KR101696661B1 - 중공 침목 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임의의 트랙 및 전철기 구간에서 전철기 첨단, 이동식 교차 철차 또는 케이블 교차의 조정 장치용 중공 침목(1)에 관한 것이다. 본원의 중공 침목은 궤광에 장착할 수 있도록 평면의 침목 밑면(2)을 구비하여 상부 방향으로 개방된 중공 침목 프로파일로서 형성된다. 또한, 횡단면 폭 및 그 높이는 표준적인 콘크리트, 목재 또는 강재 침목에 맞춰 결정된다. 따라서, 본원의 중공 침목(1)의 경우, 이 중공 침목(1)의 침목 밑면(2)이 깊게 배치되고 하부 방향으로 개방된 적어도 하나의 챔버(5)를 구비하여 형성될 때, 도상 상의 위치 안정성이 향상된다.

중공 침목, 트랙 구간, 전철기 구간, 챔버, 궤광, 침목 밑면, 도상

Description

중공 침목{HOLLOW SLEEPER}

본 발명은 임의의 트랙 또는 전철기 구간에서 전철기 첨단, 이동식 교차 철차, 또는 케이블 교차의 조정 장치용 중공 침목에 관한 것이다. 본원의 중공 침목은 궤광에 장착될 수 있도록 평면의 침목 밑면 또는 바닥을 구비하고 상부 방향으로 개방된 중공 침목 프로파일로서 형성된다. 또한, 횡단면 폭과 그 높이는 표준적인 콘크리트, 목재 또는 강재 침목에 맞춰 결정된다.

상기와 같은 중공 침목 또는 교차 박스형 침목은 예컨대 DE 43 15 200 C2로부터 공지되었다. 중공 침목은 철도 상부 구조에서 특히 전철기 폐쇄 부재(폐쇄 박스형 침목)를 수용하거나, 또는 케이블 교차(케이블 박스형 침목)용으로 이용되며, 그리고 기존의 콘크리트, 목재 또는 강재 침목 대신에 대응하는 동일 위치에 장착되거나, 그 콘크리트, 목재 또는 강재 침목과 교체되기도 한다.

공지되고 폐쇄 박스형 침목으로서 형성되는 중공 침목 또는 교차 박스형 침목은 바람직하게는 굽힘 가공을 통해 U형 프로파일로 성형되는 강재 박판으로 제조되거나, 또는 주철을 이용한 주조 방법으로 제조되며, 그리고 콘크리트, 목재 또는 강재 침목과의 균형 조정을 바탕으로 중공 침목 프로파일뿐 아니라, 인접한 콘크리트, 목재 또는 강재 침목의 균일한 다짐성을 보장한다.

그러나 대응하는, 예컨대 교체된 콘크리트, 목재 또는 강재 침목과 동일하거나 또는 향상된 위치 안정성(이하에서는 침목 베어링 내 탄력성과 중공 침목의 가능한 극미한 횡방향 및 종방향 변위로서 간주한다)을 달성하기 위해서는, 종종 중공 침목의 외부 바닥면 또는 이른바 베이스와 트랙 경로의 도상 간에 접촉 위치를 보상해야 한다. 대개 보상 또는 적응은 표준에 따른 콘크리트 침목에서만 외부 바닥면에 제공되는 탄성 또는 반탄성의 침목 하부 표면에 의해 이루어진다.

베어링 플레이트로서 형성되는 침목 하부 표면은 콘크리트 침목의 경우 대개 점착되거나 또는 예컨대 주입을 통해 주조된다.

표준 침목의 열차 운행 부하를 바탕으로, 그리고 도상 자갈을 이용하여 인접한 중공 침목을 다짐으로써, 장착된 탄성의 베어링 플레이트에 주변을 둘러싸는 방식으로 제공되는 가장자리 구역이 박리 되거나 파열될 수 있고, 이때 파열은 도상 베드 내에서 침목의 횡방향 및 종방향 이동에 의해 야기될 수도 있다.

베어링 플레이트는 전면에 걸쳐 침목 밑면 또는 외부의 침목 바닥에 장착된다. 따라서 베어링 플레이트는 대개 일체형으로서, 침목 밑면의 전체 표면에 상응하는 크기로 제조되며, 이런 점은 제조 공정에서 추가적인 비용을 초래한다.

