KR20080045121A

KR20080045121A - 범용 브레이크 조립체

Info

Publication number: KR20080045121A
Application number: KR1020087002402A
Authority: KR
Inventors: 마이클 이. 링
Original assignee: 왑텍 홀딩 코포레이션
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-05-22
Also published as: AU2006269514A1; WO2007008512A1; AU2006269514B2; US7931130B2; CA2615736C; MX2007016490A; US20070023241A1; GB0724544D0; CA2615736A1; GB2441274B; GB2441274A; RU2008104423A; RU2406633C2

Abstract

철도 차량 브레이크 시스템을 위한 브레이크 액추에이터 조립체(40)는 브레이크 액추에이터 조립체를 브레이크 시스템의 강성 구조에 부착시키기 위하여 채용된 마운팅 부재(80) 및 컨트롤 링크장치에 연결된 푸시 로드 부재(32)에 직접적으로 그리고 밀봉가능하게 부착되는 가요성 탄성 부재(50)를 포함한다. 브레이크 액추에이터 조립체는 가요성 탄성 부재의 팽창 및 철도 차량 브레이크 시스템의 일련의 제동 동작을 시작하게 할 수 있도록 압력 상태에서 유체 소스와 연결되어 있다. 본 발명의 브레이크 액추에이터 조립체는 경 하중 조건 하에서 특히 바람직한, 시각적으로 확인가능한 동작 길이 표시기를 포함하여 브레이크 슈 힘 컨트롤을 개선하는 것을 가능하게 한다. 실린더 타입의 액추에이터를 채용하고 있는 현재 사용되고 있는 브레이크 조립체는 본 발명의 브레이크 액추에이터 조립체에 의해 갱신될 수 있다.

Description

범용 브레이크 조립체{UNIVERSAL BRAKE ASSEMBLY}

본 발명은, 일반적으로는 철도 차량 브레이크 조립체에서 사용되는 브레이크 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 본 발명은 철도 차량 브레이크 조립체에서 일련의 제동 동작을 일으키도록 공기 브레이크 액추에이터를 사용하는 브레이크 장치에 관한 것이고, 더욱더 상세하게는, 본 발명은 대차 장착용 브레이크 조립체들에 관한 것이다.

철도 산업 분야에서 널리 알려진 바와 같이, 대차 장착용 브레이크 시스템(truck mounted brake system)은 철도 차량을 정지시키기 위하여 철도 차량 차륜들에 브레이크 슈들을 접촉시키는 작용을 하는 링크장치와 레버들 그리고 힘 전달 부재를 포함한다. 공기 브레이크 액추에이터는 이러한 일련의 힘 전달 부재, 레버들 및 링크장치를 동작시켜 철도 차량의 대차 조립체에 장착된 철도 차량을 제동시킬 수 있도록 브레이크 시스템에 제공되는 것이 일반적이다.

전통적인 공기 브레이크 액추에이터는 일반적으로 공기압이 작용할 때 원통형 부재 내에서 전방 방향으로 움직이는 에어 실린더 피스톤을 포함한다. 피스톤의 제 1 단부에 또는 그 부근에 시일 및/또는 다이아프램(seal and/or diaphragm)이 제공된다. 이러한 시일 및/또는 다이아프램은 원통형 부재의 일측 단부에 기밀 의 챔버를 제공하기 위하여 원통형 부재의 내측 표면에 접촉하고, 피스톤의 제 1 단부에 적용되는 공기압에 의해 피스톤이 전방 이동된다.

피스톤 로드는 피스톤의 제 2 단부에 부착되고, 피스톤의 움직임에 따라 움직인다. 피스톤 로드의 대향 단부는 푸시 로드의 단부에 연결되고, 푸시 로드는 실린더 힘 전달 레버에 연결된다. 이러한 실린더 힘 전달 레버는 일련의 힘 전달 부재 및 링크장치를 통해 연결되어, 일련의 제동 동작을 일으키고 브레이크 슈가 차륜에 작용하도록 한다.

공지된 바와 같이, 이들은 피스톤 베일(piston bail) 및 변위(misalignment)를 공기의 누설없이 수용할 능력이 없기 때문에, 원통형 부재 내부에 시일 및/또는 다이아프램을 보유하여 공기 누설이 일어나지 않고 피스톤에 의해 인가된 힘 및/또는 운동을 컨트롤하는데 어려움이 발생하지 않도록 보증하는 것이 필요한데, 이것이 공기 브레이크 실린더의 가장 큰 단점이다.

