KR20060036661A - 도상다짐기의 도상다짐공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도상다짐기의 도상다짐공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도상다짐기의 다짐용 왕복운동기구에 결합되는 스페이드와 도상을 다짐하는 다짐면이 구비되고 상기 스페이드에 결합하기 위한 결합홈이 형성된 다짐편을 용접을 통해 결합하고 서로 상이한 두께를 갖도록 상기 결합홈의 일부분이 다른 부분보다 낮은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 도상다짐기의 도상다짐공구에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구는 일단이 축선상으로부터 소정의 각도로 굽어지고 상기 축선상에 거의 수직한 단이진 결합면을 갖고 타단에는 상기 축선상에 동심을 이루는 결합생크가 형성된 스페이드; 및 도상을 다짐하는 평평한 다짐면이 구비되고 상기 다짐면의 반대측에 상기 스페이드 일단의 결합면과 용접되는 결합홈이 형성되며, 상기 결합홈은 일측이 타측보다 낮은 깊이를 갖는 것인 다짐편을 포함하여 구성된다.

철도, 레일, 도상, 다짐기, 템핑, 스페이드, 내구성, 수명

Description

도상다짐기의 도상다짐공구{TAMPING TOOL FOR TEMPING MACHINE}

도 1은 종래의 도상다짐기의 도상다짐공구의 구조 및 작동을 나타낸 측면도이고,

도 2는 종래의 도상다짐공구의 구성을 나타낸 측면도이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐공구를 나타낸 평면도이고,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐공구의 측면도이고,

도 5는 도 3의 C-C선을 따라 절개한 단면을 나타낸 단면도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

30: 도상다짐공구 32: 스페이드

33: 결합생크 34: 연장봉

35: 돌출 37,38: 결합면

40: 다짐편 44,45: 결합홈

42: 다짐면

본 발명은 도상다짐기의 도상다짐공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도상을 다짐하는 다짐편과 도상다짐기의 다짐용 왕복운동기구에 결합되는 스페이드를 용접을 통해 결합하여 다짐편을 스페이드에 확실히 고정시키고 다짐편의 결합홈의 깊이를 다르게 형성함으로써 수명이 현저히 증대되는 도상다짐기의 도상다짐공구에 관한 것이다.

도상은 레일 및 침목으로부터 전달되는 열차하중을 넓게 분산시켜 노반에 전달하고 침목을 소정의 위치에 고정시키는 역할을 하는 궤도재료로서 일반적으로 쇄석, 사리 또는 콘크리트가 사용된다. 이러한 도상은 침목을 소정위치에 고정시키기 위해 수평마찰력, 즉 도상저항이 클 것이 요구되고 동시에 침목을 탄성적으로 지지하여 충격을 완화함으로써 선로의 파손을 줄이고 승차감을 향상시키는 것이 바람직하다.

도상은 침목저면의 압력을 되도록 균등하게 노반에 분포시키기 위해 적절한 도상두께를 가져야 하며, 침목 길이방향으로 도상저항을 확보하기 위하여 침목 끝으로부터 도상어깨까지의 어깨폭이 적절해야 하며, 또한 열차의 진동에 따른 도상붕괴를 방지하도록 적절한 경사를 가질것이 요구된다.

이러한 소정의 요건을 만족시키도록 도상을 다져주기 위해 도상다짐기가 사용된다.

도 1은 종래의 도상다짐기의 도상다짐공구의 구조 및 작동을 나타낸 측면도이고, 도 2는 종래의 도상다짐공구의 구성을 나타낸 측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도상다짐기(1)는 소정의 위치에 힌지고정되는 왕복운동기구(3)를 구비하 며, 왕복운동기구(3)는 소정의 각도범위에서 왕복운동하여 도상다짐공구(10)에 흔들림 운동을 제공한다. 도상다짐공구(10)는 일반적으로 대칭으로 짝을 이루어 왕복운동기구(3)에 설치된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 도상다짐공구(1)는 왕복운동기구(3)에 결합하는 소정의 길이를 갖는 스페이드(12) 및 스페이드(12)의 단부에 부착되어 레일(6)을 지지하는 침목(7)의 양측에서 도상(5)을 타격하는 다짐편(14)으로 구성된다.