대부분 표준 침목 당 단지 하나의 연속적인 베어링 플레이트 또는 침목 하부 표면만이 이용되기 때문에, 균형을 이루는 탄력성 분포는 제한되는 조건에서만 달성할 수 있다. 그럼에도, 침목 하부 표면이 이용되고 있다. 왜냐하면, 그런 베어링 플레이트를 구비하지 않은 침목이 보장하는, 도상 베드 또는 설치 노반 내 위치 안정성 정도가 더욱 낮아질 수도 있기 때문이다.

따라서 본 발명의 목적은 일반적인 중공 침목에 있어서 도상 상의 위치 안정성을 향상시킬 수 있는 상기 중공 침목을 제공하는 것에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 중공 침목의 침목 밑면이 오목하게 들어가 있고 하부 방향으로 개방된 적어도 하나의 챔버를 구비하여 형성되고, 바람직하게는 주변을 둘러싸면서 상기 챔버를 범위 한정하는 프레임 모양의 외부 벽부를 포함함으로써 달성된다. 예컨대 중공 침목이 주철로 제조될 때에, 제조 공정 중에 그 중공 침목 내부 또는 표면에 주조되는 리브, 프레임 또는 웨브로서, 침목 밑면에 직접 제공되는 범위 한정하는 외부 벽부는, 바람직하게는 침목 밑면의 외부 가장자리에서 연장되며, 그에 따라 중공 침목의 길이방향 벽 및 선단 벽을 소정의 크기만큼 하부 방향으로 연장시킨다. 중공 침목은 하부 방향으로 돌출되면서 중공 공간을 범위 한정하는 프레임 모양의 외부 벽부를 통해 노반 또는 도상 자갈 내에 위치 고정되게 묻힐 수 있다. 동시에 침목 밑면에 제공되는 외부 벽부에 의해, 상대적으로 더욱 깊은 삽입 공간이 형성되며, 이런 삽입 공간 내로는 주변을 둘러싸는 외부 벽부에 의해 위치 고정되게 유지되는 침목 하부 표면이 삽입될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 침목 밑면은 프레임 모양의 외부 벽부 내에서 침목 종축에 대해 가로방향으로 배치되고 하부 방향으로 돌출되는 다수의 범위 제한 부재에 의해 개별 챔버로 분리된다. 이런 경우에도 범위 제한 부재는, 중공 침목의 제조 시에 침목 밑면의 내부 또는 표면에 주조되는 리브 또는 웨브의 형태로 형성된다. 따라서 주변을 둘러싸는 프레임 모양의 외부 벽부 내에는, 한편으로 중공 침목을 확실하게 고정할 수 있도록 노반 또는 도상 자갈 내로 침투할 수 있는 다수의 함몰 챔버가 제공되며, 다른 한편으로는 침목 하부 표면으로서 바람직하게는 탄성의 플레이트 부재 또는 베어링 플레이트를 위해 구획된 삽입 공간이 제공된다. 이와 관련하여 상기 플레이트 부재는 바람직하게는 다양한 탄성을 구비하고, 예컨대 점착, 전가황(prevulcanization), 또는 나사 체결을 통해 매끄러운 표면의 침목 밑면에 고정된다.

개별 챔버 내에 상기와 같이 구획된 개별 플레이트 부재 또는 침목 베이스가 배치됨에 따라, 중공 침목의 향상된 위치 안정성이 달성된다. 왜냐하면, 궤광 내 도상 자갈과 침목 밑면 간의 접촉 위치에 발생하는 비균일성이 보상되기 때문이다. 각각의 개별 챔버 내에는 적어도 2개의 개별 플레이트 부재가 제공될 수 있다.

개별 플레이트 부재의 외부 절단면 가장자리를 둘러싸는 외부 벽부는 플레이트 부재와 침목 밑면 사이의 연결 위치를 도상 자갈에 의한 박리로부터 보호한다.

이런 경우 플레이트 부재 및 베어링 플레이트 각각은, 탄성, 가소성(예컨대 목재 침목 내에 도상 자갈의 일체화 거동을 모방하는 EVA 플레이트에 의해, 다시 말해 자갈 입자는 가소성 변형에 의해 하부 표면 내로 압입된다), 방음, 절연성, 또는 이 특성들의 조합 특성을 띠는 재료로 제조될 수 있다.

다양한 물리적 및/또는 기계적인 재료 특성을 갖는 플레이트 부재를 이용함으로써, 중공 침목의 가로방향 및 세로방향 변위성과 베어링 특성이 향상될 수 있으며, 특히 하부 표면을 구비한 중공 침목의 편향이 전체 침목 길이에 걸쳐 정확하게 조정될 수 있다.

