KR101855194B1 - 탄성체 인장 클램프와 그에 의한 레일 고정장치 - Google Patents

Abstract

강철 스프링으로 만들어진 레일 고정장치용 탄성체 인장 클램프는 아크형 중앙부(48)에 의해 연결된 두 개의 내부 레그부(46)를 가진 중앙부(44)와 중앙부(44)의 내부 레그부(46)에 연결되어 인장 클램프(40)의 자유단(50) 쪽으로 향해 있는 누스부(42)를 구성하고 있다. 누스부(42)는 부하가 없는 상태에서 두 개의 내부 레그부(46)의 영역에서 중앙부(44)의 상단 평면(E2) 위로 최대 20mm이상의 높이를 가지게 형성되어 있다.

Description

탄성체 인장 클램프와 그에 의한 레일 고정장치{ELASTIC TENSIONING CLAMP AND RAIL FIXATION THEREFORE}

본 발명은 청구범위 제1항의 서문에 따른 탄성체 인장 클램프와 그러한 탄성체 인장 클램프로 구성된 레일 고정장치에 관한 것이다.

레일 고정장치용 인장 클램프는 오랫동안 공지되어 있고 그리고 포괄적인 용도에서 그의 가치를 입증받고 있다. 탄성체 인장 클램프는 예로서 DE 32 43 895 A1에 기재된 것과 같이 침목에 고정되는 스크류에 의해 레일의 저부(foot of rail)에 눌려진다. 여기에서 기술된 인장 클램프는 침목 공장에서 선 조립 또는 미리 설치되고 그리고 선 조립위치에서 조립위치로 180도로 회전되어 철도선로에서 레일에다 일정한 장력(죄임력)을 가하는 것으로 되어있다. 인장 클램프는 아크형 (arc-shaped) 중앙부와 그것에 연결된 두 개의 레그부(leg)로 구성되어있다. 조립위치에서 아크형 중앙부와 그것에 연결된 레그부는 침목 고정용 침목 스크류의 샤프트를 둘러싸고 있다. 레일의 탄성체 고정은 레일의 저부에 압력을 가하는 내부 레그부에 연결된 인장 클램프부분의 수단에 의해 효과를 얻게 된다. 탄성체 인장 클램프 외에 레일 고정 장치는 레일 저부의 측면에서 침목 위에 놓여 지는 가이드 판을 구성하고 있고 그리고 가이드 판의 표면 외형은 탄성체 인장 클램프에 적합하게 되어 레일로부터 오는 힘이 침목 속으로 안내되게 한다.

선 조립의 구성 내에서 철도선로 구조의 자동화 증가추세에 기인하여 레일 고정장치는 선 조립위치에서부터 조립위치로 회전시키는 필요성은 없어지게 발달 되었지만, 레일에 대해 수평방향과 수직방향으로 변위 될 수 있다. 이러한 인장 클램프가 DE 33 34 119 C2에 기술되어있다. 이러한 인장 클램프는 발생하는 힘을 침목으로 안내하기 위해 인장 클램프에 특히 적합하게 된 가이드 판과 함께 작동한다.

EP 1 246 970 B1으로부터 저장 컨테이너에 있는 구조적으로 동일한 다수개의 인장 클램프가 서로 결합(엉키는 현상)되는 것을 피할 수 있게 하는 구조로 된 인장 클램프가 공지되어있다. 이러한 수단은 침목 공장에서 선 조립하는 동안 철도선로 건설의 자동화를 증가시킬 수 있게 하는 목적에 도움을 준다.

그러나 선 조립된 레일 고정장치를 가진 침목에다 철도선로를 설치하는데 있어 문제점이 발생한다. 가끔 무거운 레일들은 그들이 두 개의 레일 고정장치 사이에서 레일 채널 속으로 내려지기 전에 충분히 올려지지 않게 된다.

이러한 것의 설명을 위해 도 6에 종래의 기술에 의한 상태의 예를 나타낸다. 여기에는 침목(10), 선 조립된 레일 고정장치에 인접한 레일 채널(14), 그리고 앵글 가이드 판(angle guide plate)(18) 위에 놓여져서 침목 스크류(24)에 의해 부하가 없는 상태에 있는 침목에 미리 설치되는 인장 클램프(30)가 도시되어 있고, 그리고 침목 스크류(24)의 헤드부(26)는 인장 클램프(30)를 압박하여 누르고 있다.

