KR102260388B1 - 타이템퍼 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이템퍼 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 레일의 자갈을 균일하게 분산 유지시키기 위해 사용되는 타이템퍼로서, 외발 흔들림형 자갈 진동을 구현하여 효율적인 설계가 가능하고, 무엇보다도 차륜의 폭을 가변시킬 수 있어 대형폭의 조선소나 항만 승하역 크레인용 자갈 다짐은 물론 일반 철도 레일 자갈 다짐용으로 가변시켜 쉽고 편리하게 활용할 수 있도록 개선된 타이템퍼 시스템에 관한 것이다.

Description

타이템퍼 시스템{Tie Temper System}

본 발명은 타이템퍼 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 레일의 자갈을 균일하게 분산 유지시키기 위해 사용되는 타이템퍼로서, 외발 흔들림형 자갈 진동을 구현하여 효율적인 설계가 가능하고, 무엇보다도 차륜의 폭을 가변시킬 수 있어 대형폭의 조선소나 항만 승하역 크레인용 자갈 다짐은 물론 일반 철도 레일 자갈 다짐용으로 가변시켜 쉽고 편리하게 활용할 수 있도록 개선된 타이템퍼 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 선로(레일)에는 자갈이 포설되는데, 이는 기차로부터 침목에 전달되는 높은 하중을 노반에 균일하게 분산시켜 기차가 안정적으로 운행할 수 있도록 지지하기 위함이다.

이러한 자갈은 오래 사용할 경우, 자갈이 비산되거나 깨지면서 침목 하부에서 불균일하게 분산됨으로써 기차 운행시 소음진동을 증대시키고 레일의 침하 등으로 안전상 중대한 문제를 야기할 수도 있어 이에 대한 보수가 요구된다.

다시 말해, 철도의 침목 밑에 깔려 있는 자갈, 즉 밸러스트(ballast)가 기차나 전동차의 운행으로 인해 생기는 진동에 의해 밀려나거나 침강되면서 레일이 처지는 문제가 야기된다.

이때, 침목 밑에 자갈을 넣어서 레일을 복구하기 위하여 자갈에 진동을 주어서 자갈을 침목 밑으로 넣을 수 있도록 타이템퍼(tie-tamper)라는 수단을 사용하고 있다.

그런데, 종래 타이템퍼는 작업자가 직접 일일이 손으로 잡고 작업해야 했으므로 작업효율이 떨어지고, 작업자의 근골격계 질환이 발생하는 등 많은 단점이 있었다.

이에, 이를 자동화하여 레일을 타고 이동하는 차량에 탑재한 상태에서 타이템퍼링하는 방식이 개시되고 있다.

하지만, 수출입품을 선박에 싣거나 내리는데 사용되는 골리앗 크레인 혹은 조선소에서 사용되는 대형 크레인 등이 움직이는 철로 상에서는 선로폭을 맞출 수 없기 때문에 타이템퍼링 작업이 어려워 여전히 사람이 일일이 작업해야 하는 불편이 있다.

뿐만 아니라, 개시된 자동형의 경우 하나의 타이템페에 두 개의 실린더를 이용하여 두 개의 템퍼바(쌍발형)를 오므리는 방식이어서 작업반경이 폈더 오무릴 수 있는 범위로 제한되기 때문에 작업효율이 떨어지는 단점도 있다.

국내등록특허 제10-2004443호(2019.07.22.) 다짐성능이 향상된 타이템퍼 국내공개특허 제10-2019-0060526호(2019.06.03.) 철도용 타이 템퍼