본 발명의 한 구현예에 따르면, 개별 챔버 중에 소수에만, 바람직하게는 각각의 외부 개별 챔버와 하나의 중앙 개별 챔버에만 하부 표면으로서 플레이트 부재가 제공된다. 그에 따라, 예컨대 침목 베어링의 중앙 영역은 상대적으로 높은 탄성이 있는 상태로 형성되고, 각각의 선단측 테두리 영역은 상대적으로 탄성이 없는 상태로 형성되게 된다. 즉, 상기 개별 챔버들에는, 밑부분에 개별 플레이트 부재가 있는 외부 개별 챔버들 및 밑부분에 개별 플레이트 부재가 있는 중앙 개별 챔버가 포함될 수 있다.

또한, 상대적으로 더욱 깊은 삽입 공간들로 침목 밑면을 분리함에 따라, 상대적으로 더욱 적은 플레이트 세그먼트를 제공할 수 있으며, 그렇게 함으로써 플레이트 부재의 제조 공정은 단순화되고, 그에 따라 더욱 경제적으로 달성된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 구현예에 따르면, 침목 밑면에는 범위 제한 부재보다 더욱 큰 깊이를 가지면서 하부 방향으로 돌출되는, 바람직하게는 쐐기(wedge) 모양으로 형성되는 적어도 하나의 고정 부재가 제공된다. 이 고정 부재는 침목 종축에 대해 가로방향으로 연장된다. 중공 침목의 장착 시에 개별 챔버의 횡방향 웨브 및/또는 외부 벽부보다 더욱 깊게 도상 자갈 내로 침투하며, 궤광 내에서 상승하는 도상의 각각의 높이에 따라 가변적인 길이를 갖는 쐐기 모양의 고정 부재가 제공됨으로써, 추가로 중공 침목의 횡방향 변위 저항이 대폭 상승하며, 그에 따라 추가로 향상되는 위치 안정성이 달성된다. 고정 부재는 바람직하게는 2개가 서로 이격되어 침목 베이스에 제공될 수 있다. 이런 점에서 고정 부재는 바람직하게는 침목 종축에 대해 가로 방향으로 연장되는 범위 제한 부재의 영역에, 그리고 그 범위 제한 부재의 대안으로서 침목 밑면에 고정되며, 예컨대 나사 체결되거나, 또는 중공 침목을 주조 기술로 제조할 때에는 동일하게 중공 침목과 함께 주조된다.

본 발명의 추가적인 특징 및 상세 내용은 본 발명의 대상을 도면으로 도시한 실시예에 대한 다음의 설명과 청구항으로부터 제시된다.

도 1 은 바닥 쪽에 개별 챔버가 형성되어 있는 중공 침목을 밑면으로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

도 2 는 도 1에 따른 중공 침목의 부분 영역을 밑면으로부터 바라보고 도시한 확대도이다.

도 3 은 도 1과 동일하지만, 중공 침목의 밑면의 하부 표면으로서 개별 챔버 내에 배치되는 플레이트 부재가 구비되어 있는 그런 중공 침목을 밑면으로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

도 4 는 도 1과 동일하지만, 추가로 침목 밑면에 쐐기 모양의 고정 부재가 구비된 그런 진공 침목을 밑면으로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

도 1 내지 도 4에 도시되어 있으며, 상부 방향을 향해 개방된 진공 침목 프로파일(1)(이하에서는 진공 침목)은 그 자체로서 충분히 공지되어 있으며, 예컨대 굽힘 가공을 통해 U형 프로파일로 성형된 박판으로 제조되거나, 또는 예컨대 구상 흑연 주철로 주조된다. 진공 침목은 철도 궤도 선로를 시공할 때 가로 침목 및 레일로 형성되는 궤광을 시공하기 위해 전철기 영역에서 이용되며, 그리고 자체 침목 밑면(2) 및 침목 측벽을 통해 도상 베드 내에 위치 결정된다.

중공 침목(1)의 내부 공간은 전철기 첨단과 각각의 첨단 말단 위치를 고정하 는 전철기 첨단의 폐쇄 수단을 조정하기 위한 기능 및 이동 부재 및/또는 케이블 교차 또는 통과를 위한 고정 부재를 수용한다.

침목 밑면(2)에는 주변을 둘러싸는 프레임 모양의 웨브가 성형된다. 이 웨브는 침목 밑면(2)의 외부 가장자리에서 연장되며, 그에 따라 웨브가 제공되지 않았을 시에 매끄러웠을 침목 밑면(2)을 둘러싸는 외부 벽부(3)를 형성하게 된다.