레일(32)이 그것을 조립하는 동안 충분히 들어 올려지지 않으면, 레일(32)은 도 6에 도시된 것과 같이 침목 스크류(24)의 헤드부(26)를 누르게 된다. 레일이 화살표(A)에 의해 표시된 레일 채널(14)의 방향으로 더 많이 이동되면 침목 스크류(24)는 레일의 큰 무게에 의해 함께 당겨져 그들에 의해 굽혀지게 된다. 즉 침목 스크류의 헤드부에 가해지는 레일의 높은 압박 무게 때문에 그에 의해 생기는마찰력이 너무 커서 침목 스크류의 헤드부는 침목 저부의 아래를 통해 빠져나가지 못하고 이동방향(A)에서 굽혀지게 된다. 이러한 결과 때문에 레일 고정장치를 연속적으로 조립할 때 굽혀진 침목 스크류가 죄여지지 않아 새로운 스크류로 대체해야만 하게 된다.이러한 현상은 시간과 비용의 낭비를 발생시키고 대부분의 경우 자동화된 레일 조립의 구조에서 실질적인 문제점을 발생시킨다. 현존하는 레일을 놓는 기계는 침목 스크류 상에 가해지는 레일의 압박을 안전하게 피하기 위해 레일을 충분히 들어올릴 수 있게 형성되지않은 경우도 있다.

본 발명의 목적은 탄성체 인장 클램프와 조립성을 개선 시킨 특성을 가진 이러한 인장 클램프를 사용한 레일 고정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구범위 제1항의 특성을 가진 레일 고정용 탄성체 인장 클램프에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 인장 클램프를 구성하고 있는 레일 고정장치는 청구범위 제10항에 의해 명확해 진다. 바람직한 실시 예들은 다른 청구범위에서 명확해 진다.

본 발명에 따른 레일 고정용 탄성체 인장 클램프는 강철 스프링으로 만들어지고, 그리고 아크형 중앙부에 의해 연결된 두 개의 내부 레그부를 가진 중앙 루프와 중앙 루프의 내부 레그부에 연결되어 인장 클램프의 자유단 쪽으로 뻗어있는 누스부(noose;lug)를 구성하고 있다. 탄성체 인장 클램프의 누스부는 부하가 없을 때 두 개의 내부 레그부 영역에서의 중앙 루프 상부면 위로 최대 20mm 이상의 높이, 바람직 하기로는 약 24mm의 높이로 형성되어있다. 중앙 루프의 상부면은 침목 스크류의 스크류 헤드부가 놓여 지는 내부 레그부의 상향 표면을 통해 펼쳐지는 것으로 정의된다. 그러므로 중앙 루프의 상부면은 침목 스크류의 헤드부와 같이 인장 클램프의 내부 레그부를 누른다.

본 발명은 중앙 루프의 두 개로 된 내부 레그부에 연결된 탄성체 인장 클램프의 누스부를 형성시키는 개념에 근거한 것으로서, 누스부는 부하가 없는 상태에서 상기한 중앙 루프의 상부면 위로 20mm 이상의 높이로 뻗어있다. 이러한 높이는 선 조립된 상태에서는 침목 스크류가 중앙 루프를 탄성적으로 아래로 누르기 때문에 선 조립된 상태의 부하가 없는 상태에서의 높이보다 약 7-8mm 더 높은 값에 해당한다. 그러므로 선 조립된 상태에서 누스부의 높이는 내부 레그부 위에서 침목 스크류의 헤드부의 눌려지는 표면보다 훨씬 높아지게 되고, 침목 스크류의 선 조립된 헤드부는 선 조립된 상태에서 이미 보호되는 상태가 된다. 이러한 이유는 선 조립된 인장 클램프 위에서의 레일의 압축가능성이 침목 스크류의 영역에서 뿐만 아니라 인장 클램프의 누스부의 영역에서도 더 이상 발생 되지 않기 때문이다.

누스부의 외부 굴곡부가 침목 스크류의 헤드부의 수직연장선 위로 약간 연장되게 하여 침목 스크류가 굽혀지는 것을 피할 수 있다. 동시에 인장 클램프의 누스부는 어떤 계단형 변이를 가지지 않고 레일 채널의 방향에서 램프(ramp) 위로 레일을 안내할 수 있도록 램프의 형태와 같게 형성되어져 있다. 침목 스크류의 헤드부는 그것의 크기에 관한 한 정확하게 제한되지는 않는다. 그러나, 조립과정에서의 기능성을 위해 침목 스크류의 헤드부의 최소 크기는 고려되어야 한다. 그러므로 내부 레그부에 대해 누스의 크기를 독창적으로 해야 하는 30mm 이하의 높이보다 더 작은 높이로 된 침목 스크류의 헤드부를 제공하는 것은 적절하지 않다.

