KR102234232B1

KR102234232B1 - 크레인 붐 힌지를 위한 레일

Info

Publication number: KR102234232B1
Application number: KR1020167002855A
Authority: KR
Inventors: 볼롬 아위 아발로; 미셸 렌스
Original assignee: 에이치에프 홀딩 에스.에이.
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2021-04-02
Also published as: EP3019431A1; US20160159618A1; BR112016000298B1; BR112016000298A2; EP2824058A1; ES2650545T3; KR20160030958A; US10227219B2; WO2015004160A1; SG11201510278WA; CA2917907A1; CN105263848A; CA2917907C; EP3019431B1; AU2014289276A1; MY180528A; AU2014289276B2; CN105263848B

Abstract

일 단부(11)로부터 반대편 단부(12)로 길이방향으로 연장하는, 크레인(1)의 붐 힌지들(5)에서 이용하기 위한 레일(10, 30)은 선로 차량의 바퀴를 위한 주행면(131)을 구비하는 레일 헤드, 레일을 체결하기 위한 레일 풋(14, 18, 38), 및 레일 페드 및 레일 풋 사이에 끼워지고 레일 풋으로 레일 헤드를 연결하는 웹(15)을 포함하고, 여기서 레일 헤드는 레일의 길이를 따라 연속적이다. 레일은 탄성 부재의 연장 길이를 넘어서 레일 풋(18, 38)에 대해 레일 헤드(13, 33)의 탄성을 제공하기 위하여 레일의 길이보다 짧은 길이를 넘어서 레일의 일 단부(11)로부터 웹을 가로질러 연장하는 탄성 부재(16,36)를 포함한다.

Description

크레인 붐 힌지를 위한 레일{RAIL FOR CRANE BOOM HINGE}

본 발명은 레일들(rails), 특히 충격 흡수(absorb)를 위하여 탄성을 포함하는 레일 바들(rail bars) 또는 빔들(beams)에 대한 것이다. 본 발명은 특히 선회하는 붐(boom)들을 구비한 크레인을 이용하기 위한 레일들에 대한 것이다.

크레인 레일들을 위한 체결 시스템들은 매우 높은 바퀴 당 하중(loads)에 저항(resist)하고 하중의 순환 특성(cyclic character)에 관한 피로현상(fatigue phenomena)에 대한 적절한 응답을 제공할 수 있어야 한다. 시장(market)에 의해 강요된(imposed) 체결 방법은 매우 간단한 원리(principle)에 기반한다. 그것이 레일의 수직(vertical) 및 회전 운동의 충분한 자유도 허용하는 것을 목표로 하여서, 그것은 측 방향 운동에 관한 자리(in place with)에서 단단하게 레일을 유지하는 동안에 국부적인(local) 제약(constraints)을 피하고 크레인의 바퀴들을 조정할 수 있다. 상당한(significant) 힘이 이러한 구속하는 것들(bindings)을 통해 직접(directly) 통과될 시, 너무(too) 단단하게 레일을 유지하는 것인 다른 해결책들은 실패(failure)하는 경향(prone)이 있고, 따라서, 조인트들의 이완, 용접들 및 볼트들 등의 파단(breaking)을 초래한다. 레일들을 위한 현재 가장 일반적인 부드러운 장착(soft mounting)은, 레일 상에 놓이는, 레일 패드로 명명된 부드러운 고무(soft rubber)의 연속적인 밴드(band)로 형성되고, 클립들(clips)은 기반으로 레일을 고정하기 위하여 레일을 따라 규칙적으로 배열된다. 클립은 여전히 제한된 수직 운동을 허용하는 동안 레일의 측 방향 운동을 제동한다. 이러한 약화된 수직 결속은 레일패드(rail pad)뿐만 아니라, 클립 및 레일 풋(rail foot) 사이에서 고무 스트립(strip)의 제공에 의해 더 얻어진다. 이러한 해결책은, 예를 들어 연속적으로 작동하는 자동화된 적재(stacking) 크레인들과 같이, 하중이 일정 수준을 초과하고, 크레인이 특히 높은 이용 비율을 구비할 때, 특히 적절하다.

예를 들어 항구들(ports)에서, 전형적인 컨테이너(container)를 다루는 크레인들은 선박(ship)의 폭(width)에 걸쳐(span) 고정(fixed)된 거더(girder)로부터 연장된 선회하는 붐들이 갖춰진다. 이러한 알려진 크레인(1)은 도1에서 도시되고 한국 특허 공개번호 제 10-2000-0073654호에서 기술된다. 붐(4)은 선실(ship cabin; 8) 아래(underneath)의 통과를 허용하기 위하여 붐(4) 및 거더(3) 사이에서 힌지(hinge; 5)에 대하여 선회(pivots)한다. 거더(3)는 크레인(1)의 프레임(frame 2) 상에 고정(fixed)된다. 컨테이너를 다루는 트롤리(trolley; 6)는 붐(4) 상에 제공되는 레일들 상에서 주행할 수 있고, 선박(9) 및 물가(shore) 사이에서 컨테이너(7)를 이동할 수 있도록 거더(3) 상에서 연속한다. 크레인(1)의 붐(4) 및 거더(3) 사이의 교차점(junction (hinge); 5)에서, 그곳은 선회하는 붐(4)을 허락하기 위하여 레일의 연속성(continuity)의 파단(break)이 있다. 명확하게, 불연속점(discontinuity) 교차점에서 레일의 활주면(running surface)의 정렬(alignment)은 주요한 관심사(concern)이다. 몇 십 밀리미터(a few tenths of a millimetre)의 계단 층(staircase)은 이미 컨테이너를 다루는 트롤리에 중요한 충격을 야기할 수 있다. 실제로, 레일 교차점에서, 매우 강한 가속(acceleration)에 따라, 트롤리는 일반적으로 200m/min(12km/h)로 운동하고, 가득 찬 컨테이너들이 전달(conveyed)될 때, 트롤리의 바퀴 당 하중은 40톤에 도달할 수 있다. 보통의 작동 상황들 사에서, 트롤리는 매분 내지 2분에 한번 레일 교차점을 통과한다. 그러한 높은 충돌 하중이 붐 및 거더 사이의 교차점에서 레일 패스너들로 통과되는 것은 분명(evident)하다. 심지어(even) 크레인 선실(cabin)에서 작업자(operator)는 작업자의 근무 교대제도(work shift)가 대게 휴식이나 작업자의 교체 전에 2 및 3 시간 사이로 제한되는 선실에서 이러한 불편함(discomfort)을 야기하는, 충격을 느낀다.

