KR20160027010A

KR20160027010A - 레일 체결 시스템

Info

Publication number: KR20160027010A
Application number: KR1020167001663A
Authority: KR
Inventors: 롤란트 부다
Original assignee: 슈비하크 아게
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-09
Also published as: CN105518215A; IL244562B; JP6521980B2; UA118454C2; AU2014320579A2; RU2719086C2; US20160138226A1; KR102032515B1; EP3044372A1; SG11201601574YA; TN2016000091A1; PH12016500251A1; RU2016113822A; JP2016534262A; CN105518215B; MA38786A1; WO2015036304A1; ES2856000T3; CL2016000557A1; MY179476A

Abstract

본 발명은 비자갈 궤도(5) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 레일 체결 시스템(S)에 관한 것이며, 레일 부재(3)와 비자갈 궤도(5) 사이에는 비자갈 궤도(5)와 레일 부재(3)를 탄력적으로 작동 연결하는 중간 구조(2)가 배치되고, 중간 구조(2)는 단지 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)만을 포함하며, 이 탄성 레일 패드 부재는 자신의 횡단면(6)에 걸쳐서 자신의 종방향 연장부(8)의 방향(7A)으로, 그리고/또는 자신의 종방향 연장부(8)에 대해 횡방향의 방향(7B)으로 가변 탄성 분포를 나타낸다.

Description

레일 체결 시스템{RAIL FASTENING SYSTEM}

본 발명은 비자갈 궤도(ballastless track) 상에 레일 부재를 체결하기 위한 레일 체결 시스템에 관한 것이며, 레일 부재와 비자갈 궤도 사이에는 비자갈 궤도와 레일 부재를 탄력적으로 작동 연결하는 중간 구조가 배치된다.

일반적인 레일 체결 시스템들은, 그에 상응하게 형성된 지반 상에 레일 부재들을 고정할 수 있도록 하기 위해 종래 기술로부터 이미 공지되었다. 예컨대 이와 관련하여 적합하게 구성되는 지반은 비자갈 궤도 또는 자갈 궤도(ballast track)를 포함한다. 특히 비자갈 궤도를 이용할 경우 충분히 우수한 발진 특성(oscillation characteristics)을 보장할 수 있도록 하기 위해, 여기서 이용되는 레일 체결 시스템들은 강성의 지반 구조로 인해 탄성을 갖도록 구성되어야 한다. 이런 탄성 특성은, 레일 부재들과 예컨대 콘크리트 침목과 같은 비자갈 궤도의 구조 부재들 사이에 배치되는 탄성 컴포넌트 및 고탄성 컴포넌트로 조합되는 형태로 탄성을 갖도록 형성된 중간 구조를 통해 보장될 수 있으며, 그럼으로써 상기 탄성 및 고탄성 컴포넌트들의 이용을 통해 특히 표준 궤간 철도 차축 하중(유럽: 통상 22.5t)의 경우, 또는 고속 교통(최대 350km/h)에서 상기 요건들이 충족될 수 있다. 탄성 및 고탄성 컴포넌트들은 예컨대 한편으로 100kN/㎜와 500kN/㎜ 사이의 스프링 탄성계수를 보유하여 바로 레일 부재의 레일 저부의 아래에 배치되는 탄성 레일 패드와, 다른 한편으로는 15kN/㎜와 40kN/㎜ 사이의 스프링 탄성계수를 보유하여 강재 리브 플레이트(steel rib plate) 또는 강재 하중 밸런서 플레이트의 아래에 위치하는 고탄성 중간 판을 포함한다. 그러나 상기 공지된 레일 체결 시스템들은 다수의 필수 컴포넌트로 인해 제조 및 조립 동안 매우 복잡한 것으로서 증명되었다. 여러 가지 탄성 컴포넌트 외에도, 일반적인 레일 체결 시스템들은, 대개 자체 상부에 배치되는 각도 가이드 플레이트들을 구비한 레일 체결 플레이트들뿐만 아니라, 레일 체결 플레이트와 레일 부재의 레일 저부를 고정하기 위한 2개의 제1 레일 클램프도 포함하며, 그 밖에도 비자갈 궤도 또는 자갈 궤도의 구조 부재들과 레일 체결 시스템을 나사 체결하기 위한 다수의 나사 역시도 포함한다.

본 발명의 과제는 요구되는 탄성을 엄수하면서 비자갈 궤도 상의 일반적인 레일 체결 시스템을 구조적으로 더욱 간단하게 형성하는 것에 있다.

본 발명의 상기 과제는, 비자갈 궤도 상에 레일 부재를 체결하기 위한 레일 체결 시스템에 있어서, 레일 부재와 비자갈 궤도 사이에 비자갈 궤도와 레일 부재를 탄력적으로 작동 연결하는 중간 구조가 배치되고, 중간 구조는 본 발명에 따라서 단지 단일의 탄성 레일 패드 부재만을 포함하고, 이 탄성 레일 패드 부재는 자신의 횡단면에 걸쳐서 자신의 종방향 연장부의 방향으로, 그리고/또는 자신의 종방향 연장부에 대해 횡방향의 방향으로 가변 탄성 분포를 나타내는, 상기 레일 체결 시스템에 의해 해결된다.

상기 유형으로 본 발명에 따라 형성되는 단일의 탄성 레일 패드 부재의 적용 또는 이용을 통해, 추가의 고탄성 중간판 등은 배제될 수 있으며, 그럼으로써 레일 체결 시스템의 구성은 유의적으로 간소화된다. 그 결과, 특히 레일 체결 시스템의 조립은 간소화되며, 이는 하나의 철도 선로를 따라서 다수의 상기 유형의 레일 체결 시스템이 이용되는 경우 재료 및 조립 시간에 대한 상당한 절약 가능성을 내포하고 있다.

이 경우, 특히 강조되는 경우는 단일의 탄성 레일 패드 부재의 종방향 연장부의 방향으로뿐만 아니라 단일의 탄성 레일 패드 부재의 횡방향 연장부의 방향으로도 제공되는 가변 탄성 분포의 실시 변형예인데, 그 이유는 특히 횡방향 연장부에서 가변 탄성 분포가 레일 체결 시스템의 탄성 거동에 긍정적으로 작용하기 때문이다.

다시 말해, 본원에서는, 단지 본 발명에 따르는 레일 체결 시스템의 단일의 탄성 레일 패드 부재를 통해서만 비자갈 궤도와 관련하여 요구되는 전체 탄성을 구조적으로 달성할 수 있다.

"비자갈 궤도" 개념은 본 발명의 의미에서뿐만 아니라, 전문 문헌에서도 실질적으로 자갈이 없는 레일 지반을 나타내며, 이런 레일 지반의 경우 특히 레일 체결 시스템들이 그 상에 체결되는 콘크리트 침목들이 자갈 내에 위치하는 것이 아니라, 대개 강성의 지반 구조 상에 콘크리트로 단단히 매립되어 위치한다. 그 대안으로, 상기 유형의 레일 체결 시스템들은 침목을 포함하지 않은 프리캐스트 콘크리트 플레이트들 상에 직접 체결된다. 상기 유형으로 강성인 지반 구조 또는 콘크리트 구조를 기반으로, 상기 유형의 레일 체결 시스템들은 탄성을 갖도록 형성되어야 한다.