현존하는 레일 설치 기계는 레일을 충분히 들어올릴 수 있게 구성되어 있지않기 때문에 두 개의 내부 레그부 영역에서의 중앙 루프 상부면 위의 누스부의 최대 높이가 약 42mm를 초과하지 않게 하는 것이 바람직하다. 현존하는 레일 설치기계가 레일을 충분히 들어올리지 못하기 때문에 최대 높이는 불리하다. 일반적으로 이러한 기계에 의하면 레일 채널의 방향에서 인장 클램프에 의해 형성된 램프 위로 레일을 밀어올려야 한다. 그러므로 중앙 루프 상부면 위의 최대 높이는 필요한 리프팅 작업을 낮게 유지시키고, 동시에 가끔 사용되는 헤드높이가 약 40mm인 침목 스크류의 요구되는 보호성을 보장하는데 유익하다.

본 발명의 바람직한 예에 따라 내부 레그부는 서로 실질적으로 평행으로 되어있다. 이러한 것에 의해 선 조립위치에서부터 조립위치로 레일에 대해 수평방향 및 수직방향으로 탄성체 인장 클램프를 변위시키는 것이 가능하고, 그리고 철도선로에 있는 레일에다 일정한 장력을 가하기 위해 선 조립위치에서 조립위치로 180도 회전시킬 필요성이 있는 인장 클램프의 대용으로 본 발명에 따른 인장 클램프를 사용하는 것이 가능하다. 최종적으로, 자동 선 조립은 중앙 루프의 압박없이 내부 레그부의 평행한 안내 작동에 의해 용이하게 행해진다.

조립위치에서의 상부면에 경사면(평평한 부분)을 가진 내부 레그부를 제공하는 것이 바람직하다. 상기 경사면은 설치위치에서 인장 클램프를 죄는 침목 스크류의 압축 부분내에 있다. 이러한 경사면의 덕분으로 침목 스크류의 헤드부는 내부 레그부의 전체표면을 누르게되고 이에 의해 스크류 헤드부가 국부적으로 높은 압박을 받는 위치에서 변형되는 현상을 피할 수 있다.

침목 스크류를 고착시킨 후 중앙 루프에 가해지는 힘을 죄여질 레일 저부로 최적으로 이동시키기 위해, 뒤쪽 지지 아크부의 수단으로 누스부를 내부 레그부에 연결시키는 것이 좋다는 것으로 판명되어있다. 여기서 누스부는 조립위치의 수평방향과 수직방향 양쪽에서 아크형의 코스를 가지는 형상으로 되어있다. 양 방향에서 형성되는 이러한 아크형 코스의 덕분으로 레일 저부에 놓여있는 인장 클램프의 자유단으로 향하는 방향에서 요구되는 굽힘과 비틀림 모멘트의 좋은 전이를 얻을 수가 있다.

특히 바람직한 예에 따라, 인장 클램프는 10kN과 15kN사이, 바람직하기로는 약 12.5kN의 인장력, 즉 아래로 당기는 힘에서 삼백만 번 이상, 바람직하기로는 오백만 번 이상 부하교번(하중반전)의 내구한계를 가진다. 이러한 것에 의해 레일 고정장치의 조립노력과 유지관리노력은 최소로 된다. 정상적인 인장력에서 그리고 적어도 2.2kN 크기(진폭)의 인장력에서 인장 클램프의 내구한계가 더 높기 때문에 레일 고정장치의 가장 많이 충격을 받는 부품인 인장 클램프의 내구한계는 사실 무한하다. 인장 클램프의 진폭인 내구한계가 적어도 2.2mm이므로 안전한 레일 고정의 조건에 정확한 요구조건을 충족시킨다.

바람직하기로는, 내부 레그부와 그것에 평행한 누스부상의 접평면 사이의 거리(D)가 D≥50mm, 바람직하기로는 D≥60mm 이 될 수 있게 뒤쪽 지지 아크부가 형성되도록 인장 클램프가 형성되는 것이 좋다. 내부 레그부와 수평방향에서 내부 레그부로부터 가장 멀리 연장되어 있는 부분에 있는 누스부는 수평면에 같이 놓이지 않게 되어있다. 그러므로, 내부 레그부와 그것에 평행한 접평면 사이의 거리는 비틀림 궤도에 대한 상대적인 거리로 정의된다. 비틀림 궤도가 레일 고정의 요구되는 특성을 제공하기 위해 재료의 스프링 강성과 연계되기 때문에 비틀림 궤도를 높게 하는 것이 유리하다. 그러나, 거리(D)와 인장 클램프의 스프링 강성과는 별도로 누스부 그 자체의 구조는 상호 연동되어 정해진다. 그러므로 인장 클램프의 누스부가 평면도 상에서 아크를 그리는 것이 특히 선호된다. 이것의 시컨트(secant)(S)는 내부 레그부의 연장선에 실질적으로 평행이다.