본 발명은 브레이크 액추에이터 조립체를 제 2 컨트롤 링크장치에 연결하는 제 1 강성 부재를 포함하는 범용 브레이크 액추에이터 조립체를 제공한다. 제 2 강성 부재는 제 1 강성 부재로부터 이격되어, 브레이크 액추에이터 조립체를 브레이크 빔 및 제 2 힘 전달 부재 중 적어도 어느 하나에 고정한다. 가요성 탄성 부재는 밀봉된 유체 챔버를 형성하도록 제 2 부재 및 제 1 부재에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착되며 그 사이에서 연장된다. 제 1 유지 부재는, 가요성 탄성 슬리브의 제 1 단부를 제 1 부재의 소정 부분(predetermined portion)에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키기 위하여 제공된다. 제 2 유지 부재는, 가요성 탄성 부재의 제 2 단부를 제 2 부재의 소정 부분에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키기 위하여 제공된다. 제 1 부재 및 제 2 부재 중 어느 하나에 배치되며 압력 상태에서 유체 소스와 유체 연통하고 유체 챔버와 연통되는 수단을 포함한다. 압력 상태에서 유체의 공급은 챔버를 팽창시켜 제 1 부재를 제 2 부재로부터 멀어지는 방향으로 길이 방향으로 이동시키고, 압력 상태에서 유체의 제거는 챔버를 수축시켜 제 1 부재를 제 2 부재를 향하는 방향으로 길이 방향으로 이동시킨다. 가요성 탄성 슬리브의 선택적인 팽창 및 수축은 브레이크 액추에이터 조립체의 상반 동작(reciprocal movement)이 컨트롤 링크장치 및 힘 전달 부재를 이동시킬 수 있도록 하여 브레이크 슈를 작용 및 해제되도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 제 1 개방 단부 및 축 방향으로 반대편으로 위치하는 제 2 개방 단부를 구비하고 소정의 형상 및 소정의 길이를 갖는 가요성 탄성 부재를 포함하는 브레이크 액추에이터 조립체가 제공된다. 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재는 가요성 탄성 부재의 제 1 개방 단부와 결합되는 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분을 구비한다. 제 1 유지 수단이 제공되어, 가요성 탄성 부재의 제 1 개방 단부를 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재의 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분에 직접적으로 그리고 밀봉가능하게 부착시킨다. 철도 차량 브레이크 조립체의 컨트롤 링크장치와의 고정을 위해 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 방사상으로 대향되는 제 2 단부에 연결되는 수단이 제공된다. 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재는 가요성 탄성 부재의 제 2 개방 단부와 결합되는 제 1 실질적으로 평편한 표면 부분을 구비한다. 제 2 의 유지 부재가 제공되어, 가요성 탄성 슬리브의 제 2 개방 단부를 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재의 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분에 직접적으로 그리고 밀동되게 부착시킨다. 안내 수단은 가요성 탄성 부재의 상반 동작(reciprocal movement)을 안내하고 조정하기 위하여 제 1 및 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재 각각 중 적어도 어느 하나의 제 1 의 평편한 표면 부분 중 적어도 하나에 실질적으로 수직으로 그리고 제 1 외측 에지 부근에 밀접하게 배치되어 연결된다. 고정 수단은 브레이크 액추에이터 조립체를 강성 구조에 고정하기 위하여 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재에 연결된다. 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재와 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재 중 적어도 어느 하나에 배치되어, 밀봉 부착된 가요성 탄성 부재에 의해 형성되는 유체 챔버와 연통되고 압력 상태에서 유체 소스와 유체 연통되는 수단이 제공된다. 압력 상태에서의 유체의 공급은 챔버를 팽창시켜 제 1 부재를 제 2 부재로부터 멀어지는 방향으로 길이 방향으로 이동시키고, 압력 상태에서의 유체의 제거는 챔버를 수축시켜 제 1 부재를 제 2 부재를 향한 방향으로 길이 방향으로 이동시킨다. 가요성 탄성 슬리브의 선택적인 팽창 및 수축은 브레이크 액추에이터 조립체의 상반 동작이 컨트롤 링크장치 및 힘 전달 부재를 이동시킬 수 있도록 하여 브레이크 슈가 작동 및 해제되도록 한다.

본 발명의 목적

본 발명의 목적은 브레이트 슈를 컨트롤하는 힘이 향상된, 철도 차량 브레이크 시스템을 위한 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 경량 조건 동안 공기 스프링 액추에이터 푸시로드에 인가되는 압력 량을 감소시킬 수 있는 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명은 또 다른 목적은 상기 시스템의 밀봉 상태를 유지하기 위해 필요한 노력을 감소시킬 수 있는 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 경제적으로 바람직한 대안을 현재 사용되는 시일/다이아프램 시스템에 제공할 수 있는 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 브레이크 작동 동안 브레이크 슈에 의해 작용하는 힘을 결정하기 위하여 그 동작 길이를 시각적으로 결정할 수 있도록 제공된 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 과압을 방지하고 이에 따라 가요성 탄성 부재의 손상을 방지할 수 있도록 포지티브 스톱(positive stop)을 갖는 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다

본 발명의 또 다른 목적은 기존 응용장치에서 쉽게 새로 설치될 수 있는 브레이크 액추에이터 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 여러 목적과 장점은 아래에서 더욱 상세하게 설명되지만, 본 발명의 브레이크 실린더의 여러 부가적인 목적 및 장점들을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자들은 아래의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이며, 특히, 상세한 설명은 첨부된 도면과 첨부된 청구항과 함께 연결함으로써 이를 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 범용 브레이크 조립체의 바람직한 실시예를 포함하는 철도 차량의 대차 장착용 브레이크 장치를 보여주는 사시도이고;

도 2 는 본 발명의 브레이크 액추에이터 조립체를 보여주는 철도 차량 대차 장착용 브레이크 장치의 부분 사시도이며;

도 3 은 상기 브레이크 액추에이터 조립체의 분해 사시도이고;

도 4 는 밀봉되게 고정된 가요성 탄성 부재의 실시예를 설명하기 위한, 도 2 의 4-4선에 따른 브레이크 액추에이터 조립체의 부분단면도이며;

도 5 는 밀봉되게 고정된 가요성 탄성 부재의 다른 실시예를 설명하기 위한, 브레이크 액추에이터 조립체의 부분 단면도이다.