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 철도 레일의 자갈을 균일하게 분산 유지시키기 위해 사용되는 타이템퍼로서, 외발 흔들림형 자갈 진동을 구현하여 효율적인 설계가 가능하고, 무엇보다도 차륜의 폭을 가변시킬 수 있어 대형폭의 조선소나 항만 승하역 크레인용 자갈 다짐은 물론 일반 철도 레일 자갈 다짐용으로 가변시켜 쉽고 편리하게 활용할 수 있도록 개선된 타이템퍼 시스템를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 서로 간격을 둔 한 쌍의 판형프레임(100); 상기 판형프레임(100)의 선단과 후단 하면에는 각각 고정되어 차륜이 설치되는 구동블럭(110); 상기 판형프레임(100)의 서로 마주보는 면의 선단과 후단 각각에 고정되고 내부가 비어 있는 고정프레임(120); 상기 고정프레임(120)들 사이에 끼워져 판형프레임(100)의 간격을 조절할 수 있는 연결바(130); 상기 고정프레임(120)들의 상단면에 고정된 베이스플레이트(200); 상기 판형프레임(100)의 각 상부에 간격을 두고 구비되는 템퍼링틀체(300); 상기 템퍼링틀체(300)를 상하로 이동시킬 수 있도록 상기 판형프레임(100)의 상면에 서로 간격을 두고 고정된 한 쌍의 안내봉(310); 상기 템퍼링틀체(300)의 양측에 고정되고 상기 안내봉(310)이 끼워지는 안내관(320); 상기 안내봉(310) 한 쌍 사이의 판형프레임(100) 상에 고정된 실린더로드(410); 상기 실린더로드(410)의 상단이 출몰가능하게 조립되고, 상기 템퍼링틀체(300)에 고정되어 상기 템퍼링틀체(300)를 승하강시키는 승강실린더(400); 상기 템퍼링틀체(300)에 고정되는 다수의 타이템퍼(500);를 포함하는 타이템퍼 시스템에 있어서;
상기 타이템퍼(500)는 템퍼링틀체(300)의 상측에 고정된 작동실리더(510)와, 상기 작동실린더(510)의 작동로드(512) 단부가 힌지고정되는 유도봉(520)과, 상기 유도봉(520)에 고정되고 힌지(532)를 통해 상기 템퍼링틀체(300)의 하측에 힌지고정된 고정블럭(530)과, 상기 고정블럭(530) 상에 링크된 한 쌍의 링크암(540)과, 상기 링크암(540)에 고정된 진동틀(550)과, 상기 진동틀(550) 내부에 고정된 진동자(560)와, 상기 진동틀(550)의 일측 내면에 고정된 템퍼링판(570)을 포함하고;
상기 템퍼링틀체(300)는 내수, 방수, 방습을 위해 폴리카보네이트수지 100중량부에 대해, 실리콘수지 15중량부, 알킬벤젠술폰산나트륨 50중량부, 테라핀유 5중량부, 중탄산소다 10중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20중량부, 질화붕소 10중량부, 소디움바이카보네이트 30중량부, 메타크레졸 30중량부를 혼합하여 조성된 방수코팅액으로 코팅되며;
상기 템퍼링판(570)은 내마모, 내부식성을 높이도록 열처리로에 투입된 후 수증기와 수소가스가 6:4의 부피비로 혼합된 혼합가스를 분사하면서 600-650℃까지 가열하고, 노내 온도가 600-650℃에 이르면 혼합가스의 공급을 중단한 다음 일산화탄소를 공급하면서 그 온도로 1시간동안 유지한 후 노냉하며, 질소가스 분위기 하에서 850-900℃로 10분간 가열한 후 어닐링되어 무산화력이 부여된 상태로 사용하는 것을 특징으로 하는 타이템퍼 시스템을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 철도 레일의 자갈을 균일하게 분산 유지시키기 위해 사용되는 타이템퍼를 제공한다.

둘째, 외발 흔들림형 자갈 진동을 구현하여 효율적인 설계가 가능하다.

셋째, 차륜의 폭을 가변시킬 수 있어 대형폭의 조선소나 항만 승하역 크레인용 자갈 다짐은 물론 일반 철도 레일 자갈 다짐용으로 가변시켜 쉽고 편리하게 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이템퍼 시스템의 요부 발췌도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타이템퍼 시스템의 예시적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 타이템퍼 시스템을 구성하는 타이템퍼의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 타이템퍼 시스템의 사용예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

도 1 내지 도 4에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이템퍼 시스템은 서로 간격을 둔 한 쌍의 판형프레임(100)을 포함한다.

그리고, 상기 판형프레임(100)의 선단과 후단 하면에는 각각 구동블럭(110)이 고정되고, 상기 구동블럭(110)에는 차륜(미도시)이 설치된다.