이런 점에 있어서, 본 발명의 의미에서 본원은 비자갈 궤도용 레일 체결 시스템에 관계된다.

바람직하게 단일의 탄성 레일 패드 부재는 레일 부재의 하면에 직접 인접하여 배치되며, 그럼으로써 레일 부재는 직접적으로 충분한 탄성이 있도록 스프링에 장착되는 방식으로 지지될 수 있게 된다.

특히 우수한 탄성 특성은, 단일의 탄성 레일 패드 부재가 더 강한 탄성을 갖도록 형성되어 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재로부터 완전히 이격된 내부 탄성 영역을 포함할 때 달성된다.

이와 관련하여, 특히 바람직하게는, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역은, 단일의 탄성 레일 패드 부재의 우수한 안정성을 전체적으로 보장하기 위해, 단일의 탄성 레일 패드 부재의 모든 테두리에 대해 20㎜의 최소 이격 간격을 갖는다.

이런 점에 있어서, 바람직한 실시 변형예에 따라서, 단일의 탄성 레일 패드 부재의 테두리들로부터 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역의 이격 간격은 30㎜ 미만, 바람직하게는 20㎜ 미만이다.

또한, 바람직하게는, 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역은 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역을 완전히 에워싼다. 그에 따라, 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역이 서로 연결되어 형성될 수 있고, 그럼으로써 단일의 탄성 레일 패드 부재의 매우 우수한 안정성이 달성될 수 있게 된다.

자명한 사실로서, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역은 다양하게 형성될 수 있다.

단일의 탄성 레일 패드 부재가 더 강한 탄성을 갖도록 형성되어 중심점 둘레에 동심으로 배치되는 내부 탄성 영역을 포함한다면, 단일의 탄성 레일 패드 부재 상에서 바람직한 탄성 분포가 달성될 수 있다.

단일의 탄성 레일 패드 부재가 원형, 타원형 또는 계란형의 내부 탄성 영역을 포함하고, 이 내부 탄성 영역은 이 원형, 타원형 또는 계란형의 내부 탄성 영역에 인접하는 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역보다 더 강한 탄성을 갖도록 형성된다면, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 외주를 따라 연장되는 자신의 테두리 영역의 전체 영역에서 바람직하게는 증가된 강성을 가질 수 있다.

더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역이 60㎜와 100㎜ 사이, 바람직하게는 80㎜의 지름을 갖는다면, 탄력적으로 형성된 단일의 레일 패드 부재 상에서는 매우 우수한 탄성 분포가 달성될 수 있다.

자명한 사실로서, 서로 상이한 탄성을 갖도록 형성된 영역들은, 예컨대 서로 상이한 탄성 특성을 가지면서 상호 간에 인접한 재료 영역들을 통해, 단일의 탄성 레일 패드 부재 상에 구조적으로 서로 상이하게 제조될 수 있다.

바람직한 실시 변형예에 따라서, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역은, 단일의 탄성 레일 패드 부재의 더 약한 탄성을 갖도록 형성되어 인접한 외부 탄성 영역보다 더 얇게 형성된다. 특히 단일의 탄성 레일 패드 부재의 그에 상응하게 형성된 중앙 재료 약화부(material weakening)를 통해, 본원에서 의도하는 탄성 분포는 구조적으로 간단하게 달성될 수 있다.

예컨대 단일의 탄성 레일 패드 부재는, 이 단일의 탄성 레일 패드 부재의 테두리 영역이 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역보다 더 약한 탄성과 그에 따라 더 높은 고유 강성을 갖도록 치수 설계되어 바람직하게는 중앙에 배치되는 재료 리세스를 포함한다. 그 결과, 레일 부재에 충돌하는 횡력을 통해 야기되는 레일 부재 롤링 또는 레일 부재 틸팅은 분명하게 감소된다.

상기 재료 리세스는 바람직하게는 원형으로, 타원형으로, 또는 계란형으로 형성된다.

바람직하게 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역은 의도하는 탄성 분포를 달성하기 위해 3㎜와 10㎜ 사이의 두께, 바람직하게는 5.5㎜의 두께를 보유한다.

단일의 탄성 레일 패드 부재의 횡단면에 걸쳐서 가변하는 탄성 분포는, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역이 15:1의 지름/두께 관계를 보유할 때 특히 바람직하게 실현될 수 있다.

바람직하게 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역은 본 발명의 의미에서 약 15:1의 지름/두께 관계에 상응하는 14.55의 지름/두께 관계와 동일하게 두께가 5.5㎜일 때 80㎜의 지름을 보유한다.

본 발명의 레일 체결 시스템의 단일의 탄성 레일 패드 부재는, 이 단일의 탄성 레일 패드 부재가 21:15:1의 폭:깊이:높이의 관계를 갖는 외부 치수, 바람직하게는 210㎜ x 148㎜ x 10㎜의 외부 치수를 보유할 때, 특히 기존의 레일 체결 시스템들 내에도 통합될 수 있다.

이런 점에 있어서, 단일의 탄성 레일 패드 부재의 외부 치수는 바람직하게는 210㎜ x 148㎜ x 10㎜이며, 다시 말하면 외부 치수는 21:15:1의 관계를 가지며, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역의 지름은 바람직하게는 80㎜이고 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역의 두께는 5.5㎜이다.

또한, 바람직하게는, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 레일 부재의 총 중첩 표면의 관점에서 단일의 탄성 레일 패드 부재의 실제로 하중 지지 능력이 있는 지지 표면에 대해 1.2의 지지 관계를 나타낸다.

바람직하게는, 레일 부재에 의해 중첩되는 단일의 탄성 레일 패드 부재의 총 중첩 표면은, 레일 부재와 단일의 탄성 레일 패드 부재를 지속적으로 작용 접촉시키는 유효 지지 표면이 26.053㎟인 경우 31.080㎟이다.

또한, 바람직하게는, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 35kN/㎜(+/- 15%)의 정적 스프링 탄성계수를 보유하고, 상기 정적 스프링 탄성계수는 28kN과 78kN 사이의 할선(scant)으로서 측정된다.

그 밖에도 바람직하게는, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 45kN/㎜(+/- 15%) 미만의 동적 스프링 탄성계수[< 45kN/㎜(+/- 15%)]를 보유하고, 상기 동적 스프링 탄성계수는 실온(21°) 및 15Hz의 주파수 조건에서 28kN과 78kN 사이의 할선으로서 측정된다.

이와 관련하여, 그 밖에도 바람직하게는, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 1.3 미만의 강성 계수(< 1.3)를 갖는 동적 스프링 탄성계수와 정적 스프링 탄성계수 간 비율을 나타낸다.

자명한 사실로서, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 특히 본 발명의 의미에서 요구되는 특성들을 충족하기 위해 서로 상이한 재료로 제조될 수 있다. 예컨대 이를 위해 일반적으로 발포 플라스틱 등이 고려된다. 확인된 점에 따르면, 특히 에틸렌-프로필렌-디엔-플라스틱(축약어: EPDM), 폐쇄 셀(closed-cell)의 발포 폴리우레탄(PU) 등과 같은 특히 테르폴리머 탄성 중합체가 본원의 요건을 장기간 특히 우수하게 충족할 수 있다.

이런 점에 있어서, 바람직하게는, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 초미세 고무 또는 폴리우레탄으로 이루어진 몸체를 포함한다.