본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 대차 장착용 브레이크 시스템(truck mounted braking system) 및 그것의 작용에 대한 설명이 본 발명을 이해하는데 도움이 될 것이다. 또한, 명확성을 위하여, 첨부 도면에서 보여지는 여러 그림에서, 동일한 기능을 갖는 동일 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용된다.

도 1 을 참조하면, 도면 부호 10으로 표시되는 철도 차량(미도시)용 대차 장착용 브레이크 조립체의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이 브레이크 조립체(10)는 브레이크 빔들(도면 부호 2와 3으로 표시됨)을 포함하는데, 이것들은 실질적으로 동일하다. 브레이크 빔(2, 3; brake beam) 각각은 압축 부재(4; compression member), 인장 부재(6; tension member) 및 스트럿 부재(8;strut member)를 포함한다. 압축 부재(4) 및 인장 부재(6)의 대향 단부들은 압축 부재(4) 및 인장 부재(6)의 대향 단부의 외측 부분(segment)을 따라 바람직하게는 용접에 의해 영구적으로 서로 연결된다.

그 대향 단부들 사이의 실질적인 중간 위치에, 각 브레이크 빔들(2, 3)의 압축 부재(4) 및 인장 부재(6)는 그들 사이에서 스트럿 부재(8)의 연결을 허용할 만큼 충분히 이격되어 있다. 브레이크 빔(2,3)의 각 외측 단부 부분(segment)에는 브레이크 헤드(12)가 장착된다.

한 쌍의 힘 전달 레버(14, 16; force-transfer lever)는 각 브레이크 빔(2, 3)의 스트럿 부재(8)에 핀들(18)에 의해 피봇가능하게 연결된다. 각 힘 전달 레버(14, 16)의 일측 단부는 힘 전달 부재(28; force-transmitting member)에 의해 서로 연결되는데, 이것은 슬랙 조절기 기구(slack adjuster device)의 형태로 형성된다. 힘 전달 레버(16)의 대향 단부(36)는 힘 전달 부재 또는 리턴 푸시 로드 조립체(32)를 매개로 그리고 커넥팅 수단(31)에 의해 브레이크 액추에이터 조립체(도면 부호 40으로 표시됨)에 연결된다.

브레이크 액추에이터 조립체(40)는 가요성 탄성 부재(flexible elastomeric member; 도면 부호 50으로 표시됨), 제 1 강성 부재(first rigid member; 도면 부호 60으로 표시됨), 제 2 강성 부재(second rigid member; 도면 부호 80으로 표시됨)와 같은, 3개의 필수적 부재를 포함한다. 제 1 강성 부재(60)는 푸시로드/실드(pushrod/shield)로서 작용하고, 제 2 강성 부재(80)는 브레이크 액추에이터 조립체(40)를 위한 마운팅 부재(80)로서 작용한다. 제 1 강성 부재(60) 및 제 2 강성 부재(80) 각각은 바람직하게는 플레이트 같은 부재의 형태를 지닌다.

도 1 및 도 2 를 더 참조하면, 브레이크가 작용할 때, 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 가요성 탄성 부재(50)의 여압(pressurization)은, 힘 전달 레버(14)와 연결된 제 1 부재(60)의 전방 방향으로의 움직임을 초래하고 상기 힘 전달 레버(14)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 이어서 힘 전달 레버(14)는, 슬랙 조절기 조립체(28)를 동작시켜 힘 전달 레버(16)를 반시계 방향으로 회전시키고, 그 결과로서 리턴 푸시 로드 조립체(32; return push rod assembly)를 동작시킨다.

슬랙 조절기 조립체(28)와 함께 힘 전달 레버(14, 16), 리턴 푸시 로드 조립체(32) 및 브레이크 액추에이터 조립체(40)는 브레이크 빔 작동 링크장치(linkage)를 포함하는 데, 이것은 각 브레이크 빔(2, 3)을 피봇 핀(18)에 의해 서로 연결하며, 따라서 요구되는 브레이크 동작 힘이 효과적으로 상기 피봇 핀(18; pivot pin)을 따라 작용한다. 이러한 힘의 결과는 X에서 보여진다. 슬랙 조절기 조립체(28)는 브레이크 작동 동안 강성 부재로서 작용하기 때문에, 브레이크 슈의 마모 또는 브레이크 슈의 손실에 따라 슬랙 조절기 조립체(28)의 길이가 증가되도록 허용되 고, 브레이크 슈와 철도차량의 차륜 답면(tread surface)과의 맞물림이 일어날 때까지, 제 1 부재(60)의 움직임은 상기 브레이크 빔(2, 3)이 브레이크 빔 링크장치에 의해 서로 멀어지도록 할 수 있게 된다.

