을 사용하여, 특히 상기 롤러(3)를 위한 장착 기부로서 사용되는 롤러(3)의 지지 요소(7)에 견고하게 연결된 지지 요소(71)에 부착된다. 특히, 부착 시스템(43)은 클램프의 조인트에 부합된다. 또한, 부착 시스템(43)은 유리하게는 조오(41)가 레일헤드(13)에 의해 어떠한 힘도 받지 않을 때, 특히 레일 위치가 올바를 때 클램프(4)를 폐쇄 위치로 반송시키는 스프링 시스템을 구비할 수 있다. 또한, 부착 시스템(43)은 스위치(51, 52)를 잘못 가동시킴 없이, 안내 시스템의 가속에 의해 발생된 응력을 견딜 수 있는 치수를 갖는다. 또한, 조오(41)의 형상과 크기는 롤러-레일 접촉 영역의 마모, 특히 주행 표면(32)과 레일헤드(13)의 레일 표면(14)의 마모가 고려될 수 있게 한다. 이러한 목적을 위해, 조오의 형상은 클램프가 수직 축을 따라 상기 레일헤드에 접근될 수 있게 하며, 특히, 레일헤드의 상부와 조오의 바닥 사이에 공간을 남겨, 레일 및/또는 롤러가 마모되었을 때 조오의 아암이 레일헤드에 닿지 않게 된다.

또한, 본 발명은 롤러와 레일 사이의 클램프의 크기를 고려한다. 사실상, 클램프를 위해 이용가능한 공간은 롤러의 중심에 대한 클램프의 수평 위치에 의존한다. 레일에 거의 직각인 평면 내에서 클램프의 길이를 따라, 롤러의 중심을 향한 또는 그로부터 멀어지는 클램프의 이동은 각각, 클램프의 설치에 이용가능한 공간 및 안내 레일의 곡선 간극(curve clearance)을 감소시키거나 증가시킨다. 사실상, 클램프의 조오가 롤러-레일 접촉 영역에 가까워질수록 그의 개방이 레일의 만곡된 궤적, 즉, 그의 곡선 간극과 덜 간섭된다. 특히, 클램프를 위해 이용가능한 공간과, 곡선 간극과의 간섭 사이의 예시적인 절충은, 도 1과 동일한 참조부호를 사용하는 도 2에 도시된 바와 같이, 레일에 거의 직각인 평면의 영역(8) 내에서 롤러의 중심으로부터 대략 이분의 일 롤러 반경의 거리에 클램프를 위치시킴으로써 달성될 수 있다.

상기 안내 부재의 다른 변형에서, V 형상으로 배열된 롤러의 쌍(3)은 도 3에 도시된 바와 같은 안내 레일(1)에 대해 지지되는, 홈이 파인 휠(9)에 의해 대체된다.

이러한 경우에, 전술한 바와 같이 클램프(4)는 상기 홈이 파인 휠(9)의 상류 또는 하류에 위치되고, 특히 상기 홈이 파인 휠을 위한 장착 기부로서 사용된 상기 홈이 파인 휠(9)의 지지 요소(7)에 견고하게 연결된 지지 요소(71)에 부착 시스템(43)을 사용하여 부착된다. 특히, 상기 클램프(4)는 상기 홈이 파인 휠의 회전 축(93) 및 상기 회전 축과 교차하는 레일에 직각인 직선 수직 선에 의해 형성된 평면에 대해 경사진 평면 내에 존재한다. 상기 클램프의 경사는 클램프의 조오가 홈이 파인 휠과 레일 사이의 접촉 영역에 가능한 한 근접하게 이동할 수 있게 한다. 유리하게는, 클램프의 상기 경사는, 롤러와 레일 사이의 접촉 영역에 가능한 한 근접해지도록, 도 1에 도시된 바와 같이 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러를 위해 유사하게 사용될 수 있다.

