KR101958357B1 - 철도 차량용 윤축 교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량의 하부에서 윤축(차륜과 차축)만을 손쉽게 분리하여 윤축의 안정적인 분해작업을 도모하면서 윤축을 효율적으로 유지보수함을 제공하도록, 철도차량의 주행레일 상에 대응하여 구비되고 상부에 철도차량의 객차로부터 분리된 윤축 중 차륜을 접촉 지지할 수 있게 지지레일을 구비하는 상부지지유닛과; 상기 상부지지유닛의 하단부를 지지토록 연결되고 상기 상부지지유닛을 상하 수직방향으로 승강 이동시키는 리프트유닛과; 상기 리프트유닛을 지지 고정하고 사용자가 원하는 위치로 좌우 횡 방향을 향해 이동가능하게 구비되는 하부이송유닛;을 포함하여 이루어지므로, 철도차량의 정지상태에서 윤축만을 분리이동시켜 윤축의 검수 및 교체작업이 매우 쉽고 간편하며 작업소요시간을 대폭 단축하고 작업과정에서의 윤축 손상을 방지하면서 작업안정성을 향상시킬 수 있는 철도 차량용 윤축 교환장치를 제공한다.

Description

철도 차량용 윤축 교환장치 {Wheel-set Exchanging Apparatus for Railway Car}

본 발명은 철도 차량용 윤축 교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도 차량의 하부에서 윤축(차륜과 차축)만을 손쉽게 분리하여 윤축의 안정적인 분해작업을 도모하면서 윤축을 효율적으로 유지보수하는 것이 가능한 철도 차량용 윤축 교환장치에 관한 것이다.

일반적으로 기차나 지하철 등의 철도차량은 구조상 레일을 따라 주행하며 많은 사람이나 물품을 운송하기 위한 교통수단으로서, 열차와 승객의 안전성 확보가 매우 중요하다. 나아가 최근 고속열차의 개통과 기존선의 고속화 및 고밀화로 인하여 철도차량의 안전성은 더욱 중요시되고 있으므로 철도차량에 대한 안전점검 및 유지보수작업 등이 계속해서 요구되고 있다.

이러한 각종 철도차량의 구성 중에서도 전반적인 차량의 중량을 지지한 채 차량주행시 회전운동하는 윤축은 차축과 그 양단에 결합된 차륜으로 이루어진 고중량의 조립체로서, 철도차량의 주행 중 파손될 경우 차륜의 탈선 등 중대사고를 일으킬 우려가 크기 때문에 지속적인 안전점검에 이은 유지보수작업이 이루어져야만 한다.

여기서 윤축 중 차륜의 마모나 답면 찰상 및 편마모 등이 발견되는 경우를 비롯하여 차륜의 수명에 따른 사용한도 또는 차륜의 이상 현상이 발견되는 경우에는 새로운 차륜 또는 부속품 등을 교체하기 위하여 철도차량의 객차로부터 윤축만을 분해할 수 있는 윤축 분리장치를 사용하게 된다.

상기와 같은 윤축 분리작업과 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제12620호(2010.02.08.)에는 서로 이격되어 있는 하부지지대와 상부지지대; 상기 하부지지대와 상부지지대에 각각 연결되어 상기 상부지지대를 상하방향으로 이송시키는 수직이송부; 상기 상부지지대의 상부면에 위치하는 받침대; 상기 받침대의 하부에 위치하며 상기 받침대를 전후좌우방향으로 이송시키는 수평이송부; 상기 받침대의 상부에 위치하며 차축을 지지하는 차축지지대를 포함하여 구성됨에 따라 안전하고 신속하게 차축을 교환할 수 있는 객차차축 조립용 리프트 장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술은 철도차량의 주행 경로인 레일에서 객차 자체를 들어올리기 때문에 작업이 복잡하면서도 어려우며, 윤축 교체작업을 위한 시간이 많이 소요된다는 문제가 있었다.

또한 상기한 종래기술의 경우 윤축을 승강 이동시키는 과정에서 차축을 지지하기 때문에 차륜의 무게가 차축에 가해짐에 따라 미세한 휨 현상으로 인한 작업성이 떨어지고, 장치의 이동작업이 작업자의 임의적 예측으로 이루어짐에 따라 윤축에 대응된 위치로의 설정이 어려우며, 작업안정성이 떨어진다는 문제가 있었다.