공지의 어떠한 기술도 브레이크 액추에이터 조립체(40)를 브레이크 시스템에 장착하거나 배치하는데 사용되어 질 수 있다. 예를 들어, 상기 브레이크 액추에이터 조립체(40)는 일측 단부에 인접하여 스트럿 부재(8)에 연결되고 압축 부재(4) 및 인장 부재(6)의 사이에 배치된 공간에서 압축 부재(4)에 연결될 수 있다. 이러한 특정한 배치에서, 브레이크 액추에이터 조립체(40) 및 힘 전달 부재의 하중은 브레이크 빔(2, 3)에 의해 지탱되고, 대차 측면 프레임(미도시)에 의해 지지된다. 커넥팅 수단(31)은 리턴 푸시 로드(36)를 구비한 마운팅 부재의 후방 부분과의 연결을 위해 제공된다.

여기서, 도 3 을 참조하면, 가요성 탄성 부재(50)가 사이에 배치되고 제 1 부재(60) 및 제 2 부재(80)와 결합될 수 있다. 가요성 탄성 부재(50)는 소정의(predetermined) 형상(52) 및 소정의(predetermined) 길이를 가지며, 제 1 구멍(55)을 가진 제 1 단부(54)와, 제 2 구멍(57)을 가진 축방향으로 반대편에 위치하는 제 2 단부(56)를 가진다. 바람직하게는, 제 1 구멍(55) 및 제 2 구멍(57)은 동일하다. 상기 가요성 부재(52)의 바람직한 재료는 다겹(multi-ply)의 고무 도포 직물(rubberized fabric) 재료이다. 제시된 가요성 탄성 부재(50)의 바람직한 형상(52)은 벨로우즈 형상이다. 대안적으로, 가요성 탄성 부재(50)는 단순한 원통모양의 슬리브 형태로 형성될 수 있다.

제 1 부재(60)는 실질적으로 평면이고 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 작동시에 실질적으로 수직으로 배치되는 제 1 표면 부분(62)을 포함한다.

제 1 유지 수단(도면 부호 120으로 표시됨; first retaining means)은 가요성 탄성 부재(50)의 제 1 단부(54)를 제 1 부재(60)의 제 1 표면 부분(62)에 직접적으로, 견고하게 그리고 밀봉되게 부착시키기 위하여 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유지 수단(120)은 제 1 부재(60)의 내측 표면으로부터 외측으로 연장되는 환형 링(122)과 가요성 탄성 부재(50)의 제 1 단부(54)로부터 외측으로 연장되고 이격되어 있는 환형 플랜지(59)를 포함한다. 환형 플랜지(59)는 환형 링(122) 내부에 조립되고, 제 1 표면 부분(62)의 내측 표면에 접해있다. 환형 링(122)의 자유 에지에 인접하여 위치하는 환형 링(122)의 부분(124)은 가요성 탄성 부재(50)의 제 1 단부(54)를 고정하기 위하여 환형 플랜지(59)에 대해 접혀진다. 복수의 돌기들(126)이 환형 링(122) 내부에 이격되어 위치한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 유지 수단(120)은 가요성 탄성 부재(50)의 제 1 단부(54)와 적어도 제 1 표면 부분(62)의 내측 표면 사이에 화학적 및 기계적 접합 중 어느 하나에 의해 형성된 접합(bond)을 포함한다. 또한 접합은 가요성 탄성 부재(50)의 경화(vulcanization) 과정 중에 형성될 수 있다.

제 2 유지 수단(도면 부호 130으로 표시됨; second retaining means)은 가요성 탄성 부재(50)의 제 2 단부(56)를 제 2 강성 부재(80)의 제 1 표면 부분(82)에 직접적으로, 견고하게 그리고 밀봉되게 부착시키기 위하여 제공된다. 이러한 제 1 표면 부분(82)은 실질적으로 평면이고 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 동작 중 에 실질적으로 수직으로 배치된다.

상기 제 2 유지 수단(130)은 제 2 부재(80)의 제 1 표면 부분(82)의 내측 표면으로부터 외측으로 연장되는 환형 링(132)과 가요성 탄성 부재(50)의 제 2 단부(56)를 환형 링(132)의 외측 표면에 고정하는 클램프 링(136; clamp ring)을 포함한다. 복수의 구멍(134) 또는 복수의 돌기(138) 어느 것도 환형 링(132) 내부에 이격되어 위치할 수 있다.