안내 부재의 적어도 하나의 롤러가 레일로부터 분리되게 된다면, 안내 부재의 유형에 상관 없이, 즉, 그것이 예를 들어 V 형상으로 배열된 한 쌍의 롤러 또는 홈이 파인 휠을 포함하는지에 상관없이, 클램프(4)의 조오(41)의 하부 부분은 레일헤드(13)의 하부 부분에 닿는다. 조오를 형성하는 아암(411, 412)의 하부 단부들 사이의 간극은 레일헤드(13)의 폭보다 작기 때문에, 조오는, 적어도 하나의 롤러(3)가 레일(1)로부터 분리될 경우 레일헤드의 하부 부분과 조오를 형성하는 아암(411, 412)의 하부 단부의 접촉에 의해 개방된다. 따라서, 레일에 수직인 수직 축을 따라 탈선이 일어날 경우 클램프의 조오(41)의 최대 개방은 레일헤드의 최대 폭에 대응된다.

클램프(4)가 폐쇄 위치에 있다면 상부 로드(421, 422)의 상부 단부, 즉, 자유 단부는 그의 각각의 스위치(51, 52)에 아무 일도 하지 않고, 상부 로드에 의해 스위치에 기계적 힘이 전달되지 않는다. 그러나, 상기 분리의 경우에 조오의 개방은 상부 로드(421, 422)의 상부 단부들이 서로 더 근접하게 이동하게 한다. 이러한 이동은 적어도 하나의 스위치 그리고 가능하게는 둘 모두가 작동되어, 공칭 구성으로부터 경고 구성으로 절환되게 한다. 사실상, 조오(41)가 개방될 때 상부 로드들 중 적어도 하나는 이동되어, 예를 들어 닿을 수 있는 스위치의 푸쉬버튼을 작동시킨다. 폐쇄되었을 때의 조오를 특징으로 하는 제1 위치와 개방되었을 때의 조오를 특징으로 하는 제2 위치 사이의 각각의 상부 로드의 상부 단부의 이동은, 제1 위치(공칭 구성)와 제2 위치(경고 구성) 사이의 스위치의 푸쉬버튼의 이동에 비례하고, 조오를 형성하는 2개의 아암의 하부 단부들의 상기 간극에 비례하며, 상기 간극은 조오가 개방되거나 폐쇄되었을 때 조오의 단부들 사이의 거리의 차이에 대응된다. 조오는 레일헤드를 근접하게 둘러쌀 때 폐쇄된다고 표현되며, 따라서, "폐쇄"라는 용어가 사용되더라도, 조오의 아암의 2개의 자유 단부들 사이에 공간이 존재하며, 그 사이에 레일헤드의 기부가 위치한다는 것을 알아야 한다.

또한, 2개의 스위치들 중 적어도 하나는 특히, 일단 조오의 개방이 스위치에 기계적으로 전달되면 경고 구성을 유지할 수 있다. 경고 구성은, 안전을 담당하는 시스템에 신호를 보냄으로써 또는 신호를 차단함으로써 차량의 안전 시스템(6)을 작동시키는 것을 가능하게 한다. 특히, 상기 신호를 차단하는 것이 안전을 담당하는 상기 시스템을 가동시킨다. 안전을 담당하는 시스템은 예를 들어 긴급 제동을 작동시킬 수 있고, 또는 안내식 차량의 운전자에게 또는 중앙 제어 스테이션에 경고 신호를 보낼 수 있다. 특히, 상기 2개의 스위치는, 각각 2개의 상부 로드들 중 하나에 연동되어 그것을 작동시킬 수 있는 2개의 푸쉬버튼을 구비한 단일 스위치에 의해 대체될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 스위치는 일단 2개의 푸쉬버튼들 중 하나가 그것에 닿는 상부 로드에 의해 작동되었다면 경고 위치를 유지할 수 있다. 2개의 푸쉬버튼, 또는 2개의 별개의 독립적인 스위치의 경우에 2개의 스위치는 리던던시(redundancy)를 생성하고 감지 시스템의 신뢰성을 높인다.