도상다짐공구(10)의 스페이드(12)는 직선의 구조로 형성되며, 스페이드(12)는 도상에 일정수준 이상의 하중을 가할 수 있고 반복적인 사용을 견딜 수 있도록 충분한 강도와 인성을 지녀야 한다.

다짐편(14)은 도상(5)과 직접 접촉하는 부분으로서 마모가 급속히 진행되므로 스페이드(12)보다 경도가 큰 재질로 형성되며, 반복적인 교체가 가능하도록 볼트(16) 등을 통해 스페이드(12)에 고정되는 것이 일반적이다.

그러나 직선형의 스페이드(12)로 도상을 다지려면 왕복운동기구(3)의 운동범위가 커질 뿐만 아니라 도상을 다진 후 복귀운동시에 도상(5)에 대한 저항이 커서 복귀운동이 방해받는 단점이 있었다.

또한 도상다짐공구(10)의 다짐편(14)은 도상을 다질때에 접촉면에 매우 큰 압력이 발생하며 이러한 반복적인 하중에 의해 다짐편(14)을 체결한 볼트(16)가 헐거워지게 되고, 그 결과 도상다짐공구(10)의 다짐편(14)이 스페이드(12)에 확고히 고정되지 못하여 볼트(16) 또는 다짐편(14)의 파손이 일어나는 원인이 되었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 굽어진 형상의 스페이드와 다짐편을 용접을 통해 결합시키고 다짐편은 도상과 접촉하는 부분이 두껍게 형성되는 도상다짐기의 도상다짐공구를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 일단이 축선상으로부터 소정의 각도로 굽어지고 상기 축선상에 거의 수직한 단이진 결합면을 갖고 타단에는 상기 축선상에 동심을 이루는 결합생크가 형성된 스페이드 및 도상을 다짐하는 평평한 다짐면이 구비되고 상기 다짐면의 반대측에 상기 스페이드 일단의 결합면과 용접되는 결합홈이 형성되며, 상기 결합홈은 일측이 타측보다 낮은 깊이를 갖는 것인 다짐편을 포함하는 도상다짐기의 도상다짐공구에 의해 달성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 스페이드와 다짐편의 결합은 상기 스페이드의 결합면에 용재를 용융시킨 후 상기 다짐편을 접합시키거나 또는 상기 다짐편의 결합홈에 용재를 용융시킨 후 상기 스페이드의 결합면을 접합시키는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 다짐편은 텅스텐 카바이드와 코발트를 분말야금하여 제조되는 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 스페이드는 크롬과 몰리브덴을 포함하는 구조용 합금강으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 스페이드의 연장봉은 다짐면에 수직한 방 향으로 돌출된 형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구의 평면도이고, 도 5는 도 3의 C-C선을 따라 절개한 단면을 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구(30)는 크게 스페이드(32)와 다짐편(40)으로 구성된다. 스페이드(32)는 도상다짐기의 다짐용 왕복운동기구(미도시)에 결합되는 막대이며, 다짐편(40)은 도상에 직접 접촉하는 것으로서 스페이드(32)의 일단에 결합된다.

스페이드(32)는 일측으로 왕복운동기구에 결합시키기 위해 외경이 감소하도록 테이퍼진 원형봉의 결합생크(33)가 형성되고, 타측으로는 소정의 길이만큼 연장되고 그 단부에 다짐편(40)이 결합하는 연장봉(34)이 형성된다. 연장봉(34)은 다짐편(40)과 결합하는 부분이 상기 결합생크(33)의 중심축선(A)상에서 대략 16ㅀ의 각을 이루도록 굽어져 있다. 도 5의 단면도에서 연장봉(34)은 하중방향에 대한 단면2차모멘트를 크게 하기 위해 상부가 대략 삼각형으로 돌출(35)되도록 형성된다.