진행(Progress)은 선회 시에 역할을 감소하기 위하여, 따라서 매번 선회하는 움직임 후에 빔의 위치 복구성질을 증가시키기 위해 크레인 구조물에서 제작되었다. 또한, 해결책들은 거더 상의 레일로부터 붐 상의 레일로 그리고 반대로(vice versa) 선로 차량 바퀴의 하중의 점진적인(progressive) 변환을 제공하기 위하여, 예를 들어 L-모양 또는 비스듬한 방향의 움직임(motion)과 같은, 레일을 가로지르는 특정한 모양을 따라서 레일 불연속점에서 구현된다. 그러나, 이러한 크고 무거운 구조물들(constructions)에서 운전 및 레일 정렬의 손실이 시간 동안 일어남은 본질적이다. 정렬의 손실은 몇몇 요인들(factors)에 의해 야기된다 : 붐의 힌지에서 역할(play)의 외형, 크레인의 프레임 상에 붐 지지체들의 마모(wear), 열 팽창, 유연한 붐 및/또는 프레임. 이러한 정렬의 손실은 거더 및 붐 사이의 레일 교차점에서 수직 계단 층을 야기한다. 레일 불연속점에서 활주면의 임의의 계단 층은 트롤리 바퀴의 통로(passage)에서 길이방향 충격력을 받는 레일을 야기한다. 상기 기술된 바와 같이 부드럽게 결속하는 레일은 이러한 길이방향 하중을 적절하게 견뎌(withstand) 낼 수 없다. 레일이 교차점의 각 측에서 대략 1미터의 길이를 넘는 크레인의 프레임 구조물에 단단하게 결속되는 것은 이러한 이유를 위해서이다. 레일 패드 및 클립들을 구비한 종래의 레일 결속(부드럽게 장착하는)은 위에서 제공된다.

상기 타입의 레일을 장착하는 예시는 대한민국 특허번호 10-2000-0073654호에서 기술된다. 교차점의 인근(proximity)에서, 레일 패드는 제거되고 금속 쐐기들(metal shims)은 불연속점에서 레일의 단부들의 높이(height)를 조정하기 위하여 이용된다. 이러한 쐐기는 거더 또는 붐에 용접된(welded) 강철 패드(steel pad) 상에 제공되고 레일은 그곳 위에서 견고하게(firmly) 체결된다. 더 이상의 탈선(deviation)을 제거하기 위하여 조인트(joint)에서 레일의 활주면을 갈고(grind) 닦는(polish) 것은 또한, 개시된다. 레일의 이러한 부분(part)은 "짧은(short) 레일"로 명명된다. 또한, 짧은 레일 바(short rail bar)는 고강재(high resistance steel)의 블록(block)의 외면에서 기계 가공될 수 있다.

상기 기술된 짧은 레일 조립체(assembly)의 수명(lifetime)은 대게 대략 5년 정도이지만, 크레인의 거더 및 붐 사이에서 정렬 문제들에 의하여 큰 충격들의 발생(presence)으로 몇 개월로 줄어들 수 있다. 실제로, 조립체의 단단함으로 인해, 심지어(even) 최소의(slightest) 정렬 오류는 트롤리(trolley)의 바퀴가 통과될 때 패스너들(fasteners)에 높은 응력들(stresses)을 야기할 수 있다. 크레인이 정지되는(immobilized) 동안, 작동 상황(operating conditions)으로 다시(back) 짧은 레일이 돌아가는 것(Bringing)은 5일까지 걸릴 수 있다.

다른 측면에서, 레일 조립체는 독인 특허 번호 제 4007937호에서 개시된다. 여기서 레일은, 레일 헤드(rail head) 및 레일 풋 사이에서 웹(web)의 옆으로(sideways) 배열된 탄력(elastic)이 있는 층들을 통하여 프레임에서 결속된다. 탄력이 있는 장착은 레일의 전체(entire) 길이를 따라서 연장하고, 구조물 소음(structure-borne noise)을 줄인다. 그러나, 이러한 구성(arrangement)은 크레인 선로들(railways)의 부드러운 장착에 단순한(mere) 대안의 결과이며, 레일 불연속점에서 상기 기술된 문제들은 극복(overcome)할 수 없다.

따라서, 당 업계에는 선회하는 붐들을 구비한 크레인들에서 짧은 레일 조립체를 위한 개선된 해결책이 필요하다. 따라서, 본 발명의 목표는 상기 문제들을 극복하고, 특히 거더 및 붐 사이의 교차점에서 레일 조립체들의 수명을 개선 및/또는 레일 불연속점에서 가능한 정렬 문제들로 인한 충격들의 효과들을 줄이는 레일 조립체 및 레일을 제공하는 것이고, 따라서 유지비(maintenance)를 줄이는 것이다.

그러므로, 본 발명의 양태들을 따라 첨부된 청구범위에서 기술된 바와 같은 레일이 제공된다. 레일은 레일의 반대편 단부로 일 단부로부터 길이방향으로 연장하는, 크레인의 붐 힌지들을 이용하기 위해 제공된다. 레일은 선로차량의 바퀴를 위한 활주면을 구비하는 레일 헤드, 레일을 체결하기 위한 레일 풋, 및 레일 헤드 및 레일 풋 사이에서 끼워지고 레일 풋으로 레일 헤드를 연결하는 웹을 포함한다. 레일 헤드는 레일의 길이를 따라서 연속적이다.

본 발명에 따라, 탄성 부재(resilient member)의 연장(extension) 길이를 넘어서 레일 풋에 대해 레일 헤드의 탄성(resiliency)을 제공하기 위하여, 레일은 레일의 길이보다 짧은 길이를 넘어서 레일의 일 단부로부터 및 웹을 가로질러서 연장하는 탄성 부재를 포함한다.

