KR20030023537A - 집중 완충 커플링의 커플링 헤드용 전기 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그 하나 이상의 가열 요소(3)가 커플링 헤드(1)의 리세스 내에 삽입되어 바깥쪽으로 차폐되는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치에 관한 것이다. 가열 요소(3)로부터 커플링 헤드(1)로의 열 전달을 개선하고 가열 요소(3)의 조립 및 분해 비용을 감소시키기 위해, 리세스는 가열 요소(3)의 횡단면에 꼭 들어맞게 형성되고, 리세스는 단부 측으로 그것을 폐쇄시키는 것을 포함한 리세스의 마감 처리 후에 가열 요소(3)가 리세스 내로 삽입되어 커플링 헤드(1)에 분리가 가능하게 고정될 수 있도록 구성된다.

Description

집중 완충 커플링의 커플링 헤드용 전기 가열 장치{ELECTRIC HEATING DEVICE FOR COUPLING HEAD OF CENTRAL BUFFER COUPLING}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 집중 완충 커플링(central buffer coupling)의 커플링 헤드용 전기 가열 장치에 관한 것이다.

ET 420 제품 계열의 S-레일 동력차에는 집중 완충 커플링이 사용되는데, 그러한 집중 완충 커플링에서는 센터링 핀 및 진입 제어기의 구역에 있는 커플링 헤드의 완충 면에 대략 반원형의 홈이 마련되고, 그 홈 내에는 전기 가열 요소가 삽입된다. 그러한 가열 요소는 동절기에 단부 면 및 커플링 기구를 빙설로부터 보호하여 커플링 기능이 보장되도록 한다. 홈은 완충 면의 일부를 형성하는 경납(hard solder)에 의해 바깥쪽으로 폐쇄된다. 그러한 경납으로서는 낮은 온도에서 용융되는 경납, 예컨대 은납만이 사용되는데, 그것은 가공 온도가 높을 경우에 가열 요소가 손상될 위험이 있기 때문이다. 융점이 낮은 연납을 사용하는 것은 요구되는 가열 출력에서 연납이 융점에 도달될 수 있기 때문에 부적절한 것으로 밝혀졌다. 가열 요소를 납땜할 경우에는 국부적으로 과열이 일어나고, 그로 인해 가열 요소가 제 기능을 발휘하기도 전에 손상되어 버릴 위험이 항상 존재한다. 충전 재료 중에 공극을 수반함이 없이 가열 요소를 납땜하는 것도 상당한 비용을 들여야만 보장된다. 회피하려고 하는 공극에서는 한편으로 가열 요소의 국부적인 과열이 발생될 수 있고, 다른 한편으로 운전 중에 습기가 침투하여 부식을 일으킬 수 있다.

또한, 단부 플레이트에 있는 가열 요소 삽입용 홈을 용접 또는 납땜된 커버 플레이트에 의해 바깥쪽으로 폐쇄시키는 것이 공지되어 있다. 용접 또는 납땜 시에 열 공급이 증대됨으로 인해, 혹시 있을 수도 있는 시간 지연 또는 커버 플레이트 및 단부 플레이트의 재료 특성의 변질에 관해 주의하고 고려해야만 한다. 홈은 조립상의 이유로 가열 요소의 직경보다 상당히 더 크게 제작되기 때문에, 가열 요소가 홈의 내 측면에 불확실하게 접촉되고, 그로 인해 축열 및 과열이 유발되어 가열 요소의 파괴를 가져오는 결과를 낳는다. 삽입된 가열 요소가 용접/납땜 공정 그 자체로 인해 손상될 수 있는 이외에도, 가열 요소의 공극에서는 습기의 침투 및 그로 인한 가열 요소의 손상이라는 위험이 항상 도사리고 있다.

DE 296 111 48로부터는, 외부 커버를 형성하고 충전되었을 때에 유동성 단성분 재료였다가 실온에서 대기 수분의 작용 하에 습윤되어 경화되는 실리콘 재료에 의해 그 가열 요소를 홈 내에 충전시킨 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치가 공지되어 있다. 종래에 입수되어 사용되던 그러한 탄성 그라우트 혼합물은 전도성이 상대적으로 열악하고(λ= 0.21 W/(m×K) 내열성이 떨어짐에 기인하여 가열 요소의 과열을 유발하고, 그로 인해 그라우트 혼합물의 파괴 및 그에 따른 가열 요소의 파괴가 일어나게 된다. 그러한 그라우트 혼합물의 표면 강도가 낮을 경우에는 외래 물질이 침투하여 가열 요소를 기계적으로 손상시킬 위험도 있다.

