KR200402755Y1 - 철도 분기기용 용접 크로싱 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분기기의 크로싱에서 가장 부하를 많이 받는 노즈부의 강도를 고망간강급의 고강도강으로 제작하여 견고함을 유지하도록 함과 동시에 레일 두부 상면 구배를 1:20을 유지하여 차륜에 의한 집중하중을 분산시켜 노즈부를 보호하고 두부 상면 구배를 크로싱 전후단 접합레일과의 구배와 일치시켜 일체형 망간크로싱의 장점을 최대한 살리고, 노즈부를 제외한 나머지 레일류를 조립형으로 대체하는 철도 분기기용 용접 크로싱을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱은 X자 형상으로 배치되는 윙레일과 상기 윙레일의 내측에 배치되는 V자형의 노즈레일로 구성되는 용접 크로싱에 있어서, 상기 노즈레일은 고강도강으로 이루어짐과 동시에 윙레일과의 사이에 노즈레일과 일체화된 간격재와; 상기 노즈레일의 단부에 플래시 버트 용접에 의해 결합되는 짧은 노즈레일로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

철도 분기기용 용접 크로싱{weld crossing for railroad turnout}

본 고안은 철도 분기기용 용접 크로싱에 관한 것으로, 특히 분기기의 크로싱에서 가장 부하를 많이 받는 노즈부를 강도가 높은 고강도강으로 제작하여 견고함을 유지하도록한 철도 분기기용 용접 크로싱에 관한 것이다.

일반적으로 크로싱은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 선로가 두 개의 선로로 분리되어 열차의 주행방향을 전환하는 분기기(100)의 중심부에는 열차의 진행방향 선택에 따라서 차륜이 X형으로 교차 통과하는 부분으로 이루어지고, 이러한 부분을 크로싱(101)이라 하여 기존 직선형의 레일과는 별도로 구성한 상태로 연결하는 것이다.

그런데 상기한 크로싱(101)에 있어서 노즈부분(102)의 첨단부인 크로싱(101) 교점은 그 폭이 좁아 강도가 다른 선로부분에 비하여 많이 부족한 것이 당연하고, 또한 노즈부분에는 양측으로 차륜이 통과하므로 다른 부분의 선로에 비하여 차륜이 통과하는 횟수가 2배에 달하게 된다.

따라서 노즈부분의 피로현상과 마모현상이 매우 극심하여 수명이 매우 짧아지기 때문에 내구성이 특별히 요구되는 부분이다.

상기한 크로싱을 구성하는 종래의 예로는 도 2에 도시된 바와 같이 볼트 체결식 조립 크로싱(110)이 있는데, 레일을 가공하여 크로싱 첨단부를 형성하는 긴노즈레일(112)과 상기 긴노즈레일(112)의 선단부 조금 뒤쪽에 짧은 노즈레일(113)을 삽입한 후, 기존의 윙레일(200, 201)과 볼트로 결합하는 것이다.

상기한 바와 같은 종래의 볼트 체결식 조립 크로싱(110)은 기존의 레일을 가공하여 소재로 사용함으로 고부하가 걸리는 부분인 크로싱 노즈부(111)의 강도가 취약하고 내마모성이 낮은 한계를 가진다.

또한, 볼트와 간격유지용 블록(114)만으로 노즈레일(112, 113) 및 윙레일(200, 201)을 조립하므로 부품 간의 정확한 위치유지와 정밀도가 저하되어 궤도선형을 유지하기가 어려운 것이며, 또한, 기존레일을 절단하여 크로싱이 구성되므로 기존의 일반구간에서 연속되는 선로 상면의 구배(1:40, 1:20)와 이에 따른 수평면상의 높이를 유지하기 어려운 단점이 있다.

그리고 종래의 다른 크로싱 구성 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 크로싱(120)이 있는데, 이는 고망간강을 주조하여 윙레일(200, 201)을 포함한 크로싱(120) 전체를 구성한 후, 그 크로싱(120)에 연장하여 기존 직선형 레일을 연결하여 사용하는 것이다.