단일의 탄성 레일 패드 부재가 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리 상에 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스 영역(material recess area)을 포함할 때, 단일의 탄성 레일 패드 부재 상에서 추가의 중량 감소가 간단하게 달성될 수 있다.

바람직하게 길쭉한 재료 리세스 영역은 단일의 탄성 레일 패드 부재의 장변(long side)의 방향으로 연장되며, 그럼으로써 길쭉한 재료 리세스 영역들은 단일의 탄성 레일 패드 부재로부터 상대적으로 더 큰 리세스 영역으로 형성될 수 있다.

그 외에, 단일의 탄성 레일 패드 부재가 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리 상에 각각 2개의 돌출 치부(tooth part)를 포함한다면, 레일 체결 시스템의 하나 또는 복수의 각도 가이드 플레이트와 단일의 탄성 레일 패드 부재의 바람직한 맞물림이 달성될 수 있다. 상기 돌출 치부들은 재료 리세스보다 더 돌출되며, 그럼으로써 상기 돌출 치부들은 그에 상응하게 상보적으로 형성된 각도 가이드 플레이트와 적합하게 맞물릴 수 있게 된다.

추가의 양태에 따라서, 본 발명의 추가 과제는, 다기능 비자갈 궤도 상의 간소화된 레일 체결 시스템을 제공하는 것, 다시 말하면, 만일의 콘크리트 침목 등이 2가지 궤간(gauge)을 가능하게 하고 상기 콘크리트 침목 등은 상응하는 강성의 지반 구조 내에 단단히 콘크리트로 매립되는 본원의 레일 체결 시스템을 비자갈 궤도를 위해서도 이용 가능하게 형성하는 것에 있다.

본 발명의 기초가 되는 상기 추가 과제는, 개량된 레일 체결 시스템에 있어서, 비자갈 궤도가 다기능 침목 부재를 포함하고, 레일 체결 시스템의 중간 구조는 사다리꼴 부재를 구비하여 형성되어 단일의 탄성 레일 패드 부재와 비자갈 궤도의 구조 부재 사이에 배치되는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 포함하는, 상기 개량된 레일 체결 시스템에 의해 해결된다.

바람직하게 중간 구조는 단일의 탄성 레일 패드 부재에 추가로, 앞에서 이미 상세하게 기재한 것처럼, 여전히 본원의 레일 체결 시스템을 이용하여 비자갈 궤도 상에서 다기능 침목 부재들을 적용할 수 있도록 하기 위해, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 포함한다.

비록 본원의 사다리꼴 레일 패드 부재에 소정의 탄성 역시도 내재할 수 있기는 하지만, 그러나 상기 탄성은 본 발명의 의미에서, 그리고 특히 단일의 탄성 레일 패드 부재에 비해 무시할 정도로 약하며, 그럼으로써 사다리꼴 레일 패드 부재는 단일의 탄성 레일 패드 부재보다 유의적으로 더 경질로 형성된다. 이런 점에 한해, 중간 구조는 변함없이 전체적으로 단지 하나의 단일의 탄성 레일 패드 부재만을 포함한다.

레일 부재들 상으로 가해지는 횡력을 비자갈 궤도 내로 유입할 수 있도록 하기 위해, 레일 체결 시스템은 여전히 사다리꼴로 형성된 상승부들을 구비한 각도 가이드 플레이트들도 포함하며, 상기 상승부들은 콘크리트 침목들 등의 상보적으로 형성된 사다리꼴 비드들(trapezoidal bead) 내로 맞물릴 수 있으며, 그럼으로써 운영 중에 발생하는 횡력은 비자갈 궤도 내로 유입될 수 있게 된다.

다기능 침목 부재의 경우, 레일 체결 시스템의 2가지 설치 위치를 전제로 하는 2개의 요구되는 궤간으로 인해, 4개의 사다리꼴 비드가 침목 부재의 각각의 면 상에 존재해야 한다.

그러나 이는 레일 체결 시스템의 조립 시에 사다리꼴 비드들 중 하나가 중첩되는 점 역시도 의미한다.

이런 점에 있어서, 레일 저부 아래에 포지셔닝된 단일의 탄성 레일 패드 부재가 전체 표면에 걸쳐 침목 부재 상에 안착될 수 있도록 하기 위해, 상기 사다리꼴 비드들이 충전 부재로 채워져야 하는 필요성이 존재한다.

종래 기술에 따르면, 지금까지 이용되던 레일 체결 시스템들이 요구되는 탄성을 달성하지 못하기 때문에, 종래의 자갈 궤도에만 적합하고 비자갈 궤도에는 적합하지 않은 다기능 침목 부재의 경우, 다기능 침목 부재 상에 레일 저부의 전체 표면 지지를 보장할 수 있도록 하기 위해, 사다리꼴 웨지가 중첩된 사다리꼴 비드를 위한 충전 부재로서 설치된다. 그러나 이 경우 단점은 사다리꼴 웨지가 고정될 수 없다는 점이다.

이런 점에 있어서, 바람직하게는, 레일 체결 시스템은 사다리꼴 부재를 구비하여 형성되어 단일의 탄성 레일 패드 부재와 비자갈 궤도의 구조 부재 사이에 배치되는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 포함한다.

본원의 레일 체결 시스템의 구성은, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재가 측면의 각도 가이드 플레이트들에 의해 비자갈 궤도 상에 고정된다면, 계속하여 간소화될 수 있다. 이런 방식으로, 충전 부재로서 작용하는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 사다리꼴 부재는 구조적으로 간단하게 공지된 각도 가이드 플레이트로 다기능 침목 부재 상에 고정되고 그에 따라 제자리에 고정된 방식으로 고정될 수 있다. 그 결과, 추가 체결 수단들은 필요하지 않다.

본원의 레일 체결 시스템, 또는 사다리꼴 부재를 구비하여 형성된 경질 사다리꼴 레일 패드 부재는, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 사다리꼴 부재가 비자갈 궤도로 향해 있다면, 통상의 다기능 침목 부재들 상에서도 완벽하게 적용될 수 있다.

바람직한 방식으로, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 사다리꼴 부재는 레일 부재에 의해 상응하는 사다리꼴 비드 내에 고정될 수 있다.

그에 따라 적합하게는 사다리꼴 부재는 레일 부재의 하부에 배치된다.

사다리꼴 부재가 횡방향 리브 부재들을 통해 보강된 사다리꼴 몸체를 포함한다면, 사다리꼴 부재는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재 상에 특히 안정적으로 형성될 수 있다.

그에 누적되는 방식으로, 또는 그 대안으로 바람직하게는, 사다리꼴 부재는 중공 몸체를 포함한다. 그 결과, 사다리꼴 부재는 사다리꼴 비드의 형태에 더욱 적합하게 밀착될 수 있으며, 그럼으로써 사다리꼴 레일 패드 부재와 다기능 침목 부재 사이의 작용 접촉은 강화될 수 있다. 또한, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재는 상대적으로 더 적은 양의 재료로 제조될 수 있다.

중공 몸체가 내부 횡방향 웨브를 통해 공간상 분할되어 2개로 분리된 공동부를 포함한다면, 개량된 안정성을 갖는 중공 사다리꼴 부재가 실현될 수 있다.

추가의 재료 절약은, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재가 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리 상에서 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스를 포함할 때, 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재 상에서 달성될 수 있다.

