KR20170052578A - 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치 - Google Patents

브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치 Download PDF

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KR20170052578A
KR20170052578A KR1020177005621A KR20177005621A KR20170052578A KR 20170052578 A KR20170052578 A KR 20170052578A KR 1020177005621 A KR1020177005621 A KR 1020177005621A KR 20177005621 A KR20177005621 A KR 20177005621A KR 20170052578 A KR20170052578 A KR 20170052578A
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tube
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KR1020177005621A
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글린 에이. 주니어. 핀치
마리아 쿤
피터 디. 마턴
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웨스팅하우스 에어 브레이크 테크놀러지스 코포레이션
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Abstract

브레이크 유닛 용 피스톤 스트로크 센서 장치는 피스톤과 피스톤 튜브를 포함하는 브레이크 유닛과, 상기 브레이크 유닛에 지지된 근접 센서를 포함한다. 상기 근접 센서는 상기 근접 센서에 대한 상기 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 상기 브레이크 유닛 내의 피스톤의 위치를 결정할 수 있다. 상기 근접 센서는 유도형 근접 센서일 수 있다. 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 홈이 형성될 수 있다. 상기 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때 상기 근접 센서가 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출할 수 있다. 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때 상기 근접 센서가 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출하지 못할 수 있다.

Description

브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치{Piston Stroke Sensor Arrangement for a Brake unit}
본 발명은 일반적으로 피스톤 스트로크 센서 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 차량의 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치에 관한 것이다.
철도 차량의 제동 유닛 검사에 관한 연방 규정에 따르면, 각 통근 및 단거리 도시 간 여객 열차는, 열차가 배치되거나 계속 운행되는 날마다 적어도 한 번씩 클래스Ⅰ 브레이크 테스트를 받아야 한다. 작업자는 브레이크 시스템에 압력 유체를 공급하고 디스크 브레이크 유닛의 캘리퍼에있는 브레이크 패드가 철도 차량의 디스크 표면에 제대로 접촉하도록 해야 한다. 열차 운전자는 열차를 전체적으로 걸어보고 육안으로 패드 대 디스크 접촉을 확인해야 한다. 이러한 검사 중에 운전자가, 특히 브레이크 유닛이 철도 차량의 내부에 위치한 차량의 경우, 브레이크 적용을 보고 적절하게 식별하는 것이 어려울 수 있다. 브레이크 유닛이 철도 차량의 내부 기내에 위치 할 때, 작업자는 피트 또는 유지 보수 설비를 사용하여 브레이크 유닛을 검사하여 철도 차량의 기내 부분에 접근 할 필요가 종종 있다.
전술 한 견지에서, 전자 신호를 사용하여 열차 운전자에게 브레이크 유닛의 작동 표시를 제공하는 장치에 대한 필요성이 존재한다. 브레이크 유닛이 적용 위치인지 해제 위치인지 여부를 식별하는 장치가 필요하다. 시각적 출발전 브레이크 기능 검사를 수행하기 위한 대안적인 수단을 제공 할 필요가 있다.
일 실시 예에서, 브레이크 유닛 용 피스톤 스트로크 센서 장치는 피스톤 및 피스톤 튜브를 포함하는 브레이크 유닛과, 브레이크 유닛 상에 지지된 근접 센서를 포함한다. 근접 센서는 근접 센서에 대한 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 브레이크 유닛 내의 피스톤의 위치를 결정할 수 있다.
근접 센서는 유도형 근접 센서(inductive proximity sensor)일 수 있다. 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 홈(groove)이 형성될 수 있다. 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 근접 센서가 피스톤 튜브의 금속을 검출할 수 있다. 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때, 근접 센서가 피스톤 튜브의 금속을 검출하지 못할 수 있다. 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때, 근접 센서가 피스톤 튜브의 홈쪽으로 향하게 될 수 있다. 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 근접 센서는 홈을 포함하지 않는 피스톤 튜브의 부분으로 향해 있을 수 있다. 돌출부는 피스톤 튜브의 외주면에 제공될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되면 근접 센서가 피스톤 튜브의 돌출부쪽으로 향하게 될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되지 않은 경우 근접 센서가 피스톤 튜브의 돌출부쪽으로 향하지 않을 수 있다. 공기압 표시기는 유체 공급원과 브레이크 유닛 사이의 유체 연통(fluid communication) 상태에 위치될 수 있다. 통보 장치가 근접 센서(proximity sensor) 및 공기압 표시기(air pressure indicator)에 연결될 수 있다. 공기압 표시기는 브레이크 유닛에 공급되는 공기 압력의 양을 식별하는 정보를 통보 장치에 전송하도록 구성될 수 있다. 근접 센서로부터의 정보는 브레이크 유닛 내의 피스톤 위치를 식별하기 위해 통보 장치로 보내질 수 있다. 브레이크 유닛은 디스크 브레이크 유닛일 수 있다. 근접 센서는 브레이크 유닛의 피스톤이 오버-스트로크(over-stroke) 위치에 위치할 때를 검출하도록 구성될 수 있다. 브레이크 유닛은 피스톤 및 피스톤 튜브를 지지하는 앵커 플랜지(anchor flange)를 포함할 수 있다. 근접 센서는 피스톤 튜브에 인접한 상기 앵커 플랜지에 위치될 수 있다.