이때, 상기 구동블럭(110)에는 차륜을 회전 구동시킬 수 있는 구동원 및 브레이크 수단이 탑재된다. 다만, 이들은 공지된 구성이기 때문에 본 발명에서는 설명을 생략한다.

또한, 상기 판형프레임(100)의 서로 마주보는 면에는 선단과 후단 각각에 고정프레임(120)이 견고하게 고정되어 일체를 이룬다.

이 경우, 상기 고정프레임(120)은 사각통 형상으로서 내부가 비어 있는 형태이며, 고정프레임(120)들 사이에는 연결바(130)가 끼워진다.

따라서, 상기 연결바(130)의 길이를 조절함으로써 판형프레임(100)간의 이격거리를 조절할 수 있게 된다.

때문에, 연결바(130)를 짧게 하면 일반 철도 레일에 사용할 수 있는 폭을 유지할 수 있고, 길게 하면 골리앗 크레인 등 특수레일에 사용할 수 있는 폭을 유지할 수 있어 폭 가변이 가능한 장점을 갖는다.

아울러, 상기 고정프레임(120)들의 상단면에는 베이스플레이트(200)가 안착되고, 다수의 볼트(BT)를 통해 상기 고정프레임(120) 상에 고정된다.

여기에서, 상기 베이스플레이트(200)에는 운전자가 탑승할 수 있는 탑승좌석, 제어패널, 전원공급부 등을 갖추어 본 발명의 타이템퍼 시스템이 레일을 타고 움직일 수 있도록 일종의 타이템퍼 차량을 구현하도록 해 준다.

뿐만 아니라, 상기 판형프레임(100)의 각 상부에는 템퍼링틀체(300)가 구비된다. 즉, 판형프레임(100)이 2개 이므로 상기 템퍼링틀체(300)도 2개가 구비되는데, 도면중 도 1에서는 편의상 하나만 도시하였다.

이때, 상기 템퍼링틀체(300)를 상하로 이동시킬 수 있도록 상기 판형프레임(100)의 상면에는 서로 간격을 둔 한 쌍의 안내봉(310)이 고정되고, 상기 템퍼링틀체(300)의 양측에는 상기 안내봉(310)이 끼워지는 안내관(320)이 고정된다.

또한, 상기 안내봉(310) 한 쌍 사이의 판형프레임(100) 상에는 실린더로드(410)가 고정되고, 상기 실린더로드(410)의 상단은 승강실린더(400)에 조립되어 승강실린더(400)의 작동에 따라 인출입되면서 상기 템퍼링틀체(300)를 상하방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

때문에, 상기 승강실린더(400)가 상기 템퍼링틀체(300)에 고정되어 있어야 함은 당연하다 하겠다.

그리고, 상기 템퍼링틀체(300)에는 다수의 타이템퍼(500)가 설치되는데, 상기 타이템퍼(500)는 도 1에서와 같이, 상기 판형프레임(100)을 기준으로 좌우 양측 및 앞뒤, 즉 (가),(나)로 표시한 부분에도 설치된다.

따라서, 상기 타이템퍼(500)는 한 쪽 판형프레임(100)에 총 4개, 다른 쪽 판형프레임까지 합치면 총 8개가 구비된다.

여기에서, 상기 타이템퍼(500)는 기존과 달리 외발 흔들형으로 구성되기 때문에 유동폭이 커 넓은 폭에 걸친 자갈 다짐이 가능하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 타이템퍼(500)는 도 3에서와 같이, 템퍼링틀체(300)의 상측에 고정된 작동실리더(510)와, 상기 작동실린더(510)의 작동로드(512) 단부가 힌지고정되는 유도봉(520)과, 상기 유도봉(520)에 고정되고 힌지(532)를 통해 상기 템퍼링틀체(300)의 하측에 힌지고정된 고정블럭(530)과, 상기 고정블럭(530) 상에 링크된 한 쌍의 링크암(540)과, 상기 링크암(540)에 고정된 진동틀(550)과, 상기 진동틀(550) 내부에 고정된 진동자(560)와, 상기 진동틀(550)의 일측 내면에 고정된 템퍼링판(570)을 포함한다.