상기한 일체형 크로싱(120)의 경우는 강도가 높은 고망간강으로 제조되므로, 견고하며 선로 상면 구배를 유지할 수 있어, 분기기 전구간의 구배유지가 가능한 장점이 있으나, 고망간강이라는 재질의 특성상 전후단에 기존 레일을 용접하여 연결하는 것이 어려우며, 이종재 용접을 위한 매개금속을 사용해야 하기에 이 부분을 용접하여 사용할 경우에는 현장용접이 극도로 제한되는 단점이 있다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 분기기의 크로싱에서 가장 부하를 많이 받는 노즈부의 강도를 고망간강급의 고강도강으로 제작하여 견고함을 유지하도록 함과 동시에 레일 두부 상면 구배를 1:20을 유지하여 차륜에 의한 집중하중을 분산시켜 노즈부를 보호하고 두부 상면 구배를 크로싱 전후단 접합레일과의 구배와 일치시켜 일체형 망간크로싱의 장점을 살리고, 노즈부를 제외한 나머지 레일류를 조립형으로 대체하는 철도 분기기용 용접 크로싱을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱은 X자 형상으로 배치되는 윙레일과 상기 윙레일의 내측에 배치되는 V자형의 노즈레일로 구성되는 용접 크로싱에 있어서, 상기 노즈레일은 고강도강으로 이루어짐과 동시에 윙레일과의 사이에 노즈레일과 일체화 된 간격재와; 상기 노즈레일의 단부에 플래시 버트 용접에 의해 결합되는 짧은 노즈레일로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱을 도시한 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이며, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도이며, 도 7은 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱의 노즈레일을 도시한 평면도이며, 도 8은 도 7의 A-A선 단면도이며, 도 9는 도 7의 B-B선 단면도이며, 도 10은 도 7의 C-C선 단면도이며, 도 11은 도 7의 D-D선 단면도이며, 도 12는 도 7의 E-E선 단면도이며, 도 13은 도 7의 F-F선 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱은 X자 형상으로 배치되는 윙레일(10)과 상기 윙레일(10)의 내측에 배치되는 V자형의 노즈레일(20)로 구성되는 용접 크로싱에 있어서,

상기 노즈레일(20)은 고강도강으로 이루어짐과 동시에 윙레일(10)과의 사이에 노즈레일과 일체화 된 간격재(30)와; 상기 노즈레일(20)의 단부에 플래시 버트 용접에 의해 결합되는 짧은 노즈레일(40)로 구성된다.

즉, 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱은 일체형 망간크로싱의 특징으로 대표되는 강인성과 내구성을 볼 때 크로싱에서 가장 부하를 많이 받는 노즈부를 강도가 높은 고강도강으로 제작하여 견고함을 유지하고 레일조립식 크로싱 보다 내구성을 향상시킨 점을 본 고안의 기술적 사상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 간격재(30)는 전체적으로 크로싱(50) 교차점으로부터 후단까지 윙레일(10)과 맞닿는 부위에 윙레일(10) 복부면과 동일형상을 가지며 밀착 결합되도록 다수개가 형성된 구조이다.

그리고, 상기 윙레일(10)과 조립되는 노즈레일(20)에 간격재(34)가 일체로 주조된 구조이다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 레일 조립식 크로싱은 레일과 레일을 결합함에 있어 간격재가 분리된 구조를 갖지만, 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱에서는 간격재(30)의 일체화로 레일의 상, 하수부 및 피쉬면에 밀착되어 강한 결합력이 발생되어 연결볼트에 전달되는 축력을 감쇠시키며, 또한, 간격재(30)의 일체화에 따른 유지보수가 용이하며, 노즈부와 윙레일(10)간의 정밀한 간격유지가 가능한 작용효과가 있다.

한편, 상기 노즈레일(20)의 두부상면 구배는 1/20에서 1/40으로 서서히 변화되도록 형성시켜 크로싱(50)내 두부 상면구배가 형성되고, 크로싱(50) 후단 용접부에서는 일반레일 형상과 동일하게 형성된 구조이다.

따라서, 상기한 바와 같은 노즈레일(20)의 두부상면 구배를 1:20을 유지하여 차륜에 의한 집중하중을 분산시켜 노즈부를 보호하고 끝단면 두부상면 구배를 1:40으로 변화시켜 크로싱(50) 전후단 접합레일과의 구배를 일치시킴으로써, 레일간의 단차가 발생되지 않아 이음부의 수명을 연장할 수 있으며, 소음이 상당부분 감쇄되는 이점이 있다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱 제조방법은 X자 형상으로 배치되는 윙레일(10)과 상기 윙레일(10)의 내측에 배치되는 V자형의 노즈레일(20)로 구성되는 용접 크로싱 제조방법에 있어서, 상기 노즈레일(20)을 고강도강으로 제작함과 동시에 윙레일(10) 사이에 협지되는 간격재(30)을 주조 일체형으로 제조하고, 상기 노즈레일(20)의 단부에 짧은 노즈레일(40)을 플래시 버트 용접으로 연결하여 제조함을 특징으로 한다.