KR 공개특허공보 제10-2010-0012620호 (2010.02.08.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철도차량의 주행레일 상에 차륜을 접촉 지지하면서 윤축만을 분리한 채 리프팅시킬 수 있게 구성하므로, 작업의 편의성 및 신속성을 도모함은 물론 작업의 우수성 및 안정성을 높일 수 있는 철도 차량용 윤축 교환장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 철도 차량용 윤축 교환장치는 철도차량의 주행레일 상에 대응하여 구비되고 상부에 철도차량의 객차로부터 분리된 윤축 중 차륜을 접촉 지지할 수 있게 지지레일을 구비하는 상부지지유닛과; 상기 상부지지유닛의 하단부를 지지토록 연결되고 상기 상부지지유닛을 상하 수직방향으로 승강 이동시키는 리프트유닛과; 상기 리프트유닛을 지지 고정하고 사용자가 원하는 위치로 좌우 횡 방향을 향해 이동가능하게 구비되는 하부이송유닛;을 포함하여 이루어진다.

상기 상부지지유닛은 상기 하부이송유닛의 상단부를 연결 고정토록 구비되는 상부받침프레임과, 상기 상부받침프레임 상에 고정 설치되고 상기 지지레일을 면 접촉상태로 지지 고정하는 레일받침부재를 구성한다.

상기 상부지지유닛의 지지레일에는 윤축 중 차륜의 지지가능한 위치에 매립 설치되고 차륜을 위치 고정할 수 있게 접촉 지지하는 위치고정패드를 구비한다.

상기 리프트유닛은 상기 하부이송유닛 상에 고정 설치되는 프레임구조체와, 상기 프레임구조체 상에 하단이 고정 설치되되 상단은 상기 상부지지유닛에 연결 설치되고 상하 수직방향으로 신장운동가능하게 구비되는 승강실린더와, 상기 프레임구조체의 외부 측면에 설치되되 상기 상부지지유닛에 일단이 결합하여 상기 상부지지유닛의 수직 직선이동을 안내하는 가이드수단을 구성한다.

상기 하부이송유닛은 상기 리프트유닛을 지지 고정하는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 하측에 이송바퀴가 회전가능하게 설치되고 상기 이송바퀴에 회전력을 인가하는 구동모터를 구비하는 이송수단과, 상기 이송수단이 주행가능하게 지지하며 좌우 횡 방향으로 연장 형성되는 가이드레일을 구비한다.

본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치에 의하면 철도차량의 주행레일 경로에 대응하여 응축을 접촉 지지한 채 승강이동가능한 윤축의 분리 리프팅 구조를 구현하므로, 철도차량의 정지상태에서 윤축만을 분리이동시켜 윤축의 검수 및 교체작업이 매우 쉽고 간편하며 작업소요시간을 대폭 단축하고, 작업과정에서의 윤축 손상을 방지하면서 작업안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치는 지지레일에 차륜을 거치상태로 고정 지지할 수 있게 구성하므로, 이송 중 윤축의 이탈현상을 방지하여 작업안정성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 적용 예를 개략적으로 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 상부지지유닛의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 리프트유닛의 작동상태를 나타내는 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 하부이송유닛의 작동상태를 나타내는 측면도.

본 발명은 철도차량의 주행레일 상에 대응하여 구비되고 상부에 철도차량의 객차로부터 분리된 윤축 중 차륜을 접촉 지지할 수 있게 지지레일을 구비하는 상부지지유닛과; 상기 상부지지유닛의 하단부를 지지토록 연결되고 상기 상부지지유닛을 상하 수직방향으로 승강 이동시키는 리프트유닛과; 상기 리프트유닛을 지지 고정하고 사용자가 원하는 위치로 좌우 횡 방향을 향해 이동가능하게 구비되는 하부이송유닛;을 포함하는 철도 차량용 윤축 교환장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상부지지유닛(10)과, 리프트유닛(20)과, 하부이송유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 상부지지유닛(10)은 철도차량(C)의 주행상태를 안내 지지하는 일반적인 주행레일(R)의 기능과 함께 윤축(7)의 분리작업을 도모할 수 있게 윤축(7)을 분리이송토록 지지하는 기능을 수행한다.

상기 상부지지유닛(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 철도차량(C)의 철로를 이루는 주행레일(R) 상에 대응하여 철도차량(C)의 윤축(7)을 지지할 수 있게 구비된다.