바람직하게는, 길쭉한 재료 리세스들은 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 장변의 방향으로 연장되며, 그럼으로써 길쭉한 재료 리세스들은 단일의 탄성 레일 패드 부재로부터 상대적으로 더 크게 제거될 수 있게 된다.

레일 체결 시스템의 하나 또는 복수의 각도 가이드 플레이트와 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 바람직한 맞물림은, 단일의 탄성 레일 패드 부재가 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리 상에 각각 2개의 돌출 치부를 포함할 때 달성될 수 있다. 이런 돌출 치부들은, 돌출되어 그에 상응하게 상보적으로 형성된 각도 가이드 플레이트와 맞물릴 수 있는 방식으로, 재료 리세스보다 더 돌출된다.

이런 관점에서, 재차 분명하게 주지할 사항은, 단지 경질 사다리꼴 레일 패드 부재와 관련한 특징들을 통해서만 일반적인 레일 체결 시스템들은 바람직하게 더욱 개량될 수 있으며, 그럼으로써 상기 특징 조합은 이미 본 발명의 나머지 특징들 없이도 바람직하다는 점이다.

특히 본원의 사다리꼴 레일 패드 부재를 구비한 레일 체결 시스템은 다기능 침목 부재와 조합되는 비자갈 궤도 상에서의 적용을 위한 요건들을 충족한다.

본 발명의 추가 양태에 따라서, 본 발명의 나머지 특징들과 무관하게, 바람직하게는 레일 체결 시스템은 적어도 2개의 플레이트 단부 상에 각각 2개의 재료 공동부를 구비하는 각도 가이드 플레이트를 포함한다.

이런 점에 있어서, 레일 체결 시스템의 추가의 독립적인 실시 변형예에 따라서 각도 가이드 플레이트들의 특별한 구현예가 제안된다.

이 경우, 2개의 재료 공동부는, 요컨대 단일의 탄성 레일 패드 부재의 2개의 돌출 치부뿐만 아니라 경질의 사다리꼴 레일 패드 부재의 2개의 돌출 치부 역시도 각도 가이드 플레이트 안쪽으로 맞물릴 수 있음으로써 한편으로 단일의 탄성 레일 패드 부재와 각도 가이드 플레이트 사이에, 그리고 다른 한편으로는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재와 각도 가이드 플레이트 사이에 특히 밀접한 작동 결합이 형성될 수 있는 방식으로, 각도 가이드 플레이트 상에 공동으로 형성된다. 그 결과, 레일 체결 시스템의 개별 컴포넌트들은 특히 적합하게 상호 간에 맞물려질 수 있다.

이런 점에 있어서, 각각의 각도 가이드 플레이트 자체는 레일 부재들 상에 작용하는 상대적으로 더 큰 횡력을 비자갈 궤도 내로, 또는 이와 관련된 침목 부재들 내로 전달할 수 있다.

바람직하게 2개의 재료 공동부는 각도 가이드 플레이트들의 테두리 영역에 직육면체형 공동으로 형성된다.

바람직하게 2개의 재료 공동부는 모두 각도 가이드 플레이트의 장변들 상에 배치되며, 그럼으로써 돌출 치부들은 정확한 끼워 맞춤으로 각도 가이드 플레이트 안쪽에 끼워질 수 있게 된다.

2개의 재료 공동부가 각도 가이드 플레이트의 모서리들 상에 배치된다면, 각도 가이드 플레이트는 레일 체결 시스템 상에 더욱 용이하게 장착될 수 있다.

재료 공동부들은 각도 가이드 플레이트의 판 두께의 관점에서 각도 가이드 플레이트를 부분적으로만 공동화한다면, 각도 가이드 플레이트 상에는 바람직하게 3개의 변을 향해 개방되어 있는 바람직한 치부 수용 포켓부들이 형성될 수 있다.

전체적으로 각도 가이드 플레이트들 상에 제공된 재료 공동부들을 통해, 한편으로 조립을 용이하게 하고 다른 한편으로는 비용을 절약하는 재료 사용을 보장하기 위한 중량 감소가 달성될 수 있다.

더욱 적합하게는, 본원의 경우 이상적인 방식으로, 단일의 탄성 레일 패드 부재뿐만 아니라 경질 사다리꼴 레일 패드 부재 역시도 각도 가이드 플레이트와 형태 결합 방식으로 작동 연결될 수 있다.

단지 이를 통해서도, 일반적인 레일 체결 시스템은 바람직하게 더욱 개량될 수 있으며, 그럼으로써 각도 가이드 플레이트와 관련된 특징들 역시도 이미 본 발명의 나머지 특징들 없이도 바람직해진다.

요컨대 본원에서 고수할 수 있는 사항에 따르면, 본 발명의 실질적인 양태는, 레일 부재와 비자갈 궤도 사이에 제공되는 본원의 레일 체결 시스템의 중간 구조가 본원에 기재된 탄성 레일 패드 부재를 포함하고, 타설된 단일 블록 또는 이중 블록 침목 부재들 또는 콘크리트 지지 플레이트들을 포함하는 비자갈 궤도의 경우 본원에 기재된 본 발명의 추가 양태에 따르는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재가 반드시 필요하지 않다는 점에서 확인된다.

이와 반대로, 다기능 적용을 위한 비자갈 궤도의 경우, 상기 추가 양태에 따라 형성되는 본 발명에 따른 사다리꼴 레일 패드 부재의 이용이 바람직하다.

마지막으로 재차 주지할 사항은, 단일 블록 및 이중 블록 침목 부재들 역시도 본 발명에 따른 사다리꼴 레일 패드 부재의 제공 여부와 무관하게 자갈 궤도에 대한 표준 적용 및 다기능 적용을 위해 이용될 수 있다는 점이다. 이는 자갈 궤도를 기반으로 하는 고속용 선로에서의 의도하는 사용을 위해서도 본 발명의 적용을 개시한다.

본원에서 총 3개의 양태와 관련하여 기재된 레일 체결 시스템에 의해, 통상 이용되는 강재 판들 그리고 추가로 고탄성 중간 판들을 제공해야 하는 필요성은 제외되며, 그럼으로써 일반적인 레일 체결 시스템들은 구조상 실질적으로 간소화될 수 있다. 그에 따라 본 발명은 각종 비자갈 궤도를 위해 이용될 수 있으며, 그에 따라 특히 본원에 기재된 것과 같은 다기능 시스템들을 위해서뿐만 아니라 그 외의 유형을 위해서도 이용될 수 있다.

자명한 사실로서, 상기에서, 또는 특허청구범위에 기재되는 해결책들의 특징들은 경우에 따라 장점들을 그에 상응하게 누적되는 방식으로 구현할 수 있도록 하기 위해 조합될 수도 있다.

본 발명의 추가 특징들, 효과들 및 장점들은 예시로서 본 발명에 따르는 레일 체결 시스템의 컴포넌트들이 도시되고 기재되는 첨부한 도면 및 하기의 기재내용에 따라서 설명된다.

이 경우, 개별 도면들에서 적어도 실질적으로 자신들의 기능과 관련하여 서로 일치하는 컴포넌트들은 동일한 도면부호들로 식별 표시될 수 있으며, 상기 컴포넌트들은 모든 도면에서 번호로 표시되거나 설명되지 않아도 된다.