또한, 중앙 루프의 아크형 중앙부와 인장 클램프의 자유단 사이의 자유거리가 인장 클램프의 자유단 영역에서 강철 스프링의 지름보다 더 작은 것이 선호된다. 이것에 의해, 저장 컨테이너에서 인장 클램프가 결합되는 현상이 방해되기 때문에 인장 클램프를 간단하게 선 조립하는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 선 조립 동안 저장 컨테이너로부터 단일의 인장 클램프를 자동 회수시키는 것이 가능하다. 더구나 수동 선 조립에서, 인장 클램프를 개별적으로 회수시키면 인장 클램프가 서로 결합될 가능성이 없으므로 서로를 풀어야할 필요성이 없다는 이점이 있다. 그러나, 자유단과 중앙 루프의 아크형 중앙부사이의 거리를 단순히 한정하는 것만으로 두 개의 인장 클램프가 어떤 상황에서 캐칭(catching: 서로 걸리는 현상)이 발생 될 수 있는 것과 같이 여러 개의 인장 클램프가 서로 결합되는 위험성을 배제시킬 수는 없다. 이러한 이유는 누스부와 중앙부사이의 압축이 자유단으로부터 얼마간 떨어져서 정해질 수 있고 그리고 또 동일하게 구성된 인장 클램프의 가능한 캐칭에서 복잡한 연속 동작이 고려되어야 하기 때문이다. 그러나, 캐칭의 위험성은 상기한 수단에 의해 실질적으로 감소 된다. 산발적으로 발생하는 두 개의 인장 클램프의 웨징이나 캐칭은 그것이 상당한 노력으로 서로 분리시켜야하는 긴 체인을 형성하지 않는 한 무해하다.

본 발명에 따른 레일 고정장치는 본 발명에 따른 인장 클램프와 중앙 루프의 내부 레그부에 놓여 지게 형성된 스크류 헤드부를 가진 침목 스크류를 구성하고 있다. 여기서, 스크류 헤드부와 인장 클램프의 크기는, 인장력없이 내부 레그부를 누르는 스크류 헤드부를 가지고 있는 레일 고정장치의 선 조립상태에서, 스크류 헤드부가 누스부의 최고 높이 위로 연장되지 않도록 구성되어있다. 중앙 루프의 각 측면에 두 개의 누스부가 있기 때문에 침목 스크류의 헤드부는 중앙 루프의 영역에서 보호되어 손상되지 않게된다.

조립위치에서, 인장 클램프는 레일 저부의 상부면에 놓여 지고 그리고 침목 상부면의 리세스에 놓여있는 앵글 가이드 판에 의해 침목에 놓여 진다. 이러한 수단은 가능한 큰 영역을 가로지르는 레일의 영역에서 발생하는 횡방향의 힘을 침목 속으로 안내하는 목적을 가진다. 그러나, 동시에 침목 스크류는 초과하는 굽힘이나 전단응력에 맞대어서 다시 보호되어 진다.

본 발명에 따른 탄성체 인장 클램프와 그에 의한 레일 고정장치에 의하면, 탄성체 인장 클램프의 외부 레그부의 최대 높이를 내부 레그부의 높이보다 높게 하여 조립하는 동안 레일을 놓을 때 침목 스크류가 손상되지 않게 하고, 중앙 루프의 아크형 중앙부와 자유단 사이의 자유거리가 소재로 된 강철 스프링의 직경보다 작아 서로 걸려서 엉키는 현상이 발생 되지 않게 하며, 침목 스크류를 레일 아래에 놓을 때 그것을 굽히는 작업을 피할 수 있어 선 조립 후 부가적인 조립노력이 요구되지 않고 또 내구한계가 높아 재설치를 해야할 필요성이 없는 등의 이점을 가진 매우 유용한 효과를 얻을 수가 있다.

본 발명에 따른 탄성체 인장 클램프와 그것과 관련하여 유익하게 사용될 레일 고정장치의 특징과 이점은 하기 도면에 도시된 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인장 클램프의 입체도,
도 2는 본 발명에 따른 인장 클램프의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 인장 클램프의 평면도,
도 4a는 선 조립위치와 조립위치에서 본 발명에 따른 인장 클램프를 사용하는 레일 고정장치를 나타내는 도면,
도 4b는 레일을 삽입시키는 동안 조립위치에 있는 본 발명에 따른 레일 고정장치의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 인장 클램프의 스프링의 휨과 힘의 관계를 나타내는 그라프, 그리고
도 6은 레일을 삽입시키는 동안 도 4에 예시된 것에 대응하는 종래형 레일 고정장치의 단면도.