그렇지만 제 1 유지 수단(120) 및 제 2 유지 수단(130)이 실질적으로 서로 동일할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게는 자명하다. 예를 들면, 클램프 링(136)은 가요성 탄성 부재(50)의 각 단부를 각각의 제 1 강성 부재(60) 및 제 2 강성 부재(80) 중 어느 하나에 고정하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 5에서 잘 보여지는 바와 같이, 제 1 유지 수단(120) 및 제 2 유지 수단(130) 중 적어도 하나는 제 1 강성 부재(60) 및 제 2 강성 부재(80) 중 적어도 어느 하나의 내측 표면으로 외측으로 연장되는 환형 링(140)과 가요성 탄성 부재(50)의 단부 내부에 형성된 접합부(142; abutment)를 포함한다. 외면 홈(144)은 접합부(142)에 형성되고, 환형 링(140)을 둘러싼다. 접합은 가요성 탄성 부재(50)의 경화 중에 환형 링(140)과 접합부(142) 사이에 형성된다.

상술한 여러 유지 수단에 의하면, 제 1 단부(54)는 제 1 강성 부재(60)의 제 1 표면 부분(62)에 견고하게 그리고 밀봉가능하게 부착되고, 제 2 단부(56)는 마운 팅 부재(80)의 제 2 표면 부분(82)에 견고하게 그리고 밀봉가능하게 부착된다. 브레이크 시스템(10)이 작용할 때, 제 1 표면 부분(62) 및 제 2 표면 부분(82)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 위치한다.

브레이크 액추에이터 조립체(40)는, 브레이크 작용시 가요성 탄성 부재(50)를 팽창시키기 위하여 공기압을 상기 밀봉된 챔버(58)에 제공하며, 브레이크 해제시 가요성 탄성 부재(50)를 수축시키기 위하여 밀봉된 챔버(58)로부터 공기를 제거하거나 배출시키는, 공기 연통 수단(41)을 포함한다. 제시된 바람직한 실시예에서, 이러한 공기 연통 수단(41)은 제 2 강성 부재(80)에 배치된 적어도 하나의 공기 유입 포트(41)이다. 대안적으로 상기 적어도 하나의 상기 공기 유입 포트(41)는 제 1 강성 부재(60)에 배치될 수 있다. 이와 같은 가요성 탄성 부재(50)의 선택적인 팽창 및 수축은 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 상반 동작(reciprocal movement)이 컨트롤 링크장치(14, 16; control linkage) 및 힘 전달 부재(28, 32)를 움직일 수 있게 하여, 브레이크 빔(2, 3)을 동작시키고 해제시킨다. 밀봉된 챔버(58)의 팽창시 발생하는 힘은 고무의 본래 특성 때문에 동작 길이에 관계하여 변한다. 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 가압 및 압력 배출(discharge)은 외부 제어 회로(미도시)에 의해 조절된다. 더욱이 이러한 힘들은 브레이크 액추에이터 조립체(40)에 인가된 정압(constant pressure)에서 변한다.

제 1 강성 부재(60)는 제 1 표면 부분(62)의 외측 표면으로부터 외측으로 연장되는, 적어도 하나 바람직하게는 한 쌍의 힘 전달 레버 결합 부분(72)을 포함하며 이들은 서로 평행하다. 핀(19)에 의해 힘 전달 레버(14)가 결합되도록 구 멍(74)이 각 힘 전달 결합 부분(72)에 형성된다.

탄성 부재(50)의 외측 표면은 철도 차량이 움직이는 동안 통상적으로 만나게 되는 돌, 부스러기 및 이와 유사한 것들과 같은 유해한 외부의 물질의 존재에 의해 특징화되는 작동 환경에 노출되어 있다.

가요성 탄성 부재(50)의 외측 표면을 이러한 유해한 외부 물질들로부터 차폐하기 위하여, 제 1 부재(60)는 제 1 표면 부분(62)으로부터 외측으로 연장되는 복수의 제 2 표면 부분들(64, 73, 76)을 포함한다. 유리하게는, 제 2 표면 부분(64)은 평면이고 가요성 탄성 부재(50)의 바닥 부분을 차폐하기 위해 수직으로 배치된 제 1 표면 부분(62)에 대하여 실질적으로 수평으로 배치되어 있다. 제 2 표면 부분(73, 76)은 탄성 부재(50)의 하부 측면 표면을 차폐하기 위하여 제 2 표면 부분(64)의 각 에지에 인접하여 배치된다.

본 발명의 제시된 바람직한 실시예에서, 제 2 표면 부분(64, 73, 76)은 벤딩(bending), 주조(casting), 및 단조 공정 중 어느 하나에 의해 제 1 표면 부분(62)과 일체로 형성된다.

도 2 를 더 참조하면, 제 2 부재(80)는 제 1 표면 부분(82)의 후방 표면으로부터 외측으로 연장되고 압축 부재(4)와 접하는 플랜지(83)를 포함한다. 적어도 하나의 공동(98; cavity)이 플랜지(83)에 제공되어, 나사산이 형성된 체결구(85)에 의해 상기 제 2 부재(80)를 압축 부재(40)에 부착될 수 있게 한다.