도 1a는 횡단면에 걸쳐서 가변하는 탄성 분포를 나타내는, 레일 체결 시스템의 단일의 탄성 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면도이다.
도 1b는 절단선 A-A를 따라서 도 1a의 단일의 탄성 레일 패드 부재를 절단하여 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 1c는 도 1a 및 도 1b의 단일의 탄성 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면 사시도이다.
도 1d는 도 1a 내지 도 1c의 단일의 탄성 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 하면 사시도이다.
도 2a는 사다리꼴 부재를 포함하는, 레일 체결 시스템의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면도이다.
도 2c는 도 2a 및 도 2b의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 종방향 측면도이다.
도 2d는 도 2a 내지 도 2c의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 횡방향 측면도이다.
도 3a는 사다리꼴 부재를 포함하는, 레일 체결 시스템의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 종방향 측면도이다.
도 4a는 중공 사다리꼴 부재를 포함하는, 레일 체결 시스템의 중공의 추가의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 상면 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 추가의 대안의 사다리꼴 레일 패드 부재를 개략적으로 도시한 종방향 단면도이다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b의 도면의 추가의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 중공 사다리꼴 부재를 개략적으로 도시한 상세 횡단면도이다.
도 4d는 도 4a 내지 도 4c의 도면의 추가의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재의 중공 사다리꼴 부재를 개략적으로 도시한 상세 종단면도이다.
도 5a는 적어도 2개의 플레이트 단부 상에 돌출 치부들을 수용하기 위한 2개의 재료 공동부를 각각 포함하는, 레일 체결 시스템의 각도 가이드 플레이트를 개략적으로 도시한 하면도이다.
도 5b는 도 5a의 각도 가이드 플레이트를 개략적으로 도시한 종방향 측면도이다.
도 5c는 도 5a 및 도 5b의 각도 가이드 플레이트를 개략적으로 도시한 상면도이다.
도 5d는 도 5a 내지 도 5c의 각도 가이드 플레이트를 개략적으로 도시한 횡방향 측면도이다.
도 6은 예시의 레일 체결 시스템을 도시한 개략도이다.

도 1a 내지 도 1d에 도시된 가능한 제1 탄성 레일 패드 부재(1)는 도상(track bed)(미도시)의 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)의 중간 구조(2)(도 6 참조)의 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)일 수 있으며, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 자신의 횡단면(6)(도 1b 역시도 참조)에 걸쳐서 볼 때 자신의 종방향 연장부(8)의 종방향(7A)으로뿐만 아니라 자신의 종방향 연장부(8)에 대해 횡방향인 횡방향(7B)(횡방향 연장부)으로도 가변 탄성 분포를 나타낸다.

상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 레일 부재(3)의 레일 저부(9)에, 그에 따라 레일 부재(3)의 하면(10)(도 6 역시도 참조)에 직접 인접한다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 서로 상이한 2개의 탄성 영역, 요컨대 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)과 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16)을 포함하며, 이 대안으로 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)은 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 상응하는 구현예의 경우 타원형 또는 계란형으로도 형성될 수 있다.

더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)은 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 중심점(17) 둘레에 동심으로 연장되며, 그리고 단일의 탄성 레일 패드 부재(1) 상에서는 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 외주를 따라 연장되는 변들 또는 테두리(18, 19, 20 및 21)들로부터 완전히 이격되어 있다.

특히 도 1a 및 도 1c에 따라서 충분히 확인할 수 있는 것처럼, 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16)은 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)을 완전히 에워싼다.

더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)은 80㎜의 지름(D)을 보유한다.

이 경우, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)은, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 충분한 안정성을 전체적으로 장시간 보장하기 위해, 모든 테두리(18 내지 21)에 대해 20㎜의 최소 이격 간격을 갖는다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는, 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16)에서보다, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)에서 더 얇게 형성되며, 그럼으로써 적어도 본 실시예의 경우 횡단면(6)에 걸쳐 가변할 수 있는 탄성 분포는 구조적으로 간단하게 생성 및 설정될 수 있다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)에서 5.5㎜의 두께(d)만을 보유하며, 그에 반해 단일의 탄성 레일 패드 부재는 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16)에서는 10㎜의 두께 또는 높이(h)를 보유한다.

또한, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 본 실시예의 경우 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(축약어: EPDM)로 이루어진 몸체(22)를 포함한다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 35kN/㎜의 정적 스프링 탄성계수, 45kN/㎜ 미만의 동적 스프링 탄성계수(< 45kN/㎜), 그에 따라 동적 스프링 탄성계수와 정적 스프링 탄성계수 간의 비율과 관련하여 1.3 미만의 강성 계수(< 1.3)를 보유한다.

또한, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 자신의 장변 테두리(18 및 20)들 상에 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스 영역(23 및 24)을 포함하며, 이 재료 리세스 영역은 (별도로 번호가 표시되지 않은) 자신의 길이로 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 종방향 연장부(8)의 방향(7)으로 연장된다.

상기 길쭉한 재료 리세스 영역(23 및 24)들을 통해, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 자신의 장변 테두리(18 및 20)들 상에 각각 2개의 돌출 치부(25 및 26; 27 및 28)를 포함하며, 그럼으로써 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는, 예컨대 레일 체결 시스템(S) 내부에서 힘 흐름을 개량하기 위해, 자신의 장변 테두리(18 및 20)들 상에서 예컨대 레일 체결 시스템(S)의 각도 가이드 플레이트(90)(특히 도 5a 내지 도 5d 참조)와 같은 레일 체결 시스템(S)의 추가 컴포넌트와 특히 적합하게 형태 결합 방식으로 맞물릴 수 있게 된다. 이를 위해, 돌출 치부(25 및 26; 27 및 28)들은 각각의 재료 리세스 영역(23 및 24)보다 더 돌출된다.

자신의 탄성 분포가 횡단면(6)에 걸쳐서 가변될 수 있는 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는, 본원에서 생각할 수 있는 방식으로, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)이 중심에서 단일의 탄성 레일 패드 부재(1) 내에 구성되고 그에 상응하게 크고 원형인 재료 리세스(30)에 의해 제조되는 것을 통해 간단하게 구성된다. 상기 원형의 재료 리세스(30)는 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 중심점(17) 둘레에 동심으로 구조화된다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 자신의 상면(31) 상에 상기 원형의 재료 리세스(30)를 포함하는 반면에, 단일의 탄성 레일 패드 부재는 자신의 하면(32) 상에서는 완전히 평면이다.

단일의 탄성 레일 패드 부재(1)는 원형의 재료 리세스(30)를 통해, 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16)에서보다, 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)에서 약 절반만 얇게 형성되는 것을 통해, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 가변 탄성 분포는 종방향 연장부(8)의 방향(7)으로 연속적으로 변경되는 것이 아니라, 상기 원형의 재료 리세스(30)의 테두리(33)에서 갑자기 변경된다.

더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형의 내부 탄성 영역(15)뿐만 아니라 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역(16) 역시도 원형의 재료 리세스(30)를 통해 제조된다.

도 2a 내지 도 2d에 도시된 가능한 제1 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)는, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1) 외에, 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 도 6에 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)의 중간 구조(2)의 단일의 추가 컴포넌트일 수 있다.