탄성 부재는 바람직하게 힌지 교차점에서 레일 불연속점을 넘어서 통과하는 선로 차량 바퀴들로 인해 야기되는 충격이 완충되는(dampen) 충격흡수 역할을 한다. 이러한 완충(damping) 효과는 분산하는 충격(shocks)으로부터 에너지 부담(borne)을 허용한다. 이것은 순서대로 레일 패스너들의 응력을 줄일 수 있다. 그 결과, 이것은 볼트들, 너트들 및 용접들에서의 피로(fatigue)와 패스너들의 풀림(loosening)의 감소되는 위험일 수 있다.

중요하게, 레일 스스로 통하는 탄성 부재의 제공으로 인해, 레일 헤드가 적어도 완충되는 충격 또는 흡수할 수 있는 탄성을 유지하는 동안, 레일 풋이 종래의 방법들에 따라 단단하게 결속될 수 있는 것은 행해진다. 그러므로, 본 발명에 따른 레일들은 어떠한 변화하는 현재 레일 체결 기술들 없이 이용되고, 또 레일 불연속점에서 부드러운 장착의 이점을 연장하기 위해 허용된다. 더욱이, 레일의 "중심"에 탄성 부재의 제공에 의해서, 그것은 결과적으로(consequently) 응력의 대상인 패스너들로 충격 하중의 줄어든 전달(transmission)일 수 있다. 그 결과, 크레인 유지는 수리(repairs)가 필요 없이 마모된 부분들의 간단한 교체로 인해, 용이해질 것이다. 크레인의 부동화(immobilization)는 따라서 크게 감소한다.

본 발명에 따른 레일들의 또 다른 이점은 그것들이 선로 궤도의 또 다른 구역 들을 위해 이용되는 동일한 레일 바들로 구성될 수 있는 것이고, 따라서 완전한 연속성을 보장하는 것이다.

본 발명의 양태들에 따라, 그곳에는 첨부된 청구범위들에서 명시된 바와 같은 레일 조립체를 통합하는 크레인 및 레일 조립체가 제공된다.

본 발명의 바람직한 양태들은 종속항들에서 명시되어 있다.

본 발명의 양태들은 오직 도시되는, 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세한 설명에서 지금 기술되고, 여기서 동일한 참조부호들은 같은 특징을 도시한다.

본 명세서에 개시되어 있음.

도 1은 컨테이너들을 하역하기 위하여 선회 가능한 붐을 구비하는 알려진 크레인을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 레일의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에서 도시된 레일의 선A-A에 따른 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2에서 도시된 레일의 선B-B에 따른 단면도를 도시한다.
도 5는 크레인 붐의 힌지에서 본 발명의 양태들에 따른 레일 조립체의 레이아웃의 평면도를 도시한다.
도 6은 도 5의 조립체의 선C-C에 따른 단면도를 도시한다.
도 7은 도 5의 조립체의 선D-D에 따른 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 양태에 따른 레일의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 양태에 따른 레일의 단면도를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 레일의 단면도를 도시한다.

도 2 내지 4를 참조하는, 레일(10) 또는, 또한 레일 바와 같이 참조되는, 짧은 레일은 일 길이방향 단부(11)로부터 반대편 단부(12)로 연장된다. 단부(11)는 크레인(1)의 붐(4) 및 거더(3) 사이에서 교차점(5)에 배열될 것이고, 도 5에 도시된 바와 같이 붐(4)의 레일(10) 및 거더(3)의 레일(10') 사이에서 사실상 불연속점을 형성한다. 레일(10)은 예를 들어 도 2에서 도시된 바와 같이 L-모양과 같은, 임의의 적절한 모양을 따르는 단부(11)에서 절단(cut)된다. 단부에 대응하는 모양을 구비하는 레일(10')은 도 5에 도시된 바와 같은 교차점(5)의 다른 측면에 제공된다.

레일(10)은 레일 헤드(13), 레일 풋(14) 및 풋으로 헤드를 연결하는 웹(15)을 포함한다. 레일 헤드(13)의 상부면(upper surface; 131)은 예를 들어 크레인 콘테이너를 다루는 트롤리(6)와 같은 선로 차량의 바퀴들을 위한 활주면과 같은 역할(acts as)을 한다. 일반적으로, 레일 풋(14)은 웹(15)의 양(either) 측면을 따라 연장하는 플랜지들(flanges; 141, 142)을 구비하는 플랜지 모양(flanged shape)을 구비한다. 웹(15)은 가느다랄(slender) 필요가 없고, 레일 헤드 및 풋 사이의 일정한(constant) 단면을 구비하지 않는 것에 주목하는 것이 편리할 것이다. 용어(term) 웹은 일반적으로 레일 풋으로부터 미리 결정된(predetermined) 간격에 레일 헤드를 유지하기 위해 배열되고, 레일 풋 및 레일 헤드 사이에 끼워지며, 두 개를 연결하는 임의의 구조를 의미(refers)한다.

본 발명에 따른, 웹(15)은 레일(10)의 길이의 단지 일부를 따라서, 탄성 부재(19)에 의해 교차된다. 탄성 부재(16)는 웹의 반대편 측 방향 단부로 일 측 방향 단부로부터, 웹을 가로질러 연장하고, 그로 인해 레일 단부들(11, 12) 사이에서 중재 위치(17)로 단부(11)로부터, 레일 풋(14)으로부터 레일 헤드(13)를 분리(separating)한다.

중재 위치(17) 및 단부(11) 사이에서, 레일 헤드(13)은 탄성 부재(16)을 통해 레일 풋으로 연결된다. 그 결과, 범위 (11-17)에서 탄성 부재는 바람직하게 측 방향, 수직 및 회전(길이 방향 축에 대해) 운동들을 위해, 적어도 하나의 자유도(one degree of freedom)에 따른 레일 풋(14)에 대하여 레일 헤드(13)로 탄성을 제공한다. 중재 위치(17) 및 반대편 단부(12) 사이의 범위에서, 이러한 레일에서 존재하지 않는 탄력성을 주목하는 것은 편리해질 것이다. 중재 위치(17)는 사실, 레일10의 탄성 부분(범위 (11-17)) 및 레일의 단단한 부분(범위 (17-12)) 사이의 변환을 형성한다. 이에 관하여, 도 3은 탄성 범위 (11-17)에서 레일(10)의 단면을 도시하고, 이에 반해(whereas) 도4는 단단한 범위 (17-12)에서 동일한 레일(10)의 단면을 도시한다. 레일의 단단한 범위(범위 (17-12))가 레일 헤드(13) 및 레일 풋(14) 사이에서 단단한 연결, 즉 단단하게 고정된 웹에 의해 바람직하게 특징되고, 레일의 헤드 및 풋을, 구비하여 일체로 바람직하게 형성되는 것을 주목하는 것은 편리해질 것이다.