연장봉(34)의 단부에는 결합생크(33)의 중심축선(A)과 거의 수직을 이루는 일측으로 결합면(37, 38)이 형성된다. 결합면(37, 38)은 서로 인접하는 제1결합면(37)과 제2결합면(38)으로 이루어지고, 스페이드(32)의 최단부에 위치하는 제1결합면(37)은 제2결합면(38)보다 스페이드(32)의 내측에 형성된다. 스페이드(32)는 일정 수준 이상의 하중과 충격을 견딜 수 있어야 하므로 강도와 인성이 모두 우수한 구조용 합금강으로 형성되며, 특히 크롬과 몰리브덴을 포함하는 구조용 합금강으로 형성된다. 또한 스페이드는 840℃에서 100분간 담금질을 수행하고 550℃에서 200분간 풀림을 수행하여 브리넬 경도(HB)가 320 내지 360이 되도록 한다.

다짐편(40)은 일측으로 도상의 자갈등과 접촉하는 평평한 다짐면(42)이 형성되고, 타측으로는 상기 스페이드(32)의 결합면(37, 38)과 체결되는 결합홈(44, 45)이 형성된다. 결합홈(44, 45)은 스페이드(32)의 제1결합면(37)과 결합되는 제1결합홈(44) 및 제2결합면(38)과 결합하는 제2결합홈(45)으로 이루어지고, 제1결합홈(44)은 제2결합홈(45)보다 깊이가 작다. 따라서 다짐편(40)의 제1결합홈(44)이 형성된 부분의 두께는 제2결합홈(45)이 형성된 부분의 두께보다 더 크다. 다짐편(40)은 도상의 자갈 등과 반복하여 접촉하는 부분으로서 충격에 강하고 마모를 잘 일으키지 않아야 하므로, 경질의 금속으로서 입자의 크기가 약 3.0 내지 4.0마이크로미터인 텅스텐 카바이드 80 내지 90중량% 및 코발트 10 내지 20중량%를, 더 바람직하게는 텅스텐 카바이드 84 내지 86중량% 및 코발트 14 내지 16중량%를 분말야금하여 제조한다. 이렇게 제조한 다짐편은 경도, 항절력 비중 등의 조건을 만족한다.

스페이드(32)와 다짐편(40)은 용접으로 결합된다. 다짐편(40)의 결합홈(44, 45)에 황동심지(미도시)를 용융하여 균일하게 분포시킨 후 스페이드(32) 단부의 결합면(37, 38)을 접합한다. 또는 스페이드(32) 단부의 결합면(37, 38)에 황동심지를 먼저 용융하여 분포시킨 후 다짐편(40)의 결합홈(44, 45)을 접합하는 것도 가능하다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐기의 도상다짐공구의 작용효과에 대하여 상세히 설명한다.

도상다짐공구는 스페이드(32)의 중심축선(A)상에 거의 수직한 다짐면(42)이 도상의 자갈 등에 접촉하며 도상다짐기의 왕복운동기구는 일정한 각도의 범위에서 왕복운동을 한다. 따라서, 스페이드(32)의 일측으로 연장되는 연장봉(34)이 결합생크(33)의 중심축선(A)으로부터 소정의 각을 갖도록 굽어지게 형성함으로써 도상다짐공구(30)의 왕복운동각도를 크게 하지 않더라도 도상을 더욱 내측으로 모아서 다져주게 된다.

또한 연장봉(34)이 다져지게 될 도상을 향하여 내측으로 굽어진 형상이므로 도상을 다지는 경우에는 도상에 대하여 확실히 힘을 전달하게 되고, 반대로 도상을 다진 후에 외측으로 후퇴하는 경우에는 다짐면(42)의 반대측에 위치하는 굽어진 연장봉(34)의 외측이 도상에 접촉하게 되므로 도상에 의한 저항이 감소하게 된다.

또한 도상다짐공구(30)는 끝부분이 도상면을 파고들면서 작동하게 되므로 도상다짐공구의 다짐편(40)은 특히 끝부분이 마모가 심하게 된다. 본 발명의 도상다짐공구는 다짐편(40)의 결합홈(44, 45)을 서로 상이한 깊이로 형성하고 그 결과 마모가 심하게 일어나는 다짐편의 제1결합홈(44)이 형성된 부분이 제2결합홈(45)이 형성된 부분보다 더 두껍게 되므로 다짐편(40)의 수명이 증대된다.