경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)는 특히 콘크리트 침목 부재(4) 내에 제공된 사다리꼴 비드(42)(예시로서 도 6 참조)에 상보적으로 형성되어 상기 사다리꼴 비드(42) 내로 끼워질 수 있는 사다리꼴 부재(41)를 특징으로 한다. 그 결과, 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)에 의해 레일 부재(3) 상에 작용하는 횡력은 중간 구조(2)에 의해 직접적으로 비자갈 궤도(5) 내로, 또는 각각의 콘크리트 침목 부재(4) 내로 유입되고 유도될 수 있다.

경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)는 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)와 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 사이에 배치되며, 더욱 정확하게 말하면 특히 사다리꼴 부재(41)가 레일 부재(3)의 아래에 위치되는 사다리꼴 비드(42) 내에 배치될 수 있는 방식으로 레일 부재(3)(예시로 도 6 참조)의 아래에 배치된다. 이런 점에 있어서, 사다리꼴 부재(41)는 레일 부재(3)의 하부에 배치된다.

경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)는, 사다리꼴 부재(41)를 제외하고, 편편하게 형성되어 자신의 두 장변 테두리(43 및 44) 상에 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스(45 또는 46)를 포함하며, 이 길쭉한 재료 리세스(45 및 46)들은 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)의 종방향 연장부(48)의 방향으로 연장된다.

경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)는 두 장변 테두리(43 및 44) 상에 각각 2개의 돌출 치부(49 및 50; 51 및 52)를 추가로 포함하며, 그럼으로써 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40) 역시도 자신의 장변 테두리(43 및 44) 상에서, 예컨대 레일 체결 시스템(S)의 내부에서 힘 흐름을 개량하기 위해, 예컨대 레일 체결 시스템(S)의 각도 가이드 플레이트(90)(특히 도 5a 내지 도 5d 참조)와 같은 레일 체결 시스템(S)의 추가 컴포넌트와 특히 밀접하게 형태 결합 방식으로 맞물릴 수 있게 된다. 이를 위해, 돌출 치부(49 및 50 또는 51 및 52)들은 각각의 재료 리세스(45 또는 46)보다 더 돌출된다.

사다리꼴 부재(41)는 자신의 사다리꼴 부재 종방향 연장부(54)로 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)의 제1 단변 테두리(55)(short-side edge)에서부터 제2 단변 테두리(56)까지, 그에 따라 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)의 장변 연장부(48)의 방향(47)으로도 연장되며, 사다리꼴 부재(41)는 특히 도 2b에 따른 도면에 따라서 충분히 확인할 수 있는 것처럼 중심에서 벗어나서 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40) 상에 배치된다.

사다리꼴 부재(41)는 본 실시예의 경우 자신의 사다리꼴 부재 종방향 연장부(54)와 관련하여 횡방향으로 배치된 복수의 (예시로만 번호가 표시된) 횡방향 리브 부재(57)로 구성되며, 이들 횡방향 리브 부재는 편편하고 대략 3㎜의 두께를 갖는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)의 본체(58) 상에서 사다리꼴 부재(41)의 사다리꼴 몸체(59)를 형성하게 된다.

횡방향 리브 부재(57)들은 일렬(60)로, 그리고 3㎜의 이격 간격(61)으로 상호 간에 나란히 배치된다. 이 경우, 횡방향 리브 부재(57)들은 약 5㎜ 두께의 베이스 섹션(62)을 포함하며, 이 베이스 섹션에 의해 횡방향 리브 부재들은 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)의 편편한 본체(58)로 전이된다.

상기 약 5㎜ 두께의 베이스 섹션(62)으로부터 출발하여 횡방향 리브 부재(57)들은 편편한 본체(58)보다 총 약 18㎜만큼 수직으로 돌출되며, 그리고 자신의 각각의 첨단(63) 상에서는 여전히 3㎜의 두께를 보유한다. 따라서 상호 간에 나란히 배치되는 횡방향 리브 부재(57)들은 점점 더 협폭으로 가늘어지면서 상호 간에 각각 6°의 각도(64)를 이루게 된다.

횡방향 리브 부재(57)들은 원추형으로 점점더 가늘어지면서 약 10㎜ 폭의 첨단(63)을 형성하며, 이 첨단의 양쪽 플랭크(65 및 66)는 상호 간에 각각 60°의 플랭크 각도(67)를 이룬다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 가능한 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1) 외에, 마찬가지로 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 도 6에 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)의 중간 구조(2)의 단일의 추가 컴포넌트일 수 있다.

대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는 사다리꼴 부재(141)를 포함하며, 이 사다리꼴 부재는 콘크리트 침목 부재(4) 내에 제공된 사다리꼴 비드(42)(예시로 도 6 참조)에 상보적이며, 그럼으로써 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)에 의해 레일 부재(3) 상에 작용하는 횡력은 중간 구조(2)에 의해 직접적으로 비자갈 궤도(5) 내로, 또는 각각의 콘크리트 침목 부재(4) 내로 유입되고 유도될 수 있다. 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)와 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 사이에 배치되며, 더욱 정확하게 말하면 특히 사다리꼴 부재(141)가 레일 부재(3)의 아래에 위치하는 사다리꼴 비드(42) 내에 배치될 수 있는 방식으로 레일 부재(3)(예시로 도 6 참조)의 아래에 배치된다.

대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는, 사다리꼴 부재(141)를 제외하고, 자신의 편편한 본체(158)로 편편하게 형성되고 자신의 두 장변 테두리(143 및 144) 상에서는 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스(145 및 146)를 포함하며, 이 길쭉한 재료 리세스는 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)의 종방향 연장부(148)의 방향(147)으로 연장된다.

대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는 두 장변 테두리(143 및 144) 상에 재차 2개의 돌출 치부(149 및 150 또는 151 및 152)를 각각 포함한다. 돌출 치부들(149 및 150 또는 151 및 152)은 여기서도 각각의 재료 리세스(145 또는 146)보다 더 돌출된다.

사다리꼴 부재(141)는 자신의 사다리꼴 부재 종방향 연장부(154)로 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)의 제1 단변 테두리(155)에서부터 제2 단변 테두리(156)까지, 그에 따라 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)의 종방향 연장부(148)의 방향(147)으로도 연장된다.

사다리꼴 부재(141)는 본 대안의 실시예의 경우 자신의 사다리꼴 부재 종방향 연장부(154)와 관련하여 횡방향으로 배치되는 복수의 (예시로만 번호가 표시된) 횡방향 리브 부재(157)로 구성되며, 이들 횡방향 리브 부재는 대안의 사다리꼴 레일 패드 부재(140)의 편편한 본체(158) 상에서 사다리꼴 몸체(159)를 형성한다.

횡방향 리브 부재(157)들은 상호 간에 이격되어 일렬(160)로 상호 간에 나란히 배치되며, 개별 횡방향 리브 부재(157)들은 중앙 웨브 부재(170)에 의해 추가로 상호 간에 연결된다. 그 결과, 사다리꼴 부재(141)의 안정성은 유의적으로 증가된다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(140)는, 중앙 웨브 부재(170)를 제외하고, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40)와 동일하게 형성된다. 이런 점에 있어서, 이와 관련한 기재내용 역시도 참조된다.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 추가의 가능한 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(240)는, 단일의 탄성 레일 패드 부재(1) 외에, 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 도 6에 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)의 중간 구조(2)의 단일의 추가 컴포넌트일 수 있다.