하기의 도면에서 같거나 유사한 인장 클램프의 부품이나 부분에 대해서는 이해를 돕기 위해 같은 부호가 사용된다.

도 1에 도시된 인장 클램프(40)는 중앙부(44)에 연결되어있는 두 개의 누스부(42)로 구성되어있고, 중앙부(44)는 아크형 중앙부(48)에 의해 연결된 두 개의 내부 레그부(46)로 형성되어있다. 특히, 도 3으로부터 알 수 있는 것과 같이 내부 레그부는 서로 평행하게 되어있다. 선 조립상태와 조립상태에서, 내부 레그부(46) 사이에 침목 스크류(도 1 내지 도 3에는 도시되어 있지않음)가 있다. 내부 레그부의 길이방향과 침목 스크류에 대한 인장 스크류의 변위가 내부 레그부(46)의 평행한 배치에 기인하여 생길 수 있다. 이러한 방식에서 인장 클램프는 변위동작에 의해 선 조립 위치에서 조립 위치로 옮겨질 수 있다. 변위는 인장 클램프가 선 조립위치에 있을 때 레일 채널의 영역 속으로 연장되지 않고 또 조립위치에 있을 때 그것의 자유단(50)이 레일의 저부에 놓이기 때문에 필요하다. 도 3에서, 내부 레그부(46)는 누스부(42)로 향한 전이영역에서 서로를 향하고 그리고 조립위치에서 레일의 저부로부터 떨어져서 마주하는 면에 벤드(57)를 가지고 있다. 이 벤드를 통해 선 조립위치에서 인장 클램프로부터 떨어지는 현상이 피해진다. 이러한 이유는 침목 스크류가 벤드(57)를 향하는 방향에서 내부 레그부(46) 사이의 영역으로부터 미끄러지지 않기 때문이다.

또한, 베벨(bevel:경사면)(평평한 부분)(52)이 내부 레그부에 제공되어있고, 그 위에는 침목 스크류의 헤드부(도시되어있지 않음)가 놓여 진다. 이때 와샤를 삽입시킬 수도 있다. 조립할 때 침목 스크류는 그것의 헤드부를 맞무는 드라이브나 토르크 렌치 등에 의해 공지된 방법으로 침목에 있는 플라스틱 앵커 금구(anchor fitting) 속으로 요구되는 인장력이 생길 때까지 죄여진다.

누스부(42)는 아크형 중앙부(48)의 양쪽에 있는 내부 레그부(46)쪽에 연결되어있다. 누스부는 서로 한 줄로 배치된 뒤쪽 지지 아크부(54), 외부 레그부(56) 그리고 자유단(50)을 구성하고 있다.

누스부(42)의 외부 레그부(56)는 도 2와 도 3으로부터 볼 수 있는 것과 같이 수직방향과 수평방향에서 아크형으로 되어있다. 도 3에는 도 1에 도시된 인장 클램프의 평면도가 도시되어 있다. 도 1과 도 3으로부터 볼 수 있는 것과 같이 누스부(42)의 외부 레그부(56)는 아크형으로 되어있고, 위에서 볼 때 누스부가 아크를 그리는 형상으로 되어있다. 아크의 시컨트는 내부 레그부(46)의 연장부(코스)에 평행하게 되어있다. 아크형 연장부는 힘과 굽힘 모멘트를 인장 클램프의 자유단(50) 쪽으로 균일하게 이동시키기 위해 가능한 균일하게 되어있다.

도 2로부터 볼 수 있는 것과 같이, 인장 클램프의 부하를 받지않은 상태에서의 외부 레그부(56)의 최대 높이(H)는 내부 레그부의 높이보다 24mm 더 높다. 바람직하기로는 높이의 차이가 20mm와 30mm 사이의 범위로서 약 25mm인 것이 좋다. 높이의 차이는 인장 클램프가 부하를 받지않은 상태에서 도 2에서 E1으로 표시된 수평면이 서로에 대해 대칭으로 배치된 누스부(42)상의 최고로 높이 상승된 영역에서 한정되도록 제한된다. 또한, 평면(E2)은 같은 방식으로 수평으로 정렬되고 내부 레그부(46)의 해당 위치에 놓여 지게 정의되어있다. 이 평면상에는 침목 스크류가 선 조립위치에서 놓여 진다. 두 평면(E1, E2) 사이의 거리는 높이의 차이(H)로서 20mm이상이다. 이러한 높이의 차이는 도 4의 선 조립상태에서 침목 스크류의 헤드부의 높이, 또는 와샤를 사용할 경우 침목 스크류의 헤드부와 와샤 높이의 합계 값보다 더 크게 되도록 정해진다. 높이의 차이를 미리 설정하여 도 4의 수단에 의해 후술되는 것과 같이 조립하는 동안 레일을 놓을 때 침목 스크류가 손상되지 않게 할 수 있다. 그러나, 선 조립상태에서 인장 클램프의 내부 레그부가 침목 스크류에 의해 아래쪽으로 눌려지고 그리고 인장 클램프가 이미 탄성적으로 변형되어있는 것이 고려되어져야 한다. 선 조립상태에서 높이(H)는 약 8mm까지 증가 된다.