본 발명의 제시된 바람직한 실시예에서, 플랜지(83)에는 두 개의 구멍(98)이 형성된다. 더욱이, 스트럿 부재(8)와 맞물리는, 일부 부분이 테이퍼진(tapered) 서포트 부분(100)은 상기 스트럿 부재(8)와의 부착을 위한 적어도 하나의 마운팅 구멍(104) 및 태브 부재(102)를 포함한다. 상기 서포트 부분(100)은 핸드 브레이크 장치(미도시; hand brake mechanism)의 작동시 브레이크 액추에이터 조립체(40)에 작용하는 힘 부하를 실질적으로 줄이기 위해 제공된다.

브레이크 액추에이터 조립체(40)에 부하가 작용되지 않는 링크장치 베일(bail) 및 변위(misalignment)을 제공하기 위해, 제 1 에지 부분(70) 및 제 2 에지 부분(78)은 제 1 표면 부분(62)으로부터 외측으로 연장되고, 그것과 함께 실질적으로 평면으로 배치되고, 그리고 각자 제 1 표면 부분(82)으로부터 외측으로 연장된 제 2 에지 부분(94) 및 제 1 에지 부분(84)과 맞물리고, 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 상반 동작을 안내하기 위하여 일반적으로 수직으로 배치된다.

본 발명의 제시된 바람직한 실시예에서, 에지 부분(70, 78, 84, 94)은 벤딩, 주조 및 단조 공정 중 어느 하나에 의해 각 제 1 표면 부분(62, 82)에 일체로 형성된다.

도 3 을 더 참조하면, 선형 동작 길이 표시기(92)가 제 2 강성 부재(80)의 표면 부분(90)에 부착되어, 가요성 탄성 부재(50)의 본질적인 특성에 기인한 동작 길이에 관련하여 변화하는, 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 여압시 발생하는 힘을 결정할 수 있도록 한다.

본 발명의 제시된 바람직한 실시예에서, 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 공기 배출시, 제 1 강성 부재(60)의 스톱 부분(77; stop portion)은, 브레이크 액추에이터 조립체(40)의 추가 움직임을 막기 위해, 보다 구체적으로는, 가요성 탄성 부재(50)의 손상을 막기 위해, 제 2 강성 부재(80)의 제 3 에지 부분(86)과 맞물린다.

대안적으로 스톱 부분(77)은 통합되어 에지 부분(86)과 실질적으로 동일한 기능성을 갖는 가요성 탄성 부재(50)의 내부에 배치될 수 있다. 더욱이, 에지 부분(86)은 벤딩, 주조 및 단조 공정 중 어느 하나에 의해 제조되는 것이 바람직한 것으로 제시된다.

대안적으로, 소정의 재료 예컨대, 플라스틱과 같은 재료로 제조된 적어도 하나의 마모 방지 부재(93)가 철도 차량의 움직임 동안 에지 부분(77)의 손상을 실질적으로 최소화하기 위해 에지 부분(86)에 부착된다. 또한 이러한 손상은 에지 부분(86)이 접합 표면 부분(87)을 가지면서 실질적으로 최소화된다. 여기서 접합 표면 부분(87)은 에지 부분(86)에 실질적으로 수직이다.

현재 사용되는 브레이크 실린더 조립체는, 실린더 조립체를 소정의 푸시 로드/실드 및 브레이크 액추에이터 조립체와의 연결을 위한 장착 브라켓 장치를 구비한 브레이크 액추에이터 조립체로 교체하는 것에 의해 본 발명의 브레이크 액추에이터 조립체로 갱신될 수 있다.

본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 동일한 것을 제조하고 이용할 수 있도록 풍부하고, 명확하고, 간결하고 그리고 정확한 용어로 설명되었다. 따라서 본 발명이 속하는 기술 분야의 상기 기술자들에 의해 이루어지는, 구체적으로 상술된 본 발명의 실시예의 변경, 변형, 구성요소를 동등물이나 대용물로 치환하는 것은 첨부된 청구항들에서 설명하는 바와 같이 본 발명의 범위 및 기술 사상으로부터 벗어날 수 없다.

Claims

철도 차량 장착용 브레이크 조립체를 구비한 조합체로서, 상기 철도 차량 장착용 브레이크 조립체는 상기 철도 차량 장착용 브레이크 조립체의 각 단부에 장착되는 한 쌍의 브레이크 빔을 포함하되 각각의 상기 브레이크 빔은 그 단부에 부착가능한 브레이크 헤드를 구비하고, 각각의 상기 브레이크 헤드는 브레이크 작동시 각각의 철도 차량 차륜과 각각의 브레이크 슈들 중 어느 하나가 맞물림될 수 있도록 위치되고, 각각의 상기 브레이크 빔은 피봇가능하게 결합된 컨트롤 링크장치를 구비하며, 상기 철도 차량용 브레이크 조립체는 상기 각 컨트롤 링크장치의 대향된 제 1 단부에 부착되는 제 1 힘 전달 부재와, 상기 컨트롤 링크장치의 제 2 단부에 부착되며 상기 컨트롤 링크장치의 각 대향 제 2 단부를 향해 길이 방향으로 연장된 제 2 힘 전달 부재를 포함하는 조합체에 있어서; 개선된 장치는 상기 브레이크 슈를 작동 및 해제시키기 위하여 상기 제 2 힘 전달 부재와 상기 제 2 컨트롤 링크장치 사이에 배치되어 연결가능한 브레이크 액추에이터 조립체를 포함하며,