그리하여, 타이템퍼링이 필요한 지점에 타이템퍼 차량이 도착하면, 승강실린더(400)를 조작하여 템퍼링틀체(300)를 하강시킨다.

그러면, 템퍼링판(570)이 침목을 사이에 두고 최대한 벌려진 상태에서 서로 마주보고 배치된다.

이 상태에서, 진동자(560)를 진동시키면서 작동실린더(510)를 승하강시키게 되면 힌지(532)를 중심으로 유도봉(520)이 시이소운동하게 된다.

그 과정에서 템퍼링판(570)은 다수의 자갈을 안쪽으로 모으면서 떨게 되므로 자갈들이 밀리면서 진동에 의해 침목 하부로 들어가고, 그 과정에서 균일한 배열을 이루게 된다.

특히, 본 발명은 외발 진동형 템퍼링판(570)을 가지고 있고, 힌지(532)가 유도봉(520)의 길이 중심이 아닌 한 쪽으로 치우지게 편심되어 있으므로 작동실린더(510)를 통해 상하 유동시킬 수 있는 폭을 크게 할 수 있어 템퍼링판(570)의 동작범위, 즉 다짐폭을 넓힐 수 있는 특장점이 있다.

이 경우, 상기 힌지(532)가 구비되는 고정블럭(530)은 상기 유도봉(520)에 스플라인(SPL) 결합되게 하여 회전되지 않고 안정적인 고정이 가능하게 하면서 힌지(532)로부터 작동로드(512)까지의 거리를 조절할 수 있도록 위치고정핀(PIN)을 갖추고 유도봉(520)에는 다수의 핀홈(HOM)을 더 형성할 수 있다.

이렇게 하면, 템퍼링판(570)의 다짐폭을 원하는 정도로 가변시킬 수 있어 보다 효율적인 작업이 가능하게 된다.

덧붙여, 상기 템퍼링틀체(300)는 철 프레임으로 구성되는데, 외부에 항상 노출된 상태로 보관되기 때문에 내수성, 방수성, 방습성을 높일 수 있도록 방수코팅액으로 스프레이 코팅됨이 바람직하다.

이를 위한 방수코팅액은 폴리카보네이트수지 100중량부에 대해, 실리콘수지 15중량부, 알킬벤젠술폰산나트륨 50중량부, 테라핀유 5중량부, 중탄산소다 10중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20중량부, 질화붕소 10중량부, 소디움바이카보네이트 30중량부, 메타크레졸 30중량부를 혼합하여 조성된다.

이때, 실리콘수지는 방수성 및 방오성을 강화시키고, 알킬벤젠술폰산나트륨은 내식성 및 내산성을 강화 뿐만 아니라 신축 변화에 따른 슬립성을 증대시켜 윤활특성을 강화시킨다.

그리고, 테라핀유는 광택도를 조절할 뿐만 아니라, 내스티키성을 낮춰 표면 활주성능을 증대시킨다. 아울러, 중탄산소다는 표면 스티키성을 완화시켜 슬립성을 증대시킴으로써 오염방지성을 강화시킨다.

또한, 에틸렌 비닐아세테이트는 내구성 및 내열, 내부식성을 강화시키고, 질화붕소는 내열성을 높이고 방열특성을 증대시켜 봉의 변형을 억제한다.

아울러, 소디움바이카보네이트는 응집반발력을 높여 공극 침투성을 증대시켜 경화시 높은 가교밀도로 인해 부착력 및 고정력을 강화시킨다.

뿐만 아니라, 메타크레졸은 수지 가교시 몰탈과의 엉김력을 증대시켜 앵커링을 확대함으로써 부착강도를 증대시킨다.

이를 통해, 고정안정성과 부착강도를 높이고, 계면에서의 들뜸을 억제하여 장수명화를 달성하고 이를 통해 도막 분리 이탈 파손을 막아 금속의 내부식성을 강화시키게 된다.

나아가, 상기 템퍼링판(570)은 특히 내마모, 내부식성을 높이기 위해 열처리로에 투입된 후 수증기와 수소가스가 6:4의 부피비로 혼합된 혼합가스를 분사하면서 600-650℃까지 가열하고, 노내 온도가 600-650℃에 이르면 혼합가스의 공급을 중단하고 일산화탄소를 공급하면서 그 온도로 1시간동안 유지한 후 노냉하는 방식으로 1차 처리한다.