본 발명에 따른 인장 클램프는 강철 스프링으로 제조되고, 그의 단면은 실질적으로 원형으로 되어있다.

두 개의 동일한 인장 클램프가 서로 걸려서 엉키는 현상이 생기는 것을 방지시키기 위해 인장 클램프의 자유단(50)은 중앙부(44)의 아크형 중앙부(48)로부터 강철 스프링의 직경보다 더 작은 간격으로 떨어져서 배치되어있다. 인장 클램프는 강철 스프링을 한 단계 이상 냉간 변형시키는 동안 구부려서 만든다. 이러한 자유거리는 도시된 도면으로부터 파악할 수 없고, 단지 자유단과 아크형 중앙부사이의 자유거리의 표면 연장선에 평행한 상태에서 볼 때만이 왜곡없이 정확한 크기의 관계를 알 수 있다.

도 3에서 볼 수 있는 것과 같이, 내부 레그부의 길이축과 내부 레그부에 평행한 외부 레그부의 중앙축에 인접한 접평면(E3) 사이의 최대 수평거리(D)는 높은 비틀림 궤도가 보장될 수 있게 D≥50mm이고, 바람직하기로는 D≥60mm 이다. 이러한 구조는 까다로운 철도선로부분에서 인장 클램프를 사용할 경우 특히 이점이 있다. 이러한 이유는 오르막 길에서 기차의 바퀴가 미끄러지는 것에 기인하여 고주파 진동이 발생하여 적당하게 죄여진 인장 클램프에도 불구 하고 길이방향에서 레일의 이동을 발생시키기 때문이다. 비틀림 부분을 더 크게 하여 레일 연결의 내구한계를 증가시키면 누스부의 비틀림 부분이 증가 되고 또 철도선로 방향에서 굽힘 반경이 상대적으로 증가하게 된다.

본 발명에 따른 인장 클램프는 10kN과 15kN사이, 바람직하기로는 약 12.5kN의 인장력에서 삼백만 번 이상, 바람직하기로는 오백만 번 이상 부하교번의 내구한계를 가진다. 그러므로 적당한 강철 스프링, 예로서 38 Si 7을 선택하고 그리고 인장 클램프의 형태를 설계하여 높은 인장력에 대해 요구되는 높은 내구한계를 얻을 수 가 있다.

본 발명에 따라 인장 클램프의 형태를 설계하여 내구한계를 높이면 레일 고정장치를 조립하는데 소요되는 노력을 감소시킬 수 있다. 첫째로 침목 스크류를 레일 아래에 놓을 때 그것을 굽히는 작업을 피할 수 있기 때문에 선 조립 후 부가적인 조립노력이 요구되지 않는다. 또한, 인장 클램프의 내구한계가 매우 높으므로 그의 최대 수명 후 레일 고정장치를 재설치해야 하는 필요성이 생기지 않게 된다. 또한, 수평 연장선에서 매우 큰 아크(D)를 가지는 인장 클램프의 형상 덕분에 까다로운 철도선로 부분에서 의도되지않은 어긋남 현상이 생기지 않게 되든지 또는 레일 고정장치를 다시 죄든지 재조정해야 하는 필요성이 감소 된다. 최종적으로, 중앙 루프의 아크형 중앙부와 인장 클램프의 자유단 사이의 자유거리가 인장 클램프의 자유단 영역에서 강철 스프링의 직경보다 더 작게 구성된 인장 클램프의 형상 덕분에 느슨하고 많은 양이 담겨 있는 컨테이너에서 동일한 형상의 인장 클램프가 걸려서 엉키든지 또는 결합되는 요구되지않는 현상의 발생이 현저하게 감소 되므로 조립의 단순성을 이룰 수가 있다. 이러한 모든 수단들은 본 발명에 따른 인장 클램프를 사용하여 레일 고정장치를 조립하는데 소요되는 전체노력을 감소시키는데 상호작용을 한다.