레일(10)의 이용은 크레인의 붐 힌지에서 레이아웃을 도시하는, 도5를 참조하여 명백해질 것이다. 힌지 교차점(위치 11에 대응하는)의 양 측면들에서, 레일 조립체의 대칭적인 구성은 제공된다. 레일(10)은 (고정된 fixed) 거더 또는 선회하는 붐 중 하나(either)의 측면에 대응하는 교차점의 우측(right-hand side)상에 제공된다. 동일한(identical) 레일(10')은 다른 측에 제공된다. 레일들 중 하나의 단부(11)는 L-모양에 대응한다. 단부(12)에서, 레일(10)은 따라서 선로 궤도의 연속성을 위해 제공하는 용접 이음매(weld seam; 54)을 통해 다른 레일(50)에 용접된다.

레일(10)의 단단한 범위뿐만 아니라, 레일(50)은 도 6에서 도시되고 상기 논의된 바와 같이 부드러운 장착 시스템을 통하여 크레인에 고정(secured)된다. 따라서, 탄성 패드(51)는 중재 위치(17)까지 연장하는, 레일의 아래에(underneath) 제공된다. 이전에 알려진 바와 같은 탄성 스트립들(resilient strips; 53)과 레일 클립(Rail clips; 52)들은 지지체(support; 70)에 레일을 체결하기 위하여 이용된다.

중재 위치(17) 및 단부(11) 사이의, 레일(10)의 탄성 범위에서, 체결 조립체 도7에 도시된 바와 같이 다르다. 여기서, 강철 쐐기(steel shim; 71)는 탄성 패드(51) 대신에 레일(10)의 아래에 제공된다. 레일은 강철 또는 케스트(cast) 에폭시(epoxy)일 수 있는, 단단한 지지체(70) 상의 레일의 단단한 고정(securement)을 위해 제공하는, 결속부들(clamps; 72)을 통해 체결된다. 본 발명에 따른, 이러한 범위에서, 레일 헤드(13) 상의 선로 차량 바퀴에 의해 가해진(exerted) 하중(load)은 탄성 부재(16)를 통하여 레일 풋(18')으로 이동된다.

특히 탄성 부재(16)의 탄성과 레일 패드(51)의 그것이 상응(match)하는 것은 불가능하기 때문에, 레일 헤드(13)는 중재 위치(17)에서의 변환(transition)에 연속적으로 제작된다. 이것은 중재 위치에서 선로 차량 바퀴들에 의한 충격을 회피한다.

본 발명에 따른 레일(10)은 도 4에서 도시된 바와 같은 연속적인 단면을 구비하는 보통의(usual) 레일(50)로부터 시작하여 제작(manufactured)될 수 있다. 탄성 부재(16)가 삽입되는 것이 필요한 범위 (11-17)가 결정(determined) 된 후에, 레일 풋(14) 및 웹(15)은 따라서 오직 레일 헤드(13)만 유지하는, 범위에서 절단된다. 탄성 범위 (11-17)를 위하여, 도3을 참조하여, 전용(dedicated) 레일 풋(18) 및 웹 부재들(18, 20)은 강철과 같이, 전형적인(conventional) 물질들로부터 기계가공(machining)에 의한 것과 같이 알려진 기술들에 따라 제작될 수 있는 것으로 제공된다.

따라서, 레일(10)의 탄성 범위 (11-17)내의 웹은 레일 풋(18)에 단단하게 고정되고 바람직하게 일체로 형성된 하부 웹 부재(19), 및 예를 들어 용접에 의해 레일 헤드(13)에 단단하게 고정된 대응하는 상부 웹 부재(20)를 포함한다. 탄성 부재(16)은 하부 웹 부재(19) 및 상부 웹 부재(20) 사이에서 끼워진다. 제작의 다른 방법들이 가능하다는 것은 주목(note)하는 것이 편리(convenient)할 것이다. 예로써, 상기 웹 부재(20)은 본래의(original) 웹(15)으로부터 기계 가공될 수 있어서, 레일 헤드(13)와 일체(integrally)로 형성(formed)될 수 있다. 도 7의 실시예의 예시에서, 레일 풋(18')은 강철판(steel plate)으로 형성되고, 하부 웹 부재(19')는 플레이트 상에 고정된 두 개의 강철 바들(steel bars)로 형성된다.

탄성 부재(16)를 형성하기 위해, 오버몰딩(overmolding) 공정은 바람직하게 이용된다. 오버몰딩은 다른 물질(강철 풋 및 헤드 부분) 위에(over) 일 물질(탄성 부재(16)를 형성하는 물질)의 성형(molding)을 의미한다. 만약 적절하게(properly) 선택되면, 오버몰딩 물질은 그것이 위에 성형되는 물질과 강한 접착(bond)을 형성할 것이고, 이러한 접착은 최종-이용(end-use) 환경에서 유지된다. 접착제(adhesives)의 이용은 더 이상 요구되지 않는다. 이를 위해서, 레일 헤드(13), 풋(18) 및 웹 부재(19, 20)를 구비하는 레일(10)이 금형(mould)에 위치되어서, 탄성 부재(16)의 위치 및 헤드 부분(13, 20)에 관한 바람직한 상대적인(relative) 위치로 가정하는(assumes) 풋 부분(18, 19)은 빈 공간이다. 헤드 부분 및 풋 부분 사이에서 공간(void)은 모노머 수지(monomeric resin)로 채워진다. 수지는 오븐에서 또는, 심지어 금형에서와 같이, 압력과 온도가 상승될 때, (경화된(vulcanized)) 후에(afterwards) 중합(polymerised)될 수 있어서, 높은 정확도(accuracy) 및 양호한 밀착성(adherence)이 얻어질 수 있다. 또는, 모노머 수지로부터, 압출성형(extrusion)과 같이, 탄성부재를 미리 형성하는 것이 가능하다. 다른 구성요소들, 득 헤드 부분, 풋 부분 및 탄성 부재는 그래서 금형에서와 같이 조립(assembled)된다. 그 결과로, 탄성 부재는 풋 및 헤드 부분들의 강철에 강하게(strongly) 접착하는(adhering), 등질의(homogeneous) 탄성부재를 얻기 위하여 중합된다.