도상다짐공구(30)의 다짐편(40)은 반복적인 충격하중을 받게 되므로, 볼트 등으로 다짐편과 스페이드를 결합하면 볼트 결합이 느슨해질 경우 즉시 다짐편의 파손이 일어나게 된다. 본 발명의 도상다짐공구는 황동심지를 통한 용접으로 다짐편(40)과 스페이드(32)를 결합함으로써 다짐편(40)과 스페이드(32)의 결합이 느슨해지는 것이 근본적으로 방지된다.

스페이드(32)에 작용하는 하중은 대부분이 다짐편(40)의 다짐면(42)에 수직한 횡하중에 의한 굽힘하중이고 동시에 스페이드(32)에 작용하는 굽힘하중은 다짐편(40)에서 멀어질수록 증가하므로 연장봉(34)은 다짐편(40)에서 멀어질수록 단면적이 증가하도록 형성하였고, 단면2차모멘트가 큰 값을 갖도록 연장봉을 위쪽으로 돌출(35)한 형상으로 형성하여 큰 굽힘하중을 견딜 수 있도록 하였다.

본 발명은 연장봉의 단면2차모멘트를 크게 하기 위해 연장봉의 상부가 하부에 비해 상대적으로 더욱 돌출된 형상을 채택하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상부와 하부가 균일하게 돌출된 형상을 갖는 것도 가능하다.

본 발명의 도상다짐공구의 스페이드는 크롬과 몰리브덴을 포함하는 구조용 합금강을 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 크롬만을 포함하는 크롬강 또는 크롬과 니켈을 포함하는 니켈크롬강 또는 크롬과 니켈과 몰리브덴을 모두 포함하는 니켈크롬몰리브덴강을 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 다짐편과 스페이드를 용접에 의해 결합하였으나, 본 발명은 용접을 대신하여 에폭시를 사용하여 다짐편과 스페이드를 접합 하는 것도 가능하다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도상다짐공구에 따르면 도상다짐공구의 스페이드와 다짐편의 결합이 용접에 의해 이루어지므로 다짐편은 스페이드에 대하여 상대운동을 발생하지 않으므로 다짐편의 상대운동에 의해 다짐편의 파손이 야기되는 것을 근본적으로 방지하는 효과가 있다.

또한 도상다짐공구의 다짐편은 마모가 가장 심하게 발생하는 끝부분이 내측부분보다 더 두껍게 형성되므로 다짐편의 수명이 증대되는 효과가 있다.

다짐편과 스페이드의 용접에 의한 접합면이 도상을 다질때에 다짐편에 작용하는 하중의 방향과 수직을 이루기 때문에 작용하는 하중에 의해 용접부위가 취약해지는 것을 방지할 수 있다.

스페이드의 연장봉이 도상을 향해서 굽어진 형상이므로 도상다짐공구의 운동범위가 작아도 도상을 충분히 내측으로 다져줄 수 있고, 굽어진 부분이 도상의 외측으로는 유선형의 구조를 형성하므로 도상다짐공구가 복귀시에도 도상에 의해 복귀운동이 방해받는 것이 최소화된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (5)

1. 일단이 축선상으로부터 소정의 각도로 굽어지고 상기 축선상에 거의 수직한 단이진 결합면을 갖고 타단에는 상기 축선상에 동심을 이루는 결합생크가 형성된 스페이드; 및

   도상을 다짐하는 평평한 다짐면이 구비되고 상기 다짐면의 반대측에 상기 스페이드 일단의 결합면과 용접되는 결합홈이 형성되며, 상기 결합홈은 일측이 타측보다 낮은 깊이를 갖는 것인 다짐편을 포함하는 도상다짐기의 도상다짐공구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이드와 다짐편의 결합은 상기 스페이드의 결합면에 용재를 용융시킨 후 상기 다짐편을 접합시키거나 또는 상기 다짐편의 결합홈에 용재를 용융시킨 후 상기 스페이드의 결합면을 접합시키는 것인 도상다짐기의 도상다짐공구.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다짐편은 텅스텐 카바이드와 코발트를 분말야금하여 제조되는 것인 도상다짐기의 도상다짐공구.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이드는 크롬과 몰리브덴을 포함하는 구조용 합금강으로 이루어지는 것인 도상다짐기의 도상다짐공구.
5. 제 1 항에 있어서, 스페이드의 연장봉은 다짐면에 수직한 방향으로 돌출된 형상인 것인 도상다짐기의 도상다짐공구.

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