또한, 전술된 구조 유형에서는 통상 코일 관을 사용하는 가열 요소에 결함이 있을 때에 그것을 교환하는 것은 복잡하게 제조 공장에서 납땜 이음매 또는 그라우트 혼합물을 분리시켜야만 가능하다는 단점이 있다. 결함이 있는 가열 요소를 교환한 후에도 사용되는 시스템을 많은 비용을 들여 새로운 납땜/용접 또는 그라우팅에 의해 다시 제조해야만 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 가열 요소로부터 커플링 헤드로의 열 전달이 개선되고 가열 요소의 조립 비용 및 분해 비용이 감소되도록 집중 완충 커플링의 커플링 헤드용 전기 가열 장치를 구성하는 것이다.

도 1은 가열 요소가 장착된 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치 및 그와 같이 장착하는데 제공되는 가열 요소의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 커플링 헤드2 : 단부 시트

3 : 가열 요소4 : 유지 플레이트

5 : 고정 수단

그러한 목적은 청구항 1에 특징지워진 가열 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 부가의 구성은 종속 청구항들에 개시되어 있다.

리세스를 가열 요소의 횡단면에 꼭 들어맞게 맞춰서 형성함으로써, 커플링헤드로의 신속하고도 균일한 열 반입이 보장되게 된다. 또한, 단부 측 커버를 포함한 커플링 헤드를 기계적으로 마감 처리한 후에 가열 요소를 리세스 내에 삽입함으로써, 그 공급 라인을 포함한 가열 요소가 손상될 위험이 현격히 감소되게 된다. 청구 범위에 청구된 바와 같이 분리가 가능하게 고정시키는 것은 가열 요소의 간단한 조립 및 분해를 보장해준다.

청구항 2에 따른 리세스의 구성은 종래의 바람직한 제조 기술에 의거한 본 발명의 바람직한 실시 양태이다.

청구항 3에 따른 리세스의 구성은 선택적인 실시 양태이다.

청구항 4 및 청구항 5에 따른 특징에 의하면, 한편으로는 위치 설정이 양호해지고, 다른 한편으로는 커플링 헤드의 단부 면으로의 신속한 열 반입을 보장하는 바람직한 기하학적 구성이 제공되게 된다.

청구항 6에 따른 특징에 의하면, 커플링 헤드를 기계적으로 마감 처리한 후에 가열 요소를 커플링 헤드 내에 간단히 삽입하는 것이 수월해지게 된다.

청구항 7, 청구항 8, 및 청구항 9에 따른 특징에 의하면, 커플링 헤드, 특히 단부 패널로의 신속하고도 균일한 열 반입 및 분배가 개선되어 제빙 시간이 감소되게 된다.

청구항 10에 따른 바와 같이 가열 요소를 커플링 헤드에 고정시키는 분리식 고정 수단을 사용하면, 조립 및 분해가 신속해짐으로써 결함이 있는 가열 요소를 원활하게 장착, 분해, 및 교환하는 것이 보장되고, 그에 의해 가열 요소의 교환 시에 차량의 정차 시간도 더욱 짧아지게 된다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조로 한 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 집중 완충 커플링의 커플링 헤드(1)에는 그 단부 플레이트에 홈의 형태의 리세스가 배치된다. 그러한 홈은 각종의 정향 및 간격 치수로 단부 플레이트에 마련되고, 단부 플레이트의 체결 평면에서 단부 시트(2)에 의해 전방으로 차폐될 수 있거나 차폐된다. 단부 시트(2)는 그에 꼭 맞는 오목부 내에 삽입되어 바람직하게는 경납땜에 의해 단부 플레이트에 결합된다. 그와 같이 하여 생성되는 리세스/홈은 가열 요소(3)를 수납하는데 제공되고, 그 횡단면 치수에 있어서 가열 요소(3)와 서로 꼭 들어맞게 맞춰진다. 각각의 가열 요소(3)는 삽입된 후에 유지 플레이트(4)를 매개로 하여 분리식 고정 수단(5)에 의해 커플링 헤드(1)에 고정될 수 있고, 그럼으로써 조립 및 분해될 수 있다. 중요한 것은 단부 시트(2)가 커플링 헤드에 끼워 넣어진 후에야 비로소 민감한 가열 요소(3)가 삽입될 수 있고, 그에 의해 집중 완충 커플링의 제조 공정에 사용되는 가열 요소(3) 및 그 공급 라인이 손상될 위험이 현격히 감소된다는데 있다.

전술된 바와 같이, 리세스는 끼워 넣어진 단부 시트(2)에 의해 전방으로 차폐되는 홈으로서 단부 패널에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 리세스는 구멍으로서 형성될 수도 있고, 그럼으로써 단부 판(2)을 끼어 넣은 것이 생략되기는 하지만, 경화 강 및 정련 강에 구멍을 뚫고 칩을 반출할 때에 적지 않은 문제점을 해결해야만 한다.

리세스/홈/구멍은 선형으로 형성되어 커플링 헤드(1)의 단부 플레이트와 대략 평행하게 정향되는 것이 바람직하다.

리세스/홈/구멍은 커플링 헤드(1), 특히 단부 플레이트의 에지로부터 내부 쪽으로 연장된다.