추가의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(240)는, 자신의 사다리꼴 부재(241)를 제외하고, 앞에서 기재한 경질 레일 패드 부재(40)(도 2a 내지 도 2d) 및 (140)(도 3a 내지 도 3c)와 실질적으로 동일하다. 이런 점에 있어서, 하기에서는 상이하게 구성된 사다리꼴 부재(241)만이 다루어지며, 상기 추가의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(240)의 나머지 구성과 관련해서는 반복을 피하기 위해 전술한 기재내용이 참조된다.

추가의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(240)의 사다리꼴 부재(241)는 중공 몸체(275)를 특징으로 하며, 이 중공 몸체(275)는 안정화하는 내부 횡방향 웨브(277)를 통해 공간상 분할되어 2개로 분리된 공동부(276)를 포함한다. 중공 몸체(275)를 통해 사다리꼴 부재(241)는 더 적은 재료로 형성되며, 그리고 추가의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(240)는 그에 상응하게 경량으로 형성된다. 이 경우, 2개의 분리된 공동부(276)의 두 중공 챔버(278 및 279)는 보강된 (예시로만 번호가 표시된) 벽 영역(280)들을 통해 원추형으로 형성되며, 그럼으로써 사다리꼴 부재(241)는 중공 몸체(275)에도 불구하고 매우 안정적이다.

도상(미도시)의 비자갈 궤도(5)의 콘크리트 침목 부재(4) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)(도 6 참조)의 가능한 제1 각도 가이드 플레이트이면서 도 5a 내지 도 5d에 도시된 상기 제1 각도 가이드 플레이트(90)는 하나의 플레이트 단부(91) 상에 2개의 재료 공동부(92 및 93)를 포함하며, 이들 재료 공동부들 내로는, 각각의 각도 가이드 플레이트(90)와 중간 구조(2)의 상응하는 컴포넌트들을 형태 결합 방식으로 특히 밀접하게 상호 간에 맞물리게 하기 위해, 기재되는 돌출 치부(25, 26 또는 27, 28 및 49, 50 또는 51, 52 또는 149, 150 또는 151, 152)들이 맞물린다.

이 경우, 2개의 재료 공동부(92 및 93)는 각도 가이드 플레이트(90)의 장변(94) 상에, 그리고 그 밖에도 장변(94)의 모서리(95 및 96)들 내에 배치되며, 그럼으로써 그에 상응하게 상보적으로 형성된 돌출 치부(25, 26 또는 27, 28 및 49, 50 또는 51, 52 또는 149, 150 또는 151, 152)들은 끼워 맞춤 방식으로 각각의 재료 공동부(92 또는 93) 내로 맞물릴 수 있다.

각도 가이드 플레이트(90)는 사다리꼴 웨지 부재(97)를 포함하며, 이 웨지 부재에 의해 각도 가이드 플레이트는 비자갈 궤도(5)의 추가의 사다리꼴 비드(98)(도 6 참조) 내로 맞물릴 수 있다.

도 6에 예시로 도시된 레일 체결 시스템(S)은 본원의 바람직한 중간 구조(2)를 포함하며, 이 중간 구조는 본 발명에 따르는 단일의 탄성 레일 패드 부재(101)와 본 발명에 따라서 사다리꼴 부재(341)를 구비한 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(340)로만 구성된다(도 1 내지 도 4 참조).

경질 사다리꼴 레일 패드 부재(340)는 자신의 사다리꼴 부재(314)에 의해 앞에서 상세하게 기재한 것처럼 콘크리트 침목 부재(4)의 사다리꼴 비드(42) 내에 고정된다.

그 밖에도, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(101) 및 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(340)는 앞에서 기재한 방식(도 5 참조)으로 각도 가이드 플레이트(190)들과 형태 결합 방식으로 상호 간에 맞물린다.

이 경우, 레일 저부(9)뿐만 아니라 각각의 각도 가이드 플레이트(190)는 콘크리트 침목 부재(4)에 대해 (예시로만 번호가 표시된) 통상의 레일 클램프(11)에 의해 고정된다.

이를 위해, (예시로만 번호가 표시된) 레일 클램프(11)는 (예시로만 번호가 표시된) 나사(13)에 의해 고정되며, 이 나사는 콘크리트 침목 부재(4) 내에 구성된 (예시로만 번호가 표시된) 나사 앵커(12) 내에 공지된 방식으로 암나사부 및 수나사부로 나사 조임 된다.

이런 관점에서, 분명하게 주지할 사항은, 상기에서, 또는 특허청구범위 및/또는 도면에서 기재되는 해결책들의 특징들이 경우에 따라, 설명한 특징들, 효과들 및 장점들을 그에 상응하게 누적되는 방식으로 구현하고 달성할 수 있도록 하기 위해, 조합될 수도 있다는 점이다.

자명한 사실로서, 앞에서 설명한 실시예들은 단지 제1 구현예들일 뿐이라는 점이다. 이런 점에 있어서, 본 발명의 구현예는 상기 실시예들로만 국한되지 않는다.

1: 단일의 탄성 레일 패드 부재
2: 중간 구조
3: 레일 부재
4: 콘크리트 침목 부재
5: 비자갈 궤도
6: 횡단면
7A: 종방향
7B: 횡방향
8: 종방향 연장부
9: 레일 저부
10: 하면
11: 레일 클램프
12: 고정 앵커
13: 나사
15: 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역
16: 더 약한 탄성을 갖도록 형성된 외부 탄성 영역
17: 중심점
18: 제1 장변 테두리
19: 제1 단변 테두리
20: 제2 장변 테두리
21: 제2 단변 테두리
22: 몸체
23: 제1 재료 리세스 영역
24: 제2 재료 리세스 영역
25: 제1 돌출 치부
26: 제2 돌출 치부
27; 제3 돌출 치부
28: 제4 돌출 치부
30: 원형 재료 리세스
31: 상면
32: 하면
33: 테두리
40: 경질 사다리꼴 레일 패드 부재
41: 사다리꼴 부재
42: 사다리꼴 비드
43: 제1 장변 테두리
44: 제2 장변 테두리
45: 제1 재료 리세스
46: 제2 재료 리세스
47: 방향
48: 종방향 연장부
49: 제1 돌출 치부
50: 제2 돌출 치부
51: 제3 돌출 치부
52: 제4 돌출 치부
54: 사다리꼴 부재 종방향 연장부
55: 제1 단변 테두리
56: 제2 단변 테두리
57: 횡방향 리브 부재
58: 편편한 본체
59: 사다리꼴 몸체
60: 일렬
61: 이격 간격
62: 베이스 섹션
63: 첨단
64: 각도
65: 제1 플랭크
66: 제2 플랭크
67: 플랭크 각도
90: 각도 가이드 플레이트
91: 플레이트 단부
92: 제1 재료 공동부
93: 제2 재료 공동부
94: 장변
95: 제1 모서리
96: 제2 모서리
97: 사다리꼴 웨지 부재
98: 추가 사다리꼴 비드
101: 단일의 탄성 레일 패드 부재
140: 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재
141: 사다리꼴 부재
143: 제1 장변 테두리
144: 제2 장변 테두리
145: 제1 재료 리세스
146: 제2 재료 리세스
147: 방향
148: 종방향 연장부
149: 제1 돌출 치부
150: 제2 돌출 치부
151: 제3 돌출 치부
152: 제4 돌출 치부
154: 사다리꼴 부재 종방향 연장부
155: 제1 단변 테두리
156: 제2 단변 테두리
157: 횡방향 리브 부재
158: 편편한 본체
159: 사다리꼴 몸체
160: 일렬
170: 중앙 웨브 부재
190: 각도 가이드 플레이트
240: 추가의 대안의 경질 사다리꼴 레일 패드 부재
241: 사다리꼴 부재
275: 중공 몸체
276: 2개로 분리된 공동부
277: 횡방향 리브 웨브
278: 제1 중공 챔버
279: 제2 중공 챔버
280: 벽 영역
340: 사다리꼴 레일 패드 부재
341: 사다리꼴 부재
S: 레일 체결 시스템
D: 지름
d: 두께
h: 높이