상기 브레이크 액추에이터 조립체는,

(a) 상기 브레이크 액추에이터 조립체를 상기 제 2 컨트롤 링크장치에 연결하기 위한 제 1 강성 부재;

(b) 상기 브레이크 액추에이터 조립체를 상기 브레이크 빔과 상기 제 2 힘 전달 부재 중 적어도 하나에 고정하기 위한, 상기 제 1 강성 부재로부터 이격되어 있는 제 2 강성 부재;

(c) 밀봉된 유체 챔버를 형성하며, 상기 제 1 및 제 2 부재에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착되며 그 사이에서 연장되는 가요성 탄성 부재;

(d) 상기 가요성 탄성 슬리브의 제 1 단부를 상기 제 1 부재의 소정 부분에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키는 제 1 유지 수단;

(e) 상기 가요성 탄성 슬리브의 제 2 단부를 상기 제 2 부재의 소정 부분에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키는 제 2 유지 수단; 및

(f) 상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재 중 어느 하나에 상기 유체 챔버와 연통되게 그리고 압력 상태에서 유체 소스와 유체 연통 가능하게 배치되는 수단을 포함하되, 압력 상태에서 유체의 공급은 상기 유체 챔버를 팽창시켜 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재로부터 멀어지는 방향으로 길이 방향으로 이동되도록 하고, 압력 상태에서 상기 유체의 제거는 상기 챔버를 수축시켜 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재를 향한 방향으로 길이 방향으로 이동되도록 하며, 상기 가요성 탄성 슬리브의 선택적인 팽창 및 수축의 선택은 상기 브레이크 액추에이터 조립체의 상반 동작(reciprocal movement)이 상기 컨트롤 링크장치 및 상기 힘 전달 부재를 움직일 수 있도록 하여 상기 브레이크 슈가 작용 및 해제되도록 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 강성 부재는 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분을 가지는 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재이며, 상기 브레이크 액추에이터 조립체를 상기 컨트롤 링크장치에 고정하기 위하여 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치 된 플레이트형 부재에 연결되는 수단을 더 포함하는 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재에 바닥 에지에 인접하여 연결되고, 상기 가요성 탄성 슬리브의 외측 표면 중 적어도 하나에 상기 브레이크 액추에이터 조립체의 외부 작동 환경과 관련된 유해한 외부의 이물질로부터 차폐를 제공하기 위하여 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상기 제 1 의 실질적으로 평편한 표면에 실질적으로 수직하게 연장되는, 실질적으로 수평으로 배치된 플레이트형 부재를 포함하는 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재의 상부 표면 및 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상기 제 1 의 평탄한 표면에 제 1 측면 에지에 인접하여 연결되며, 상기 가요성 탄성 부재의 적어도 제 2 부분을 유해한 외부의 이물질로부터 차폐하고 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 부재 및 상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재 사이에서 증가된 힘(strength)을 제공하기 위하여 적어도 상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재에 실질적으로 수직하게 연장되는, 제 1 플레이트형 부재를 더 포함하는 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재의 상부 표면 및 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상기 제 1 의 평편한 표면에 제 2 측면 에지에 인접하여 연결되며, 상기 가요성 탄성 부재의 제 3 부분을 유해한 외부의 이물질로부터 차폐하고 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 부재와 상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재 사이에서 증가된 힘(strength)을 제공하기 위하여 적어도 상기 실질적으로 수평으로 배치된 부재에 실질적으로 수직하게 연장되는, 제 2 플레이트형 부재를 더 포함하는 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 고정 수단은 상기 제 1 의 실질적으로 수직인 플레이트형 부재로부터 외측으로 연장되고 관통 형성된 구멍을 포함하는 적어도 하나의 플레이트 부재와, 상기 적어도 하나의 플레이트 부재를 상기 컨트롤 링크장치에 고정하기 위하여 상기 구멍에 배치되는 핀 부재를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 강성 부재는 실질적으로 평편한 표면 부분을 갖는 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재이고, 상기 브레이크 액추에이터 조립체를 상기 브레이크 빔, 상기 제 2 힘 전달 부재 및 이것들의 결합체 중 하나에 고정하기 위하여 상기 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재에 연결되는 수단을 포함하는 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 고정 수단은 방사상으로 대향된 제 2 의 실질적으로 평편한 표면 부분으로부터 외측으로 연장되는 플랜지, 적어도 하나의 관통 형성된 구멍, 상기 적어도 하나의 구멍을 관통하는 나사산이 형성된 축을 가지는 체결 부재를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 탄성 부재의 형상은 슬리브 및 벨로우즈 중 하나인 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은

(a) 상기 제 1 강성 부재의 내측 표면으로부터 외측으로 연장되는 환형 플랜지; 및

(b) 상기 가요성 탄성 부재의 제 1 단부를 상기 환형 플랜지의 외측 표면에 고정하는 클램프 링을 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은