상기 상부지지유닛(10)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 철도차량(C)의 객차(5)로부터 분리된 윤축(7)만을 지지할 수 있는 구조로서, 지지레일(11)과, 상부받침프레임(13) 및 레일받침부재(15)를 구비토록 구성한다.

상기 지지레일(11)은 상부에 구비되되 주행레일(R)의 연장선상에 길이방향으로 연장 형성되고, 차축(7a)과 차륜(7b)으로 구성된 윤축(7) 중 차륜(7b)에 면 접촉상태로 지지할 수 있게 구비된다.

상기 지지레일(11)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 윤축(7) 중 차륜(7b)의 접촉지지가능한 위치를 이루며 전후로 이동가능한 상태의 차륜(7b)을 분리이동시 부동상태로 유지할 수 있게 접촉 지지하는 위치고정패드(12)를 형성한다.

상기 위치고정패드(12)는 지지레일(11) 상에 설치되되 차륜(7b)의 지지가능한 위치에 매립 설치된다.

상기 위치고정패드(12)는 변형가능한 소재를 사용하여 차륜(7b)과의 접촉시 눌림 상태로 면 접촉하므로, 면 마찰력을 생성시켜 차륜을 위치 고정한다.

상기 위치고정패드(12)로 사용가능한 소재로는 고무나 우레탄발포소재 등과 같이 신축성에 따른 쿠션성능과 탄력으로부터 밀착력을 높일 수 있는 소재를 사용하는 것이 우수한 면 마찰력을 생성시킬 수 있어 바람직하다.

상기와 같이 위치고정패드(12)를 형성토록 구성하게 되면, 지지레일(11)에 차륜(7b)을 면 마찰력에 따른 거치상태로 접촉 지지할 수 있으므로 이송 중 윤축(7)의 이탈현상을 방지하여 작업안정성을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

상기 상부받침프레임(13)은 상기 하부이송유닛(30)의 상단부에 대응하여 연결 고정토록 구비된다.

상기 상부받침프레임(13)은 상기 하부이송유닛(30)의 구동에 따라 상기 지지레일(11)이 위치이동될 수 있게 연결하되 항시 수평상태를 유지할 수 있게 형성한다.

상기 레일받침부재(15)는 상기 지지레일(11)과 상기 상부받침프레임(13)의 사이에 위치하는 구성으로서, 상기 상부받침프레임(13) 상에 고정 설치되고 상기 지지레일(11)을 면 접촉상태로 지지 고정할 수 있게 구비된다.

또한 상기 상부지지유닛(10)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 윤축(7)의 분리작업시 차륜(7b)의 지지형태가 변형가능한 구조를 갖게 가변형 구조로 구성하는 것도 가능하다.

상기한 가변형 구조에서의 지지레일(11)은 직선방향으로 연장형성되되 적어도 3개의 객체로 구분 분할되고 서로 힌지 결합한 구조로 구성한다. 즉 상기 지지레일(11)은 차륜(7b)을 지지하되 승강가능하게 구비된 승강지지체(11a)와, 상기 승강지지체(11a)를 기준으로 전후 배치되어 상기 승강지지체(11a)의 하강시 차륜(7b)의 전후방향에 대응하여 접촉 지지하는 가변지지체(11b)를 구비토록 구성한다.

상기 지지레일(11)에는 상기 승강지지체(11a)의 하부에 대응하여 상하 직선운동가능한 가변구동수단(17)을 구비한다.

예를 들면, 상기 지지레일(11)은 상기 가변구동수단(17)에 의하여 변형가능한 구조를 이루되 상기 가변구동수단(17)의 당김 구동으로 상기 승강지지체(11a)가 하강하면 상기 가변지지체(11b)가 차륜(7b)을 향해 회전되어 차륜(7b)의 전후방을 접촉지지하고, 상기 가변구동수단(17)이 신장 구동하여 상기 승강지지체(11a)가 승강하면 상기 가변지지체(11b)가 주행레일(R)과 수평상태로 놓이도록 회전되어 철도차량(C)이 주행가능하다.