탄성 부재(16)의 모양은 레일 상의 하중의 방향에 관계하여 선택될 수 있다. 바람직하게(advantageously), 탄성 부재(16)의 모양은 탄성 부재(16)를 통하여 레일 풋(18)으로 레일 헤드(13) 상에 가해진 수직 및 횡 방향 하중 모두를 이동하도록 허용하는 것이다.

도 3 및 7을 참조하여, 탄성 부재(16)는 바람직하게 U-모양 또는 위 방향으로 C-모양의 단면을 구비한다. 그러므로, 하부 웹 부재(19)는 바람직하게 실질적으로 평탄한 바닥(flat bottom; 192) 및 바람직하게 똑 바로 선(upright) 벽들(walls; 193)을 구비하는 길이방향으로 연장하는 리세스(recess; 191)를 포함한다. 상부 웹 부재(20)는 바람직하게 똑 바로 선 벽들(203) 및 바람직하게 평탄한 바닥면(bottom surface; 202)을 구비하는, 리세스(191) 내로 연장하는 아래 방향 돌출부(projection; 201)를 포함한다. 따라서, 탄성 부재(16)는 리세스(191)의 모양을 따라 층을 형성하고, 벽들(193)을 따라서 그리고 바닥(192)에 걸쳐서 모두 연장한다. 리세스(191)의 바닥면(bottom surface; 192)은 상부 웹 부재(20)를 따라서 레일 헤드(13)를 지지(supports)하고, 반면에 벽들(193)은 레일 헤드(13) 상에 가해진 측 방향 하중을 차지하는(taking up) 접합부를 형성한다. 탄성 부재(16)는 돌출부(201)의 바닥면(202) 및 리세스의 바닥(192) 사이에서, 그리고 돌출부의 벽들(203) 및 리세스의 벽들(193) 사이에서 틈(gap)을 받치는(bridging) 두께(thickness)를 구비한다. 그 결과, 탄성 부재는 이러한 하중이 레일 풋(18) 따라서 결속하는 수단들에 전달된 후에, 레일 헤드 상에 가해진 수직 및 측 방향 하중 모두를 위한 충격 흡수기 및 완충기와 같은 효과적인 역할을 한다.

바람직하게, 탄성 부재(16)은U-모양(161)의 상부 단면들에 엣지 립들(edge lips; 162)을 포함한다. 엣지 립들(162)은 U-모양 구역(161)의 실질적으로 수평인 측 방향으로 연장하고, 레일 헤드(13)을 위해 증가된 지지체 및 아마도 길이 방향 축(비틀림)에 대한 레일 헤드의 회전 편향(deflections)을 위해 더 나은 지지체를 제공한다.

U-모양 단면은 바람직하게, 힌지 교차점(junction)에서 일반적으로 부딪히는(encountered) 모든 응력들(stresses)에 관한 요건을 충족시키기(meeting)위하여 허용한다 :

- 수직 및 수평적으로 모두, 힌지 교차점에서 레일 불연속점(discontinuity)에서 정렬 결점들(alignment defects)에 의한 휠에 의해서 생성된 충격은 모든 방향들에서(수직, 수평 및 길이 방향에 대한 회전에 의한) 가능한 레일 풋에 대한 레일 헤드의 약간(slight)의 움직임에 의해 약화될(attenuated) 것이다;

- 수직적으로, 탄성 부재(16)는 효과적인 길이와 같이 참조된, 더 큰 길이를 넘어서 선로 차량의 바퀴에 의해 야기되는 수직 하중을 분산하는(spreading) 것에 의하여, 레일 패드(51)와 같은 역할을 한다;

- 수평 및 수직적으로, 탄성 부재(16)는 중요하게, 레일에 상대적으로 대하여(against) 올바르게(correctly) 정렬하는 것이 어렵고 일반적으로 (수직의) 바퀴들로부터의 간격에 배치되는, 수평 안내 롤러들에 의해, 또는 바퀴 안내 플랜지들에 의해, 즉 바퀴들에서 역할로 인해 가해지는 것과 같은 횡 방향 하중을 위해 탄성 접합부와 같은 역할을 한다 : 그것들은 바퀴들에 대해 상쇄(offset) 되기 때문에, 그것들은 길이방향 축에 대하여 레일의 회전을 야기한다.

- 수평 및 길이방향으로, 탄성 부재의 탄력은 더 큰 효과적인 길이 이상으로 선로 차량의 정지 또는 가속에 의해 하중이 분배되는 것이 가능하고, 따라서 수용 가능한 수준으로 레일 패스너들 상의 응력이 감소한다; 및

- 만약 휠이 편심(eccentric)되면, 레일 헤드는 피로 응력에 의한 용접 파단 또는 패스너들의 느슨함의 줄어든 위험(reduced risk)을 이끄는(leading), 패스너들로 과도한(undue) 응력을 전달하지 않고 약간 회전할 수 있다.

이것은 레일 헤드 및 레일 풋(리세스(191)의 바닥(192)) 사이의 실질적으로 수평적인(horizontal) 평면(plane) 내에서, 및 레일 헤드 및 레일 풋(리세스(192)의 똑 바로 선 벽들(193)) 사이의 하나 이상의 실질적으로 수직인 평면들 내에서 연장하는 탄성 부재에 의하여 바람직하게 얻어(obtained)진다.

연장하도록 제작된 탄성 부재(16)인 것을 넘는 길이는, 따라서 범위 (11-17)의 길이는, 바람직하게 적어도 0.1m, 바람직하게 적어도 0.25m, 바람직하게 적어도 0.4m, 그리고 바람직하게 3m보다 크지 않고, 바람직하게 2.5m 보다 크지 않으며, 바람직하게 2m보다 크지 않다.