스위치를 경고 구성으로 유지시킨다는 것은, 레일헤드가 조오의 그립 외측에 존재하는 시간이 극히 짧더라도 안전 시스템(6)이 상기 스위치에 의해 작동된다는 것을 의미하며, 이러한 경우에 조오는 탈선 후 순식간에 폐쇄 위치로 되돌아가고, 상기 폐쇄 위치는 앞서 상부 로드에 의해 스위치로 전달된 기계적 힘의 이완을 유발한다.

최종적으로, 클램프의 조오의 개방 및 이러한 개방의 스위치로의 기계적 전달에 기초한 이러한 감지 시스템은, 레일헤드에 대해 지지되는 휠의 경우와 같이 접촉에 의해, 또는 레일과의 직접 접촉 없이 상호작용에 의해 레일과 상호작용하는 모든 안내 부재에 적용가능하다. 사실상, 상기 레일은, 상기 안내 부재의 지지 요소에 견고하게 연결된 지지 요소에 부착됨으로써 안내 시스템에 적용가능해 지기 위해, 시스템을 위한 레일헤드 형상의 부분을 포함하는 것으로 충분하다. 특히, 감지 장치는 레일헤드에 대해 지지되는 V 형상으로 조립된 2개의 휠을 포함하는 안내 부재에 유리하게 적용가능할 뿐 아니라, 특히 도 3에 도시된 바와 같은 홈이 파인 휠의 경우에, 단일 휠을 포함하는 안내 부재에도 적용가능하다.

요약하자면, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 현존하는 방법 및 장치에 대해 장점을 제공하면서, 안내식 차량의 탈선을 안전하고 신뢰성 있고 실시간으로 식별할 수 있게 한다. 사실상, 단일 제어 장치를 갖는 전기기계식 로직 시스템에 기초한 장치, 즉, 스위치의 단순성은 그것을 현존하는 시스템보다 더 신뢰성 있게 만든다. 현존하는 시스템에 대한 주목할 만한 장점은 이하와 같다:

- 고장 나기 쉬운 부품이 더 적고, 따라서 특히 개발, 제조, 설치 및 유지보수 비용이 낮음,

- 작동에 있어서 신호 또는 정보의 분석 또는 처리를 필요치 않음: 어떤 데이터 처리도 필요치 않고, 스위치의 이원 구성(공칭 구성, 경고 구성)만이 안전 시스템의 작동을 결정함,

- 클램프가 어떤 수공식 부품 없이도 작동함,

- 장치가 실시하고 유지보수하기 쉬움: 장치의 단순성은 적은 유지보수를 필요로 한다는 것을 의미함,

- 안내식 차량에 관련된 제한적 실외 환경에 견딤,

- 조오가 폐쇄되었을 때 레일에 닿지 않음으로써 감지 장치의 제한된 마모를 보장함,

- 설계에 있어서 안내의 상실 또는 실제의 문제를 감지하기 위해 신호 필터링을 필요치 않음.

Claims (14)