상기와 같이 가변형 구조의 상부지지유닛(10)을 구성하게 되면, 윤축(7)만을 분리이송하는 과정에서 차륜(7b)의 구름현상을 방지하여 작업안전성을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

상기 리프트유닛(20)은 철도차량(C)으로부터 분리된 윤축(7)을 하향이동시키거나 철도차량(C)을 향해 윤축(7)이 상향이동될 수 있게 구동하는 기능을 수행한다.

상기 리프트유닛(20)은 상기 하부이송유닛(30) 상에 설치되되 상기 상부지지유닛(10)의 하단부를 지지토록 연결한다.

상기 리프트유닛(20)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 상부지지유닛(10)을 상하 수직방향으로 승강 이동시킬 수 있는 구성으로서, 프레임구조체(21)와, 승강실린더(23) 및 가이드수단(25)을 구비토록 구성한다.

상기 프레임구조체(21)는 상기 하부이송유닛(30) 상에 고정 설치되되 복수 개의 프레임이 횡 방향 및 종 방향으로 연장형성하여 서로 접합 고정된 구조로 구성됨에 따라 상기 상부지지유닛(10)의 안정적인 승강 구동을 위한 지지 강성을 유지한다.

상기 승강실린더(23)는 상기 프레임구조체(21) 상에 하단이 고정 설치되고, 상기 상부지지유닛(10)의 상부받침프레임(13) 상에 상단이 연결 설치된다.

상기 승강실린더(23)는 상하 수직방향으로 신장운동하여 상기 상부지지유닛(10)이 상하 직선방향으로 이동될 수 있게 구동한다. 즉 상기 승강실린더(23)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 승강실린더(23)의 상측을 향한 신장상태에서 윤축(7)을 지지하되 윤축(7)이 철도차량(C)의 객차(5)로부터 체결분리된 후 상기 승강실린더(23)의 로드가 원상태로 당김 운동하면 상기 상부지지유닛(10)이 하강하여 윤축(7)을 분리하고, 윤축(7)의 검수 및 교체 작업을 진행한 이후에는 다시 철도차량(C)의 객차(5)에 대응하여 윤축(7)이 위치할 수 있게 상기 승강실린더(23)의 로드가 신장운동하여 이동시킨다.

상기 가이드수단(25)은 상기 프레임구조체(21)의 외부 측면에 수직방향으로 연장 형성된 구조를 이루며, 상기 가이드수단(25)은 상기 승강실린더(23)와 평행을 이루도록 설치된다.

상기 가이드수단(25)은 상기 상부지지유닛(10)의 수직 직선방향으로의 이동을 안내하기 위한 구성으로서, 상기 프레임구조체(21) 상에 고정 설치되고 수직방향을 향한 가이드공(26)을 구비하는 가이드브라켓(25a)과, 상기 상부지지유닛(10)에 일단이 고정 결합하고 상기 가이드브라켓(25a)의 가이드공(26) 내 삽입되어 수직방향으로 슬라이드이동가능하게 구비되는 가이드부재(25b)를 구비토록 구성한다.

상기 가이드수단(25)은 상기 프레임구조체(21) 상에 전후 및 좌우 측면에 각각 구비토록 복수 개를 구성하므로, 안정적인 수직이동을 도모하는 것이 바람직하다.

상기 하부이송유닛(30)은 상기 리프트유닛(20)을 지지 고정하고, 철도차량(C)의 객차(5)로부터 분리된 윤축(7)을 사용자가 원하는 위치(예를 들면, 교체 및 검수 등이 가능한 작업위치)로 이동시키는 기능을 수행한다.

상기 하부이송유닛(30)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 리프트유닛(20)을 지지 고정하는 지지프레임(31)과, 윤축(7)의 위치를 좌우 횡 방향을 향해 이동시킬 수 있게 구비되는 이송수단(33) 및 가이드레일(35)을 구성한다.

상기 가이드레일(35)은 상기 이송수단(33)을 지지하며, 상기 이송수단(33)이 주행가능한 경로를 구비하되 상기 이송수단(33)의 이동을 위하여 좌우 횡 방향으로 연장 형성된다.

상기 이송수단(33)은 상기 지지프레임(31)의 하측에 회전가능한 복수 개의 이송바퀴(33a)가 설치되고, 상기 이송바퀴(33a) 중 어느 하나에 회전력을 인가하는 구동모터(33b)를 구비토록 구성한다.