탄성 부재는 적어도 1.5mm, 바람직하게 적어도 2mm, 바람직하게 적어도 2.5mm, 그리고 바람직하게 20mm보다 작거나 같고, 바람직하게 15mm보다 작거나 같으며, 주요한 그것의 규모(extent) (그것의 길이에 적어도 51%, 바람직하게 적어도 75%) 이상으로 바람직하게 10mm보다 작거나 같은 두께(thickness) T를 구비한다.

본 발명에 따른 레일 바 또는 짧은 레일(10)은 0.5m 및 6m 범위에서 바람직하게 떨어지는(falling) 길이를 구비한다.

탄성 부재(16)는 천연 고무(natural rubber) 또는 합성 고무(synthetic rubber)일 수 있는 바람직한 고무, 경화된 폴리머(vulcanized polymer)로 바람직하게 제작되는, 탄성 있는(resiliently) 압축 가능한(compressible) 물질(material)로 제작된다. 바람직한 물질은 높은 내구성(durable)을 가진 탄력이 있는 특성을 구비한, (폴리)클로로프렌((poly)chloroprene (CR))이다. 탄성 부재를 위한 덜 적절한 물질들은, 예를 들어 폴리 우레탄과 같은 열 경화(thermohardening) 수지 및 실리콘 물질들이다.

탄성 부재(16)의 물질은 31B5 내지 31B9 클래스를 위한, 프랑스 표준 NF-L17-131:2011에서 규정된 물질 특성들을 바람직하게 준수한다.

탄성 부재(16)의 물질은 바람직하게, 그것의 처음 상태에서 적어도 40, 바람직하게 적어도 45의 국제 고무 경도(international rubber hardness degree; IRHD, ISO 48을 따름)를 나타낸다. 국제 고무 경도(IRHD)는 바람직하게 100보다 작거나 같고, 바람직하게 95보다 작거나 같다.

탄성 부재(16)의 물질은 그것의 초기 상태에서 적어도 40, 바람직하게 적어도 45의 쇼어 A 경도를 바람직하게 나타낸다. 쇼어 A 경도는 바람직하게 100보다 작어나 같고, 바람직하게 95보다 작거나 같다. 쇼어 A경도는 3초 후에 측정되는 압입(indentation)과 함께 ISO 7619-1에 따라 측정될 수 있다.

탄성 부재(16)의 물질은 바람직하게 적어도 200%의 파단 신장률(elongation at break)을 나타낸다.

바람직하게, 레일 헤드(13)은 중재 위치(17) 및 레일 단부(11) 사이에서 변화하는(varies) 레일 풋(18)에 대하여 탄성(resiliency)을 구비한다. 바람직하게, 탄성은 레일 단부(11)의 방향으로 줄어든다. 다른 말로, 레일 헤드(13) 및 레일 풋(18) 사이의 강도(stiffness)는 중재 위치(17)로부터 레일 엔드(11) 방향으로 증가되고, 증가는 바람직하게 점진적(progressive)이다. 이것은 압축률(compressibility)이 바람직하게 매우 낮은 곳에서(보다 더 작은 크기의 대략 1등급), 일반적으로 힌지 교차점에서 레일 불연속점 및 0.5mm의 등급(order) 상의 수직 압축률을 허용하는, 레일 패드 사이에서, 레일의 특성(behaviour)에서 점진적인(gradual) 변환을 제공하기 위해 허용한다. 이러한 해결책은 레일의 아래에서 탄성 패드로부터 단단한 패드(강철 또는 캐스트 에폭시)로 갑작스러운(sudden) 변환에 의해 야기되는, 중재 위치(18)에서 레일 내에 집중되는 너무 높은 응력 방지하는 것에서 돕는다.

변화하는 탄성은 그것의 길이를 따라 탄성 부재(16)의 변화하는 탄성에 의해 얻어질 수 있고, 차례로 물질의 다른 경도 값들(hardness values)의 제공에 의한 바와 같이, 레일 단부(11) 및 중재 위치(17) 사이 탄성 부재의 물질의 변화하는 물리적 특성들(physical properties)을 통하여 얻어질 수 있다. 이를 위해, 중재 위치(17) 및 레일 단부(11)에서 탄성 부재는 일반적으로 둘 내지 셋의 다른 구역들에서 분할 될 수 있다. 도 2를 참조하여, 탄성 범위는, 탄성 부재(16)가 다른 물리적 특성들을 구비하는 세 개의 구역들(21-23) 내에서 분할 될 수 있다. 바람직하게, 다른 경도를 구비하는 고무 물질들은 다른 구역들에서 탄성 부재(16)를 형성하도록 이용될 수 있다. 예로서, 대략 50의 쇼어 A(Shore A) 또는 국제 고무 경도(IRHD)을 구비하는 고무 물질은 구역(21)에서 이용될 수 있고, 대략 70의 쇼어 A 또는 국제 고무 경도(IRHD)를 구비하는 하나는 구역(22)에서 이용될수 있으며, 대략 90의 쇼어 A 또는 국제 고무 경도(IRHD)를 구비하는 하나는 구역(23)에서 이용될 수 있다. 바람직하게, 탄성 부재(16)의 단면은 제작이 용이한, 모든 세 구역들(21-23) 내에서 동일하다. 바람직하게 또는 추가적으로, 변화하는 탄성은 탄성 부재(16)의 변화하는 기하학 구조(geometry)(단면)에 의해 얻어질 수 있다. 그러나, 후자의 해결책은 비용이 더 든다.

U-모양으로 인해, 리세스(191)의 바닥(192)에 부재(16)의 탄성 물질은 각각의 하부 및 상부 웹 부재들(19, 20) 사이에서 더 많이 혹은 적게 끼어지는(trapped) 것을 주목(note)하는 것이 편리해질 것이다. 고무 물질들이 그것들이 연장하는 것이 방지(prevented)될 때, 거의(almost) 무한한 강도(infinite stiffness) 보여주는 것으로 알려져 있고, 이것은 또한 탄성 부재(16)의 리세스(191)의 바닥(192)을 넘어서 연장하는 탄성 부재(16)의 수평적인 구조를 위한 경우이다.