이렇게 처리하는 이유는 탄화물이 석출되지 않으면서 표면으로부터 5-10㎛ 깊이로 탄소원자간 혼성결합이 일어나게 하여 경도를 급격히 높여 내마모성을 증대시키기 위함이다.

이어, 질소가스 분위기 하에서 850-900℃로 10분간 가열한 후 어닐링하는 방식으로 2차 처리하는데, 이는 침탄된 깊이를 안정적으로 유지하면서 무산화력을 부여하여 산화, 질화되지 않게 함으로써 경도 유지, 내식성 유지를 안정적으로 지속하도록 하기 위함이다.

100: 판형프레임
200: 베이스플레이트
300: 템퍼링틀체
400: 승강실린더
500: 타이템퍼

Claims (2)

1. 서로 간격을 둔 한 쌍의 판형프레임(100); 상기 판형프레임(100)의 선단과 후단 하면에는 각각 고정되어 차륜이 설치되는 구동블럭(110); 상기 판형프레임(100)의 서로 마주보는 면의 선단과 후단 각각에 고정되고 내부가 비어 있는 고정프레임(120); 상기 고정프레임(120)들 사이에 끼워져 판형프레임(100)의 간격을 조절할 수 있는 연결바(130); 상기 고정프레임(120)들의 상단면에 고정된 베이스플레이트(200); 상기 판형프레임(100)의 각 상부에 간격을 두고 구비되는 템퍼링틀체(300); 상기 템퍼링틀체(300)를 상하로 이동시킬 수 있도록 상기 판형프레임(100)의 상면에 서로 간격을 두고 고정된 한 쌍의 안내봉(310); 상기 템퍼링틀체(300)의 양측에 고정되고 상기 안내봉(310)이 끼워지는 안내관(320); 상기 안내봉(310) 한 쌍 사이의 판형프레임(100) 상에 고정된 실린더로드(410); 상기 실린더로드(410)의 상단이 출몰가능하게 조립되고, 상기 템퍼링틀체(300)에 고정되어 상기 템퍼링틀체(300)를 승하강시키는 승강실린더(400); 상기 템퍼링틀체(300)에 고정되는 다수의 타이템퍼(500);를 포함하는 타이템퍼 시스템에 있어서;
   상기 타이템퍼(500)는 템퍼링틀체(300)의 상측에 고정된 작동실리더(510)와, 상기 작동실린더(510)의 작동로드(512) 단부가 힌지고정되는 유도봉(520)과, 상기 유도봉(520)에 고정되고 힌지(532)를 통해 상기 템퍼링틀체(300)의 하측에 힌지고정된 고정블럭(530)과, 상기 고정블럭(530) 상에 링크된 한 쌍의 링크암(540)과, 상기 링크암(540)에 고정된 진동틀(550)과, 상기 진동틀(550) 내부에 고정된 진동자(560)와, 상기 진동틀(550)의 일측 내면에 고정된 템퍼링판(570)을 포함하고;
   상기 템퍼링틀체(300)는 내수, 방수, 방습을 위해 폴리카보네이트수지 100중량부에 대해, 실리콘수지 15중량부, 알킬벤젠술폰산나트륨 50중량부, 테라핀유 5중량부, 중탄산소다 10중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20중량부, 질화붕소 10중량부, 소디움바이카보네이트 30중량부, 메타크레졸 30중량부를 혼합하여 조성된 방수코팅액으로 코팅되며;
   상기 템퍼링판(570)은 내마모, 내부식성을 높이도록 열처리로에 투입된 후 수증기와 수소가스가 6:4의 부피비로 혼합된 혼합가스를 분사하면서 600-650℃까지 가열하고, 노내 온도가 600-650℃에 이르면 혼합가스의 공급을 중단한 다음 일산화탄소를 공급하면서 그 온도로 1시간동안 유지한 후 노냉하며, 질소가스 분위기 하에서 850-900℃로 10분간 가열한 후 어닐링되어 무산화력이 부여된 상태로 사용하는 것을 특징으로 하는 타이템퍼 시스템.
   
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