(a) 상기 제 1 강성 부재의 내측 표면으로부터 외측으로 연장되는 환형 링; 및

(b) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 단부로부터 외측으로 연장되고 이격 되는 환형 플랜지를 포함하며, 상기 환형 플랜지는 상기 환형 링 내부에 조립되고 상기 내측 표면에 접하며, 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 단부를 고정하기 위하여 자유 에지 부근에 배치된 상기 환형 링의 일 부분이 상기 환형 플랜지에 대하여 접혀지는, 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은

화학적 및 기계적 접합 중 어느 하나에 의해 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 단부와 상기 제 1 강성 부재의 내측 표면 사이에 형성된 접합을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지 부재는

(a) 상기 제 1 강성 부재의 내측 표면으로부터 외측으로 연장된 환형 링;

(b) 상기 환령 링에 이격되는 관계로 배치되며 복수개 구비된 개구 또는 돌기 중 어느 하나;

(c) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 단부에 형성된 접합부;

(d) 상기 접합부에 형성된 외면 홈으로서, 상기 환형 링을 수용하고 둘러싸는 외면 홈; 및

(e) 상기 가요성 탄성 부재의 경화 중에 상기 환형 링과 상기 제 1 단부의 접합부 사이에 형성되는 접합을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유지 수단은,

(a) 상기 제 2 강성 부재의 내측 표면으로부터 외측으로 연장되는 환형 링; 및

(b) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 2 단부를 상기 환형 링의 외측 표면에 고정하기 위한 클램프 링을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 브레이크 액추에이터 조립체로 상기 공기압을 배출하는 동안에는 상반 동작을 제한하기 위하여 배치되는 수단을 더 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 브레이크 액추에이터 조립체의 동작 길이를 시각적으로 결정할 수 있도록 하는 수단을 더 포함하는 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 시각적으로 동작 길이를 결정할 수 있는 수단은 길이 측정 기구를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 브레이크 액추에이터 조립체는

상기 가요성 탄성 부재의 움직임을 안내하기 위하여 상기 제 1 강성 부재 및 상기 제 2 강성 부재 각각과 결합가능한 수단을 더 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 유체 연통 수단은 공기 유입구인 장치.
(a) 제 1 개방 단부와 축 방향으로 반대편에 위치하는 제 2 개방 단부를 구비하며, 소정의 형상 및 소정의 길이를 갖는 가요성 탄성 부재;

(b) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 개방 단부와 결합되기 위한 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분을 갖는 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재;

(c) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 1 개방 단부를 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상기 제 1 의 실질적으로 평탄한 표면 부분에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키기 위한 제 1 유지 수단;

(d) 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재에 바닥 에지 부근에서 연결되며, 상기 가요성 탄성 부재의 적어도 제 1 외측 표면 부분을 상기 브레이크 액추에이터 조립체의 외부 작동 환경과 관련된 유해한 외부 이물질로부터 차폐하기 위하여 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상 기 제 1 의 실질적으로 평편한 표면에 실질적으로 수직으로 연장되는, 실질적으로 수평으로 배치되는 플레이트형 부재;

(e) 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재를 철도 차량 브레이크 조립체의 컨트롤 링크장치에 고정시키기 위하여 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 방사상으로 대향된 제 2 표면에 연결되는 수단;

(f) 상기 가요성 탄성 부재의 상기 제 2 개방 단부와의 결합을 위하여 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분을 갖는 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치되는 플레이트형 부재;

(g) 상기 가요성 탄성 슬리브의 상기 제 2 개방 단부를 상기 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재의 상기 제 1 의 실질적으로 평편한 표면 부분에 직접적으로 그리고 밀봉되게 부착시키기 위한 제 2 유지 수단;

(h) 상기 가요성 탄성 부재의 상반 동작을 안내하고 조정하기 위하여 상기 제 1 및 상기 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재들 중 하나 각각의 제 1 의 평편한 표면 부분 중 적어도 어느 하나에 실질적으로 수직이고 제 1 외측 표면에 밀접하게 배치되고 연결되는 안내 수단;

(i) 상기 브레이크 액추에이터 조립체를 강성 구조에 고정시키기 위하여 상기 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재에 연결되는 고정 수단; 및

(j) 상기 제 1 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재 및 상기 제 2 의 실질적으로 수직으로 배치된 플레이트형 부재 중 어느 하나에, 상기 밀봉 부착된 가요성 탄성 부재에 의해 형성되는 유체 챔버와 연통되게 그리고 압력 상태에서 유체 소스와 유체 연통하게 배치된 수단을 포함하되, 압력 상태에서 상기 유체의 공급은 상기 챔버를 팽창시켜 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재로부터 멀어지는 방향으로 길이 방향으로 이동하게 하고, 압력 상태에서 상기 유체의 제거는 상기 챔버를 수축시켜 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재를 향한 방향으로 길이 방향으로 이동하게 하며, 상기 가요성 탄성 슬리브의 선택적인 팽창 및 수축은 상기 브레이크 액추에이터 조립체의 상반 동작이 상기 컨트롤 링크장치 및 상기 힘 전달 부재를 이동시킬 수 있도록 하여 상기 브레이크 슈가 작용 및 해제되도록 하는 장치.