도 5는 10번 적용하고 그리고 부하를 제거한 상태에서 측정한 부하변위의 다이어그램을 나타내는 본 발명에 따른 인장 클램프의 강도를 나타내는 것이다. 그러므로, 이것은 첫 번째 부하가 가해지는 동안 발생되는 정해진 현상에 의해 더 이상 영향을 받지않는다. 세로좌표축에 그려진 힘에 의해 표시된 증가하는 부하에서 최고 13kN보다 약간 더 많은 값까지 스프링의 이동량은 최고 16.3mm까지 부하량에 비례하여 증가한다. 이러한 것은 세로 좌표값 13kN과 연관되는 가로 좌표값으로부터 볼 수 있다. 이러한 약 13kN의 부하상태에서 인장 클램프의 중앙 루프를 레일의 저부 상에 놓아 부하량이 더 많이 증가해도 스프링의 이동량이 감지할 수 있을 만큼 더 이상 증가 되지 않게 한다. 도 5로부터 알 수 있는 것과 같이 본 발명에 따른 인장 클램프는 충분한 스프링 이동을 갖고서 최고 13kN의 매우 높은 부하를 받을 수 있다.

도 4a와 도 4b는 레일 고정장치의 부분으로서 본 발명에 따른 인장 클램프를 나타낸다. 여기서, 도 4b는 모든 부품의 형상에 대해 도 6에 따른 종래의 기술에 의한 것에 따라 의도적으로 설계되었고 그리고 본 발명에 따른 인장 클램프(40)의 이점을 분명히 나타내고 있다. 도 4a와 도 4b에 리세스(12)를 가진 침목의 단면이 도시되어 있다. 리세스의 한쪽은 레일 채널(14)의 상기한 영역과 병합하고 그리고 반대편에는 인접 플랭크(16)가 있다. 리세스(12)에서 인접 플랭크(16)와 접촉하여 앵글 가이드 판(18)이 사용된다. 앵글 가이드 판은 침목(10)의 리세스(12)와 인접 플랭크(16)에 적합한 형태로 되어있다. 또한, 앵글 가이드 판(18)은 홈형 리세스(20)를 구성하고 있고, 홈형 리세스에는 조립위치에서 인장 클램프(40)의 뒤쪽 지지 아크(28)가 삽입된다. 레일 채널의 영역에서 하나 이상의 탄성체 중간층(22)이 필요시에 고정지점의 앵글 가이드 판 사이에 삽입될 수 있다. 탄성체 중간층은 절연체의 역할을 하는 목적을 가지고, 또 나머지 부품에 따라 목표로 하는 방식에서 레일의 헤드부에 쿠션을 주는 역할도 한다.

인장 클램프(40)는 침목 스크류(24)에 의해 침목(10)에 고정되어서 그것에 맞대어 장력을 받게 된다. 침목 스크류는 외부 나삿니를 가지고 그리고 도 4a와 도 4b에는 도시되어있지 않은 앵커금구에서 침목(10)내에 죄여지는 샤프트를 구성하고 있다. 또한, 침목 스크류(24)는 헤드부(26)를 가지고 있고, 그리고 그것은 도 4a에 도시된 선 조립위치에서 장력을 받지않은 상태, 즉 부하가 없는 상태에 있는 탄성체 인장 클램프에 놓여 지든지 또는 부하가 없는 상태에서 인장 클램프에 조금 떨어진 위치에서 배치되게 침목 속으로 죄여진다.

침목의 상부면 위의 인장 클램프(40)의 높이표시를 비교한 것으로부터 알 수 있는 것과 같이, 도 4a의 오른쪽에 도시된 선 조립위치에 있는 인장 클램프의 높이가 도 4a의 왼쪽에 도시된 조립위치의 것보다 더 높다. 이러한 이유는 인장 클램프의 뒤쪽 지지 아크부(28)가 아직 선 조립위치에서 앵글 가이드 판(18)의 홈형 리세스(20)에 수용되어 있지않고 그리고 내부 레그부(46)가 조립위치에서 침목 스크류의 탄성에 의해 아래쪽으로 탄성적으로 눌려지기 때문이다. 도 4a로부터 알 수 있는 것과 같이, 침목 스크류의 헤드부(26)의 크기는 인장 클림프의 크기에 적합하게 되어 그것이 인장 클램프의 상부 말단에 의해 정의되는 평면 위쪽으로 돌출되지 않게 되어있다.