Claims

비자갈 궤도(5) 상에 레일 부재(3)를 체결하기 위한 레일 체결 시스템(S)으로서, 레일 부재(3)와 비자갈 궤도(5) 사이에 비자갈 궤도(5)와 레일 부재(3)를 탄력적으로 작동 연결하는 중간 구조(2)가 배치되는, 상기 레일 체결 시스템에 있어서, 상기 중간 구조(2)는 단지 하나의 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)만을 포함하며, 상기 탄성 레일 패드 부재는 자신의 횡단면(6)에 걸쳐서 자신의 종방향 연장부(8)의 방향(7A)으로, 그리고/또는 자신의 종방향 연장부(8)에 대해 횡방향의 방향(7B)으로 가변 탄성 분포를 나타내는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 상기 레일 부재(3)의 하면(10) 상에 직접 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 더 강한 탄성을 갖도록 형성되어 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)의 테두리(18, 19, 20, 21)들로부터 완전히 이격되는 내부 탄성 영역(15)을 포함하며, 특히 상기 테두리(18, 19, 20, 21)들로부터의 이격 간격은 30㎜ 미만, 바람직하게는 20㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제3항에 있어서, 더 약한 탄성을 갖도록 형성되는 외부 탄성 영역(16)은 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)을 완전히 에워싸는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 더 강한 탄성을 갖도록 형성되어 중심점(17) 둘레에 동심으로 배치되는 내부 탄성 영역(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는, 더 약한 탄성을 갖도록 형성되어 원형, 타원형 또는 계란형의 내부 탄성 영역(15)에 인접하는 외부 탄성 영역(16)보다 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 원형, 타원형 또는 계란형의 내부 탄성 영역(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)은 60㎜와 100㎜ 사이, 바람직하게는 80㎜의 지름(D)을 갖는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)은, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)의 더 약한 탄성을 갖도록 형성되어 인접하는 외부 탄성 영역(16)보다 더 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)은 3㎜와 10㎜ 사이의 두께, 바람직하게는 5.5㎜의 두께(d)를 갖는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 더 강한 탄성을 갖도록 형성된 내부 탄성 영역(15)은 15:1의 지름/두께 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 12:15:1의 폭:깊이:높이(h)의 관계를 갖는 외부 치수, 바람직하게는 210㎜ x 148㎜ x 10㎜의 외부 치수를 보유하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 상기 레일 부재(3)의 총 중첩 표면의 관점에서 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 실제로 하중 지지 능력이 있는 지지 표면에 대해 1.2의 지지 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 35kN/㎜의 정적 스프링 탄성계수를 보유하며, 상기 정적 스프링 탄성계수는 28kN과 78kN 사이의 할선으로서 측정되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 45kN/㎜ 미만의 동적 스프링 탄성계수(< 45kN/㎜)를 보유하며, 상기 동적 스프링 탄성계수는 실온 및 15Hz의 주파수 조건에서 28kN과 78kN 사이의 할선으로서 측정되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 1.3 미만의 강성 계수(< 1.3)를 갖는 동적 스프링 탄성계수와 정적 스프링 탄성계수 간 비율을 나타내는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 초미세 고무 또는 폴리우레탄으로 이루어진 몸체(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리(18, 20) 상에 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스 영역(23, 24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제17항에 있어서, 상기 길쭉한 재료 리세스 영역(23, 24)은 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1)의 장변 테두리(18, 20)들의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)는 자신의 테두리들 중 적어도 2개의 테두리(18, 20) 상에 각각 2개의 돌출 치부(25, 26, 27, 28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자갈 궤도(5)는 다기능 침목 부재들을 포함하고, 상기 레일 체결 시스템(S)의 상기 중간 구조(2)는 사다리꼴 부재(41; 1401; 241; 314)를 구비하여 형성된 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40; 140; 240; 340)를 포함하며, 이 경질 사다리꼴 레일 패드 부재는 상기 단일의 탄성 레일 패드 부재(1; 101)와 상기 비자갈 궤도(5)의 구조 부재(4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항에 있어서, 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40; 140; 240; 340)는 측면 각도 가이드 플레이트(90)들에 의해 상기 비자갈 궤도(5) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40; 140; 240; 340)의 사다리꼴 부재(41; 141; 241; 341)는 상기 비자갈 궤도(5)로 향해 있는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사다리꼴 부재(41; 141; 241; 341)는 상기 레일 부재(3)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사다리꼴 부재(41; 141)는 복수의 횡방향 리브 부재(57; 157)를 통해 제조되는 사다리꼴 몸체(59; 159)를 포함하며, 이 몸체는 특히 중앙 웨브 부재(170)를 통해 보강되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사다리꼴 부재(241)는 중공 몸체(275)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제25항에 있어서, 상기 중공 몸체(275)는 내부 횡방향 웨브(277)를 통해 공간상 분할되어 2개로 분리된 공동부(276)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제20항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40; 140; 240; 340)는 자신의 테두리(43, 44, 55, 56; 143, 144, 155, 156)들 중 적어도 2개의 테두리 상에 각각 하나의 길쭉한 재료 리세스(45, 46; 145, 146)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제27항에 있어서, 상기 길쭉한 재료 리세스(45, 46; 145, 146)들은 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(40; 140; 240; 340)의 종방향 연장부(48; 148)의 방향(47; 147)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경질 사다리꼴 레일 패드 부재(41; 141; 241; 341)는 자신의 테두리(43, 44, 55, 56; 143, 144, 155, 156)들 중 적어도 2개의 테두리 상에 각각 2개의 돌출 치부(49, 50, 51, 52; 149, 150, 151, 152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레일 체결 시스템(S)은 각도 가이드 플레이트(90; 190)를 포함하며, 이 각도 가이드 플레이는 적어도 하나의 플레이트 단부(91) 상에 치부(25, 26, 27, 28; 49, 50, 51, 52; 149, 150, 151, 152)들을 수용하기 위한 2개의 재료 공동부(92, 93)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제30항에 있어서, 상기 2개의 재료 공동부(92, 93)는 모두 상기 각도 가이드 플레이트(90; 190)의 일측 장변(94) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 2개의 재료 공동부(92, 93)는 상기 각도 가이드 플레이트(90; 190)의 모서리(95, 96)들 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 공동부(92, 93)들은 상기 각도 가이드 플레이트의 판 두께의 관점에서 상기 각도 가이드 플레이트(90; 190)를 부분적으로만 공동화하는 것을 특징으로 하는 레일 체결 시스템(S).