하나 이상씩의 리세스/홈/구멍이 단부 플레이트의 좌측 및 우측 에지로부터 내부 쪽으로 연장되고, 그 리세스/홈/구멍 내에 하나씩의 가열 요소(부분 가열 요소)(3)가 삽입되어 커플링 헤드(1)에 분리가 가능하게 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 하나씩의 가열 요소(부분 가열 요소)(3)를 수납하는 2개씩의 리세스/홈/구멍이 단부 플레이트의 좌측 및 우측 에지로부터 내부 쪽으로 배치된다. 그 경우, 각각의 측의 하나의 리세스/홈/구멍은 단부 플레이트를 관통하는 예컨대 센터링 장치, 센터링 요소, 로킹 부재, 커플링 아이, 진입 호퍼/진입 개구부 등과 같은 커플링 기구의 위쪽에, 다른 하나의 리세스/홈/구멍은 그러한 커플링 기구의 아래쪽에 배치된다.

가열 요소(부분 가열 요소)(3)로서는 막대형의 고출력 카트리지가 사용되는 것이 바람직하다.

현재의 선행 기술에 따르면, 각종의 형태의 종래의 코일 관 가열 요소가 상이한 길이 및 치수로 홈 내에 삽입되는데, 그 경우에 홈은 통상 적어도 그 일부가 비선형으로 구성된다. 홈의 폭은 코일 관 가열 요소를 구부릴 때의 치수 공차 때문에 가열 요소의 폭의 대략 2배로 형성된다. 이제는 리세스/홈/구멍의 직경을 서로 꼭 들어맞게 맞춰지는 것으로 사용함으로써, 가열 요소가 리세스/홈/구멍 내에 불확실하게, 그리고 지지됨이 없이 접촉되는 것과 열 전도도가 국부적으로 서로크게 차이가 나는 것이 방지되게 된다. 가열 요소 및 그를 수납하는 리세스/홈/구멍을 선형으로 형성하는 것은 커플링 헤드를 기계적으로 마감 처리한 후에 가열 요소를 삽입하는 것을 용이하게 해준다. 가열 요소(3)를 분리가 가능하게 고정되도록 조치함으로써, 신속한 조립 및 분해가 가능하게 된다.

본 발명에 따른 집중 완충 커플링의 커플링 헤드용 전기 가열 장치에서는 리세스를 가열 요소의 횡단면에 꼭 들어맞게 맞춰서 형성함으로써, 커플링 헤드로의 신속하고도 균일한 열 반입이 보장되게 된다. 또한, 단부 측 커버를 포함한 커플링 헤드를 기계적으로 마감 처리한 후에 가열 요소를 리세스 내에 삽입함으로써, 그 공급 라인을 포함한 가열 요소가 손상될 위험이 현격히 감소되게 된다. 아울러, 가열 요소가 분리가 가능하게 고정되도록 조치하는 것은 가열 요소의 간단한 조립 및 분해를 보장해준다.

Claims (10)

1. 그 하나 이상의 가열 요소(3)가 커플링 헤드(1)의 리세스 내에 삽입되어 바깥쪽으로 차폐되는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치로서,

   리세스는 가열 요소(3)의 횡단면에 꼭 들어맞게 형성되고, 리세스는 단부 측으로 그것을 폐쇄시키는 것을 포함한 리세스의 마감 처리 후에 가열 요소(3)가 리세스 내로 삽입되어 커플링 헤드(1)에 분리가 가능하게 고정될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 가열 요소(3)용 리세스는 단부 시트(2)에 의해 바깥쪽으로 차폐되는 홈으로서 단부 플레이트에 형성되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 가열 요소(3)용 리세스는 구멍으로서 커플링 헤드(1) 또는 단부 플레이트에 형성되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 리세스/홈/구멍은 커플링 헤드(1)의 단부 플레이트와 대략 평행하게 정향되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 가열 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 리세스/홈/구멍은 선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 리세스/홈/구멍은 커플링 헤드(1)의 에지로부터 내부 쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 단부 플레이트의 좌측 및 우측 에지로부터 하나씩의 리세스/홈/구멍이 내부 쪽으로 배치되고, 그 리세스/홈/구멍 내에 하나씩의 가열 요소(부분 가열 요소)(3)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
8. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 4 항에 있어서, 단부 플레이트의 좌측 및 우측 에지로부터 2개씩의 리세스/홈/구멍이 내부 쪽으로 배치되고, 그 리세스/홈/구멍 내에 하나씩의 가열 요소(부분 가열 요소)(3)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 각각의 측의 하나의 리세스/홈/구멍은 단부 플레이트를 관통하는 센터링 장치, 센터링 요소, 로킹 부재, 커플링 아이, 진입 호퍼/진입 개구부 등과 같은 커플링 기구의 위쪽에, 다른 하나의 리세스/홈/구멍은 그러한 커플링 기구의 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.
10. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 가열 요소(부분 가열 요소)(3)는 유지 플레이트(4)에 의해 커플링 헤드(1)에 분리가 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 집중 완충 커플링용 전기 가열 장치.