도 8을 참조하여, 안전 측정(measure) 시, 가능한(possibly) 힌지 교차점(도 5의 단부(11))의 레일 불연속점에서 레일 풋 부분(18)에 관하여 레일 헤드(13)의 최대의(maximal) 수직 변형(deformation)을 제한하기 위하여, 바람직하게 금속 쐐기들(81)은 각각의 하부 및 상부 웹 부재들(19, 20) 사이에 제공된다. 쐐기들(81)은 레일 헤드(13) 및 상부 웹 부재(20)를 위하여 접합부를 형성하고, 바람직하게 하부 및 상부 웹 부재들 사이의 길이 T(탄성 부재(16)의 두께)보다 작은 두께를 구비해서, 그것들은 탄성 부재(16)를 통하여 부분적으로(partially) 바람직하게 돌출(project)한다. 쐐기(81)는 대응하는 위치에서 몇 십 밀리미터의 얇은 스트립(thin strip)을 형성하는, 탄성 부재(16)에 의해 레일 헤드 부분(13, 20)으로부터 바람직하게 이격(spaced apart)된다. 쐐기들(81)은 레일 단부(11)에서 또는 근처에서 제공되고, 탄성 부재(16)보다 짧은 경우에, 바람직하게, 100mm보다 짧은 경우에, 바람직하게 제한된 길이방향 연장(extension)을 구비한다.

도 9를 참조하여, 레일 헤드 부분(13, 20) 및 레일 풋 부분(18, 19) 사이에서 기계적인(mechanical) 고정은 상부 및 하부 웹 부재들(19, 20)에 탄성 부재(16)의 부착(adherence) 실패의 경우에 안전 측정 시 탄성 범위 내에 제공될 수 있다. 기계적인 고정은 레일을 통하여 횡 방향인, 제거 가능한 패스너의 다른 타입 또는 볼트 중 하나일 수 있는 것인, 삽입하는 나사 골(threaded rod; 91)에 의해 초래될 수 있고, 이에 따라 구멍들(194, 204)를 통해 각각의 횡 방향에서 하부 웹 부재(19) 및 상부 웹 부재(20)가 맞물(engaging)린다. 나사 골(91)은 레일의 양측면에서 너트들(92)에 의해 고정된다. 바람직하게 고무 물질로 제작된, 탄성 슬리브(resilient sleeve; 93)는 상부 웹 부재의 홀(204)을 통해 대(rod; 91)의 주위에 제공될 수 있다. 이러한 안전 대들(safety; rods 91)은 레일의 탄성 범위(11-17)를 따라서 몇몇 위치들에 제공될 수 있다.

지금까지(hitherto) 기술된 탄성 부재(16)는 레일의 수직 중심 평면(median plane; 21)에 대하여 대칭(symmetrical)이다. 이것은 같은 레일이 힌지 교차점의 양측에서 이용될 수 있는 이점을 제공한다. 비록 산업 상황들(industrial situations)보다 적게 일반적이지만, 본 발명의 양태들은 레일의 수직 중심 평면에 대하여 비대칭(nonsymmetrical)인 탄성 부재를 구비하는 레일들을 망라(encompass)한다. 비대칭 탄성 부재의 예시는 도 10에서 도시된다. 레일(30)은 U-모양 단면을 구비하여 형성되지 않는 탄성 부재(36)에서 레일로(10)부터 다르다(differs). 대신에, 탄성 부재(36)는 실질적으로 똑바로 서서 연장하는 일 부분(362), 실질적으로 수평인 바닥 부분(361)을 포함한다. 말할 필요도 없이(Needless to say), 부분들(361, 362) 모두는 탄성 범위를 따라서 길이방향으로 연장한다. 이와 관련하여, 하부 웹 부재(39)는 탄성 부재의 바닥 부분(361)을 지지하는 표면(surface; 392), 및 탄성 부재의 똑바로 선 부분(362)과 상부 웹 부재(40)를 위하여 똑바로 선 돌출하는 접합부(391)를 포함한다. 도 2의 하부 웹 부재(19)가 상부 웹 부재(20)의 반대편 측면에 배열된 한 쌍의 위 방향으로 돌출하는 접합부들(벽들(193))을 포함하는 반면, 레일(30)의 하부 웹 부재(39)는 오직 상부 웹 부재(40)의 일 측에 접합부(391)를 구비하여 제공된다. 나사들은 풋(38)으로부터 레일 헤드(33)의 기계적인 고정을 위해 제공하기 위한 레일 헤드 부분(33) 내로 탄성 부재(36)을 통해, 레일 풋(38)으로부터 연장할 수 있다. 나사들은(41) 오직 레일 헤드(33)의 몸체(body)에서 끼워지고, 나사 머리들(screw heads 411)은 아래방향으로 이동하는 것이 자유롭다. 그 결과로, 레일 풋에 대한 레일 헤드(33)의 아래 방향 운동은 허용된다. 나사의 크기보다 큰 레일 풋(38)에서 나사들의 관통-통로(through-passage)의 바람직한 제작으로 인해, 측 방향 탄성(lateral resiliency)이 얻어진다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 레일 풋(38)을 통해서 통과하는 곳에서 고무 슬리브(sleeve)를 구비하는 나사(41)를 덮는(cover)것은 가능하다. 이러한 레일(30)은 오직 한 방향으로(도 10의 오른쪽) 측 방향 힘을 차지(take up)할 수 있다. 이러한 비대칭 레일의 이용은 교차점에서 레일 윤곽(profile)이 비대칭인 경우에 고려될(contemplated) 수 있다. 단일 레일 내의 탄성 부재의 대칭 및 비대칭 구역들을 결합하는 것이 가능함이 알려지는 것은 편리해질 것이다.

비록 본 발명의 양태들이 크레인 레일들에 유익하게 주어질(ascribed)질지라도, 본 발명은 선로 수송과 같이, 특히 고속의 운송수단(transportation)인, 다른 적용들(applications)을 위하여, 레일들의 열 팽창 불연속성과 같은 임의의 다른 종류의 레일 불연속성에서 이점으로 이용될 수 있는 본 발명을 주목하는 것이 편리 해질 것이다.