1. 차량을 안내하는 데 사용되는 레일(1)의 레일헤드(13)와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량에 적용되는 탈선 감지 방법에 있어서,
   - 폐쇄 위치에서 레일(1)의 레일헤드(13)를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸는 클램프(4)의 바닥 조오(41)를 개방하는 단계로서, 상기 개방은 안내 부재와 레일(1)의 레일헤드(13) 사이의 상호작용이 상실될 경우 상기 레일헤드(13)가 상기 조오(41) 외측으로 적어도 부분적으로 이동함으로써 유발되는, 단계와,
   - 조오(41)의 개방이 적어도 하나의 스위치(51, 52)에 기계적으로 전달되는 단계로서, 상기 스위치는 2개의 구성, 즉, 레일 위치가 올바를 때 클램프(4)의 폐쇄 위치에 대응하는 공칭 구성, 및 조오(41)의 개방이 스위치(51, 52)로 기계적으로 전달됨에 의해 유발되는 경고 구성을 갖는, 단계와,
   - 스위치(51, 52)가 경고 구성에 있으면 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템(6)이 스위치(51, 52)에 의해 작동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 클램프(4)는 안내 부재의 지지 요소(7)에 견고하게 연결된 지지 요소(71)에 부착되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 클램프(4)는 안내식 차량의 이동 방향에 관하여 안내 부재의 하류에 위치되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   조오(41)의 개방의 상기 기계적 전달은 클램프(4)의 2개의 상부 로드(421, 422)에 의해 실행되고, 상부 로드(421, 422)의 자유 단부들 사이의 간극이 조오(41)의 개방에 직접 연동되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   스위치(51, 52)는 조오(41)가 개방된 후 경고 구성으로 유지되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   클램프(4)의 조오(41)의 상기 개방은, 레일(1)에 근접하게 끼워지는 적어도 2개의 휠(3)을 포함하는 안내 시스템의 안내 부재의 휠(3)들 중 적어도 하나의 기계적 접촉이 상실될 경우, 상기 레일헤드(13)가 상기 조오(41) 외측으로 적어도 부분적으로 이동함으로써 유발되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   조오(41)의 개방은 적어도 2개의 스위치(51, 52)에 전달되며, 상기 안전 시스템(6)의 작동은 공칭 구성으로부터 경고 구성으로 절환시키는 상기 2개의 스위치(51, 52)들 중 적어도 하나에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는
   감지 방법.
8. 차량을 안내하는 데 사용되는 레일(1)의 레일헤드(13)와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 부재를 포함하는 안내 시스템에 의해 안내되는 차량에 적용되는 탈선 감지 장치에 있어서,
   - 폐쇄 위치에서 레일(1)의 레일헤드(13)를 근접하게 그리고 비접촉식으로 둘러싸도록 된 바닥 조오(41)를 갖는 클램프(4)로서, 안내 부재와 레일(1)의 레일헤드(13) 사이의 상호작용이 상실될 경우 조오(41)가 개방될 때 개방되고, 상기 개방은 상기 레일헤드(13)가 상기 조오(41) 외측으로 적어도 부분적으로 이동함으로써 유발되는, 클램프(4)와,
   - 조오(41)의 개방이 적어도 하나의 스위치(51, 52)에 기계적으로 전달될 수 있게 하는 클램프(4)의 적어도 하나의 상부 로드(421, 422)를 포함하고,
   - 상기 스위치(51, 52)는 2개의 구성, 즉, 레일 위치가 올바를 때 클램프(4)의 폐쇄 위치에 대응하는 공칭 구성, 및 조오(41)의 개방이 스위치(51, 52)로 기계적으로 전달됨에 의해 유발되는 경고 구성을 갖고, 상기 경고 구성은 안내식 차량의 적어도 하나의 안전 시스템(6)을 작동시킬 수 있는
   감지 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 클램프(4)는 안내 부재의 지지 요소(7)에 견고하게 연결된 지지 요소(71)에 부착되는 것을 특징으로 하는
   감지 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 클램프(4)는 안내식 차량의 이동 방향에 관하여 안내 부재의 하류에 위치되는 것을 특징으로 하는
    감지 장치.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    조오(41)의 개방의 상기 기계적 전달은 클램프(4)의 2개의 상부 로드(421, 422)에 의해 실행되고, 상부 로드(421, 422)의 자유 단부들 사이의 간극이 조오(41)의 개방에 직접 연동되는 것을 특징으로 하는
    감지 장치.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 스위치(51, 52)는 조오(41)가 개방된 후 경고 구성으로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는
    감지 장치.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 클램프(4)는, 상기 안내 부재가 레일(1)에 근접하게 끼워지는 적어도 2개의 휠(3)을 포함한다면, 안내 시스템의 안내 부재의 휠(3)들 중 적어도 하나의 기계적 접촉이 상실될 경우 개방될 수 있는 것을 특징으로 하는
    감지 장치.
14. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    클램프(4)의 2개의 상부 로드(421, 422)는 각각 조오(41)의 개방을 스위치(51, 52)에 기계적으로 전달할 수 있고, 상기 스위치(51, 52)는 서로 독립적인 것을 특징으로 하는
    감지 장치.

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