상기 이송수단(33)은 철도차량(C)으로부터 윤축(7)을 분리하기 위한 위치에서 윤축(7)의 검수 및 교체작업 등을 위하여 사용자가 원하는 위치까지 횡 방향으로 이동하며, 상기 이송수단(33)의 구동은 상기 리프트유닛(20)의 완전한 하강상태에서만 이루어질 수 있게 제어한다. 즉 상기 이송수단(33)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 윤축(7)의 분리 위치에서 상기 리프트유닛(20)이 완전히 하강하기까지 정지상태를 유지하며, 상기 리프트유닛(20)이 완전히 하강하면 윤축(7)의 검수 및 교체작업 위치로 이동한다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치에 의하면, 철도차량의 주행레일 경로에 대응하여 응축을 접촉 지지한 채 승강이동가능한 윤축의 분리 리프팅 구조를 구현하므로, 철도차량의 정지상태에서 윤축만을 분리이동시켜 윤축의 검수 및 교체작업이 매우 쉽고 간편하며 작업소요시간을 대폭 단축하고, 작업과정에서의 윤축 손상을 방지하면서 작업안정성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 철도 차량용 윤축 교환장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 상부지지유닛 11 : 지지레일 11a 승강지지체
11b : 가변지지체 12 : 위치고정패드 13 : 상부받침프레임
15 : 레일받침부재 17 : 가변구동수단 20 : 리프트유닛
21 : 프레임구조체 23 : 승강실린더 25 : 가이드수단
25a : 가이드브라켓 25b : 가이드부재 26 : 가이드공
30 : 하부이송유닛 31 : 지지프레임 33 : 이송수단
33a : 이송바퀴 33b : 구동모터 35 : 가이드레일

Claims (5)

1. 철도차량의 주행레일 상에 대응하여 구비되고 상부에 철도차량의 객차로부터 분리된 윤축 중 차륜을 접촉 지지할 수 있게 지지레일을 구비하는 상부지지유닛과; 상기 상부지지유닛의 하단부를 지지토록 연결되고 상기 상부지지유닛을 상하 수직방향으로 승강 이동시키는 리프트유닛과; 상기 리프트유닛을 지지 고정하고 사용자가 원하는 위치로 좌우 횡 방향을 향해 이동가능하게 구비되는 하부이송유닛;을 포함하여 이루어지고,
   상기 상부지지유닛은, 상기 하부이송유닛의 상단부를 연결 고정토록 구비되는 상부받침프레임과, 상기 상부받침프레임 상에 고정 설치되고 상기 지지레일을 면 접촉상태로 지지 고정하는 레일받침부재를 포함하며,
   상기 상부지지유닛의 지지레일에는 윤축 중 차륜의 지지가능한 위치에 매립 설치되고 차륜을 위치 고정할 수 있게 면 마찰력을 생성시켜 접촉 지지하는 위치고정패드를 포함하고,
   상기 상부지지유닛의 지지레일은, 적어도 3개의 객체로 구분 분할되어 서로 힌지 결합한 구조로서, 차륜을 지지하되 승강가능하게 구비된 승강지지체와, 상기 승강지지체를 기준으로 전후 배치되어 상기 승강지지체의 하강시 차륜의 전후방향에 대응하여 접촉 지지하는 가변지지체를 구성하며,
   상기 상부지지유닛에는 상기 지지레일의 승강지지체의 하부에 대응하여 상하 직선운동가능한 가변구동수단을 구성함을 포함하고,
   상기 리프트유닛은, 상기 하부이송유닛 상에 고정 설치되는 프레임구조체와, 상기 프레임구조체 상에 하단이 고정 설치되되 상단은 상기 상부지지유닛에 연결 설치되고 상하 수직방향으로 신장운동가능하게 구비되는 승강실린더와, 상기 프레임구조체의 외부 측면에 설치되되 상기 상부지지유닛에 일단이 결합하여 상기 상부지지유닛의 수직 직선이동을 안내하는 가이드수단을 포함하며,
   상기 하부이송유닛은, 상기 리프트유닛을 지지 고정하는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 하측에 이송바퀴가 회전가능하게 설치되고 상기 이송바퀴에 회전력을 인가하는 구동모터를 구비하는 이송수단과, 상기 이송수단이 주행가능하게 지지하며 좌우 횡 방향으로 연장 형성되는 가이드레일을 포함하여 이루어지는 철도 차량용 윤축 교환장치.
   
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