또한, 침목 밑면(2)은 실시예에 따라 침목 종축에 대해 가로방향으로 연장되는 총 4개의 범위 한정 웨브(4)로 분리되며, 그럼으로써 주변을 둘러싸는 프레임 모양의 외부 벽부(3)와 연결되면서 서로 분리되는 5개의 개별 챔버(5, 5a 내지 5d)를 형성하게 된다.

상기와 같이 서로 분리된 개별 챔버(5, 5a 내지 5d) 내에는, 침목 하부 표면을 형성하기 위한 베어링 플레이트로서 탄성의 플레이트 부재(6)가 삽입되고, 매끄러운 표면의 침목 밑면(2)에 고정된다. 플레이트 부재(6)를 이용함에 따라, 두께에 따라 변하고 각각의 소재에 따라 상이한 탄성 계수를 갖는 플레이트 부재(6)를 이용한 재정렬을 통해, 도상 베드와 침목 밑면 사이의 접촉 위치에서 발생하는 레벨 차이가 보상될 수 있으면서, 중공 침목(1)의 향상된 위치 안정성이 달성된다. 위치 안정성은 도상 자갈을 포함하는 침목 밑면의 개별 플레이트 부재(6) 간의 틈새 또는 전환 영역의 조건에 따르는 압입 이음(indented joint)에 의해 추가로 향상된다.

침목 밑면(2)에 제공되어 주변을 둘러싸는 외부 벽부(3)에 의해서는, 플레이트 부재(6)의 자유로운 외부 절단면 가장자리가 손상되지 않도록 보호되고, 플레이 트 부재(6)와 침목 베이스 간에 접착되거나 또는 가황된 연결 위치도 도상 자갈에 의해 박리 되지 않도록 보호된다.

또한, 도 4로부터, 침목 밑면(2)에서 범위 제한 웨브(4)의 영역에 쐐기 모양으로 형성된 2개의 고정 부재(7)가 형성되어 있다. 이런 고정 부재(7)는 궤광 내 중공 침목(1)의 장착 시에 도상 베드 내로 깊게 침투하며, 그렇게 함으로써 한편으로 횡방향 변위 저항성과 다른 한편으로 중공 침목(1)의 위치 안정성은 재차 더욱 증가하게 된다.

Claims (10)

1. 트랙 및 전철기 구간에서 전철기 첨단, 이동식 철차, 또는 케이블 교차의 조정 장치용 중공 침목으로서,

   오목하게 들어가 있고 하부 방향을 향해 개방되는 적어도 하나의 챔버를 구비하고, 주변을 둘러싸면서 상기 챔버를 한정하는 하부 방향으로 돌출되어 있는 외부 벽부 또는 프레임을 가지며, 궤광에 장착될 수 있는 평면의 침목 밑면을 구비하여 상부 방향을 향해 개방된 중공 침목 프로파일; 및

   침목 밑판으로 작용하고, 상기 챔버에 삽입되는 탄성의 플레이트 부재;를 포함하고,

   상기 적어도 하나의 챔버는 상기 침목의 전체 길이에 걸쳐서 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 침목.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 침목 밑면은 상기 외부 벽부 또는 프레임 내에서 침목 밑면의 종축에 대해 가로방향으로 배치되고 하부 방향을 향해 돌출되는 복수의 범위 제한 부재들에 의해 개별 챔버들로 분리되고, 상기 탄성의 플레이트 부재는 상기 챔버들 각각에 각각 삽입되는 복수의 개별 플레이트 부재들로 세분되어 있는 것을 특징으로 하는 중공 침목.
3. 제 2 항에 있어서, 각각의 개별 챔버 내에는 적어도 2개의 개별 플레이트 부재가 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 침목.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 개별 챔버들에는, 밑부분에 개별 플레이트 부재가 있는 외부 개별 챔버들 및 밑부분에 개별 플레이트 부재가 있는 중앙 개별 챔버가 포함되는 것을 특징으로 하는 중공 침목.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 개별 플레이트 부재들은 서로 다른 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 중공 침목.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 침목 밑면에, 상기 범위 제한 부재들 보다 더욱 큰 깊이를 가지고, 침목 종축에 대해 가로방향으로 연장되어 있으며, 하부 방향을 향해 돌출되고 쐐기 모양으로 형성된 적어도 하나의 고정 부재를 더 포함하는 중공 침목.
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