즉, 플래시 버트 용접에 의한 크로싱(50)내 이음매부를 제거하여 차량의 승차감 향상 및 크로싱(50)의 수명이 향상되는 작용효과가 있다.

또한, 크로싱(50)의 이론교점에서의 전후단 길이가 기존과 동일하며, 크로싱의 현장용접을 가능케 한 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 고안은 크로싱에서 가장 부하를 많이 받는 노즈부를 강도가 높은 고강도강으로 제작함으로써, 노즈부의 높은 강인성과 내마모도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 고안은 레일두부 상면의 구배를 1:20을 유지하여 차륜에 의한 집중하중을 분산시켜 노즈부를 보호하고, 두부상면의 구배를 1:40으로 변화시켜 크로싱 전후단 접합레일과의 구배가 일치되는 효과가 있다.

셋째, 본 고안은 노즈부의 윙레일의 간격유지용 블록을 노즈부와 일체형으로 주조하여 레일과 결합함으로써, 레일의 상, 하수부 및 피쉬면에 밀착되어 강한 결합력을 발생하는 효과가 있다.

넷째, 본 고안은 간격유지용 블록의 일체화에 따른 유지보수가 용이하며, 연결볼트에 미치는 열차의 축력을 감쇠시키며, 또한 노즈부와 윙레일의 정밀한 간격유지가 가능한 장점이 있다.

다섯째, 본 고안은 플래시 용접(Flash Butt Welding)을 통한 크로싱내의 이음매부를 제거함으로써, 차량의 승차감을 향상시킬 뿐만 아니라 크로싱의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

여섯째, 본 고안은 크로싱의 이론교점에서의 전후단 길이가 기존과 동일할 뿐만 아니라 크로싱과 레일의 연결시 현장에서 용접이 가능한 장점이 있다.

도 1은 열차 선로에서 크로싱이 설치되는 부위를 도시한 평면도,

도 2는 종래 철도 분기기용 크로싱을 도시한 평면도1,

도 3은 종래 철도 분기기용 크로싱을 도시한 평면도2,

도 4는 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱을 도시한 평면도,

도 5는 도 4의 A-A선 단면도,

도 6은 도 4의 B-B선 단면도,

도 7은 본 고안에 따른 철도 분기기용 용접 크로싱의 노즈레일을 도시한 평면도,

도 8은 도 7의 A-A선 단면도,

도 9는 도 7의 B-B선 단면도,

도 10은 도 7의 C-C선 단면도,

도 11은 도 7의 D-D선 단면도,

도 12는 도 7의 E-E선 단면도,

도 13은 도 7의 F-F선 단면도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 윙레일 20: 노즈레일

30: 간격재 40: 짧은 노즈레일

50: 크로싱

Claims (3)

1. X자 형상으로 배치되는 윙레일(10)과 상기 윙레일(10)의 내측에 배치되는 V자형의 노즈레일(20)로 구성되는 용접 크로싱에 있어서,

   상기 노즈레일(20)은 고강도강으로 이루어짐과 동시에 윙레일(10)과의 사이에 노즈레일과 일체화 된 간격재(30)와; 상기 노즈레일(20)의 단부에 플래시 버트 용접에 의해 결합되는 짧은 노즈레일(40)로 구성됨을 특징으로 하는 철도 분기기용 용접 크로싱.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 간격재(30)은 노즈레일과 일체형으로 주조되어 크로싱 교차점으로부터 후단까지 윙레일과 맞닿는 부위의 윙레일 복부면과 동일형상을 가지며 밀착 결합되도록 다수개가 형성됨을 특징으로 하는 철도 분기기용 용접 크로싱.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 노즈레일(20)의 두부상면 구배는 1/20에서 크로싱 끝단에 연결되는 레일과 동일구배를 형성하도록 형성시켜 크로싱내 두부 상면구배가 형성됨을 특징으로 하는 철도 분기기용 용접 크로싱.