도 4b에 도시된 것과 같이, 레일채널(14) 속으로 삽입될 때 레일(32)은 선 조립된 레일 고정장치 위로 충분히 높게 들어 올려지지 않아 레일이 레일 고정장치를 누르게 된다. 도 6에 도시된 종래의 기술에 의한 것과 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 레일 고정장치에서 인장 클램프(40)는 그것의 외부 레그부(56)가 내부 레그부(46) 위로 높게 연장되게 구성되어서 레일의 무게가 침목 스크류(24)의 헤드부(26)에 더 이상 가해지지 않게 하고 그리고 또 그에 의해 침목 스크류도 굽혀지지 않게 되어 있다. 여기서, 높이(H)는 많이 무거운 레일을 아래로 내려놓을 때 외부 레그부(56)의 영역에서 발생하는 탄성적 변형을 감안하여 설정한 것이다.

동시에 도 4a와 도 4b에 나타나 있는 아크형 연장부의 덕분으로 외부 레그부(56)는 레일이 레일 채널(14) 속으로 안내될 수 있게 영역(60)에서 놓여 지는 레일을 들어올리는 것을 지지하는 램프와 같은 역할을 한다.

10: 침목 12: 리세스
14: 레일 채널 24: 침목 스크류
26: 헤드부 40: 인장 클램프
42: 누스부 44: 중앙부
46: 내부 레그부 48: 아크형 중앙부
50: 자유단 56: 외부 레그부

Claims (13)

1. 강철 스프링으로 만들어진 레일 고정용 탄성체 인장 클램프로서,
   아크형 중앙부(48)에 의해 연결된 두 개의 내부 레그부(46)를 포함하는 중앙부(44); 및
   상기 중앙부(44)의 내부 레그부(46)에 연결되고 인장 클램프(40)의 자유단(50)을 향해 뻗어있는 누스부(noose)(42)들을 포함하고,
   상기 누스부(42)들은 각각 부하를 받지 않은 상태에서, 상기 두 개의 내부 레그부(46)의 영역에서 상기 중앙부(44)의 상부 평면(E2) 위로 20mm 이상의 최대 높이(H)를 가지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 최대 높이(H)는 42mm 이하인 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내부 레그부(46)들은 서로 평행하게 뻗어있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내부 레그부(46)들은 조립위치의 상부면에서 베벨(52)을 가지고, 상기 베벨은 조립위치에서 인장 클램프(40)를 고정시키는 침목 스크류(24)가 안착하여 접촉하는 영역이 되는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 누스부(42)들은 뒤쪽 지지 아크부(54)를 경유하여 상기 내부 레그부(46)에 연결되고, 조립위치에서 수평과 수직의 양방향에서 아크형 코스를 가지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   인장 클램프가 10kN과 15kN 사이의 인장력에서 삼백만 번 이상의 부하교번의 내구한계를 가지는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
7. 제5항에 있어서,
   상기 뒤쪽 지지 아크부(54)는 내부 레그부(46)와 외부 레그부(56)에서 평행한 접평면 사이의 거리(D)가 D≥50mm이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 누스부(42)들이 평면도 상에서 아크를 그리고, 그것의 할선(secant)(S)가 상기 내부 레그부(46)의 연장선에 평행한 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 중앙부(44)의 아크형 중앙부(48)와 상기 인장 클램프(40)의 자유단(50) 사이의 자유거리가 상기 인장 클램프(40)의 자유단(50) 영역에서의 강철 스프링의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
10. 제1항 또는 제2항에 따른 인장 클램프(40); 및
    상기 중앙부(44)의 내부 레그부(46)에 놓여지도록 형성된 스크류 헤드부(26)를 가진 침목 스크류(24)
    를 포함하는, 레일 고정장치로서,
    상기 스크류 헤드부(26)와 상기 인장 클램프(40)의 크기는, 인장력없이 상기 내부 레그부가 스크류 헤드부(26)에 놓여 있는 레일 고정장치의 선 조립상태에서 상기 인장 클램프의 최대 높이가 상기 스크류 헤드부(26) 위로 연장되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 인장 클램프(40)가 레일(32)의 저부의 상부면을 누르고, 조립위치에서 침목의 상부면에 있는 리세스(12) 속에서 침목 위에 놓인 것을 특징으로 하는 레일 고정장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 누스부(42)들은 각각 부하를 받지 않은 상태에서, 상기 두 개의 내부 레그부(46)의 영역에서 상기 중앙부(44)의 상부 평면(E2) 위로 24mm 이상의 최대 높이(H)를 가지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.
13. 제7항에 있어서,
    상기 뒤쪽 지지 아크부(54)는 내부 레그부(46)와 외부 레그부(56)에서 평행한 접평면 사이의 거리(D)가 D≥60mm이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 고정용 탄성체 인장 클램프.

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