1 : 크레인
3 : 거더
4 : 붐
5 : 접합점
6 : 트롤리
10 : 레일
11 : 단부
12 : 반대편 단부
13 : 레일 헤드
14 : 레일 풋
15 : 웹
16 : 탄성부재
17 : 중간위치
18 : 레일 풋
19 : 웹 부재
20 : 상부 부재
30 : 레일
50 : 레일
51 : 패드
52 : 레일 클립
53 : 탄성 스트립
70 : 지지체
71 : 강철 쐐기
72 : 결속부
81 : 강철 쐐기
131 : 상부 표면
141 : 플랜지
142 : 플랜지
191 : 리세스
192 : 바닥
193 : 벽
201 : 돌출부
202 : 바닥면
203 : 벽

Claims

레일은 상기 레일의 일 단부(11)로부터 상기 레일의 반대편 단부(12)로 길이방향으로 연장하고, 선로차량의 바퀴를 위한 활주면(131)을 구비하는 레일 헤드(13, 33), 레일을 체결하기 위한 레일 풋(14, 18, 38), 및 상기 레일 풋으로 상기 레일 헤드를 연결하고 상기 레일 헤드와 상기 레일 풋 사이에서 끼워진 웹(15)을 포함하며, 상기 레일 헤드는 레일의 길이를 따라 연속적이고,
상기 레일이 탄성 부재의 연장 길이를 넘어서(over) 상기 레일 풋(18, 38)에 대해 상기 레일 헤드(13, 33)의 탄성을 제공하기 위하여 상기 레일의 길이보다 짧은 상기 탄성 부재의 연장 길이를 넘어서 상기 레일의 일 단부(11)로부터 웹(15)을 가로질러 연장하는 탄성 부재(16, 36)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레일 불연속점에서 이용하기 위한, 레일(10, 30).
제 1항에 있어서,
상기 탄성 부재는 상기 레일의 반대편 단부(12)에서 존재하지 않는, 레일(10, 30).
제 1항에 있어서,
상기 탄성 부재(16,36)는 수직방향 및 수평 가로 방향에서 상기 레일 풋(18, 38)에 대하여 상기 레일 헤드(13, 33)를 탄성적이게 만드는, 레일(10, 30).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성 부재(16, 36)의 연장 길이를 넘어서, 웹(125)은 상기 레일 풋(18, 38)과 고정(fixed)되거나 일체인 하부 부분(19, 39) 및 레일 헤드(13, 33)과 고정(fixed)되거나 일체인 상부 부분(20, 40)을 포함하고,
상기 하부 부분은 지지면(192, 392) 및 지지면으로부터 위 방향으로 돌출하는 하나 또는 한 쌍의 접합부들(193, 391)을 포함하며,
상기 상부 부분은 상기 지지면(192, 392) 및 상기 하나 또는 쌍의 접합부들(193, 391) 사이에서 연장하는 아래 방향 돌출부(201, 40)를 포함하고, 상기 탄성 부재(16,36)은 상기 하나 또는 쌍의 접합부들 및 돌출부 사이에서, 및 바닥면 및 상기 돌출부 사이에서 연장하는, 레일(10, 30).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
탄성 부재(16, 36)의 연장 길이를 넘어서, 웹(15)은 레일 풋(18, 38)과 고정(fixed)되거나 일체인 하부 부분(19, 39) 및 레일 헤드(13, 33)와 고정(fixed)되거나 일체인 상부 부분(20, 40)을 포함하고,
상기 하부 부분은 리세스(191)를 포함하고,
상기 상부 부분은 리세스에서 연장하는 상응하는 돌출부(201, 40)를 포함하며,
상기 탄성 부재(16, 36)는 리세스의 하나 이상의 측부 벽들(193, 391) 및 바닥(192, 392)과 접촉하고 돌출부의 하나 이상의 측부 벽들(203) 및 바닥(202)과 접촉하도록 상기 리세스 및 상기 돌출부 사이에서 연장하는, 레일(10, 30).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성 부재(16)는 실질적으로 U-모양의 단면을 구비하는, 레일(10).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
탄성 부재(16, 36)의 아래에 연장한 상기 레일 풋(18, 38)은 상기 레일 풋(14)의 나머지와 연속하지 않는, 레일(10, 30).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레일 헤드(13)는 상기 탄성 부재(16)의 상기 연장 길이를 넘어서 상기 레일 풋(18)에 대한 탄성을 구비하고, 상기 탄성은 레일의 일 단부를 향해 감소하는, 레일(10).
제 8항에 있어서,
상기 탄성 부재(16)은 상기 레일의 일 단부(11)를 향해 증가하는 강성을 구비하는, 레일(10).
제 9항에 있어서,
상기 탄성 부재(16)는 다른 강성을 구비하는 구역들(21, 22, 23)에서 분할되는, 레일(10).
제 8항에 있어서,
상기 탄성 부재(16)는 그것의 길이를 따라 실질적으로 같은 단면을 구비하는, 레일(10).
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성 부재는 고무로 구성된, 레일.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항을 따르는 레일(10, 30), 레일 풋(14) 아래에서 배열된 탄성 패드(51) 및 상기 레일을 체결하는 결속수단들(52, 72)을 포함하고,
상기 탄성 패드(51)는 반대편 단부(12)로부터 상기 탄성 패드(51)의 연장 길이를 넘어서 연장하고, 상기 탄성 패드(51)의 연장 길이는 상기 레일의 길이보다 짧으며, 상기 레일 풋(18, 38)은 탄성 패드(51)를 위에서(beyond) 단단한 지지체(71) 상에 있는, 레일 조립체.
제 13항에 있어서,
상기 단단한 지지체는 강철 또는 주조 에폭시 지지체인, 레일 조립체.
제 13항에 있어서,
상기 탄성 패드(51)는 상기 일 레일 단부(11) 및 상기 반대편 단부(12) 사이에서 중재 위치(17)까지 상기 레일의 아래에서 연장하고,
상기 탄성 부재(16)는 상기 일 단부(11)로부터 실질적으로 상기 중재 위치(17)까지 연장하는, 레일 조립체.
프레임, 상기 프레임에 고정되는 거더, 및 상기 거더의 단부에서 선회되게 배열된 붐을 포함하고, 상기 거더 및 붐에는 선로차량이 주행하도록 배열되는 것을 따라서 선로 궤도가 제공되며, 상기 거더 및 상기 붐의 직면하는 단부들에서, 상기 선로 궤도는 제 13항에 따른 레일 조립체를 포함하는, 크레인.