다른 실시 예에서, 피스톤 스트로크 센서 장치를 갖는 철도 차량은 피스톤과 피스톤 튜브를 포함하는 브레이크 유닛과, 브레이크 유닛 상에 위치되는 근접 센서를 포함하는 철도 차량을 포함한다. 근접 센서는 근접 센서에 상대적인 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 브레이크 유닛 내의 피스톤의 위치를 결정할 수 있다.
근접 센서는 유도형 근접 센서일 수 있다. 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 홈(groove)이 형성될 수 있다. 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때 근접 센서가 피스톤 튜브의 금속을 검출할 수 있다. 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때 근접 센서가 피스톤 튜브의 금속을 검출하지 못할 수 있다. 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때 근접 센서가 피스톤 튜브의 홈쪽으로 향하게 될 수 있다. 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 근접 센서는 홈을 포함하지 않는 피스톤 튜브의 부분쪽으로 향해 있을 수 있다. 돌출부는 피스톤 튜브의 외주면에 제공될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되면 근접 센서가 피스톤 튜브의 돌출부쪽으로 향하게 될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되지 않은 경우 근접 센서가 피스톤 튜브의 돌출부쪽으로 향하지 않을 수 있다. 공기압 표시기는 유체 공급원과 브레이크 유닛 사이의 유체 연통(fluid communication) 상태에 위치될 수 있다. 통보 장치가 근접 센서 및 공기압 표시기에 연결될 수 있다. 공기압 표시기는 브레이크 유닛에 공급되는 공기 압력의 양을 식별하는 정보를 통보 장치에 전송하도록 구성될 수 있다. 근접 센서로부터의 정보는 브레이크 유닛 내의 피스톤 위치를 식별하기 위해 통보 장치로 보내질 수 있다. 브레이크 유닛은 디스크 브레이크 유닛일 수 있다. 근접 센서는 브레이크 유닛의 피스톤이 오버-스트로크 위치에 위치할 때를 검출하도록 구성될 수 있다. 브레이크 유닛은 피스톤 및 피스톤 튜브를 지지하는 앵커 플랜지를 포함할 수 있다. 근접 센서는 피스톤 튜브에 인접한 앵커 플랜지에 위치될 수 있다.
다른 실시 예에서, 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 위치를 결정하는 방법은 다음 단계를 포함한다. 즉, 피스톤 및 피스톤 튜브를 포함하는 브레이크 유닛 및 상기 브레이크 유닛 상에 위치된 근접 센서를 제공하는 단계; 상기 근접 센서로부터 상기 피스톤 튜브로 검출 신호를 방출하는 단계; 및 상기 근접 센서로부터 방출된 상기 검출 신호에 대한 상기 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 상기 브레이크 유닛 내의 상기 피스톤의 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 홈이 형성될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되면 근접 센서에서 방출된 검출 신호가 피스톤 튜브의 홈쪽으로 향하게 될 수 있다. 브레이크 유닛이 적용되지 않을 때, 근접 센서로부터 방출된 검출 신호는 홈(groove)을 포함하지 않는 피스톤 튜브의 부분 쪽으로 향하게 될 수 있다.
추가적인 세부 사항들 및 이점들은 첨부된 도면들과 관련하여 읽혀지는 다음의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치의 정면 사시도.
도 2a는 도 1의 브레이크 유닛의 2A-2A에 대한 단면도.
도 2b는 도 1의 브레이크 유닛의 2B-2B에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피스톤 튜브의 정면 사시도.
도 4는 도 3의 피스톤 튜브의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 비-적용 위치에서 근접 센서 및 피스톤 튜브를 나타내는 단면도.
도 6은 적용 위치에서 도 5의 근접 센서 및 피스톤 튜브의 단면도.
도 7은 오버-스트로크 위치에서 도 5의 근접 센서 및 피스톤 튜브의 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 피스톤 튜브의 측면도.
이하의 설명의 목적을 위해 사용된 공간적 방위(orientation) 용어는, 그것이 첨부된 도면, 수치 또는 다음의 상세한 설명에서 기술된 다른 사항들에서 지향하는 것처럼, 참조된 실시예와 관련된다. 그러나, 이하 기재된 실시 예는 많은 다른 변형 및 구성을 가정할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 도면, 수치, 또는 여기서 설명된 다른 사항에서 설명된, 특정 구성 요소, 장치, 특징 및 동작 순서는, 단지 예시적인 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다.
본 발명은 일반적으로 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치에 관한 것으로, 특히 근접 센서를 포함하는 디스크 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치에 관한 것이다. 피스톤 스트로크 센서 장치의 구성 요소의 특정 바람직한 및 비 한정적인 실시 예가 도 1 내지 도 8에 도시되어있다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 브레이크 유닛 (10)이 도시되어있다. 일 실시 예에서, 브레이크 유닛 (10)은 철도 차량에 일반적으로 사용되는 디스크 브레이크 유닛의 일부일 수 있다. 그러나, 많은 다양한 유형의 브레이크 유닛이 사용될 수 있다는 것을 이해해야하며, 자전거, 자동차, 버스, 및 휠에 제동력을 부여하기 위해 브레이크 디스크를 사용하는 다른 유형의 차량과 함께 사용되는 디스크 브레이크 유닛을 포함한다. 브레이크 유닛 (10)은 실린더 (12), 앵커 플랜지(anchor flange) (14), 제 1 및 제 2 연장 부재 (16a, 16b), 및 벨로우즈(bellows) (18)를 포함한다. 실린더 (12)와 앵커 플랜지 (14)는 고정 링(retaining ring) (21) 및 복수의 체결구(fastener) (20)를 사용하여 서로 고정된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 고정 링 (21)은 실린더 (12)와 앵커 플랜지 (14) 사이에 위치되고 패스너 (20)는 실린더 (12)와 앵커 플랜지 (14)를 고정 연결되도록 고정시킨다. 입구 (22)는 실린더 (12)로부터 외측으로 연장되고 철도 차량 (42)상의 유체 공급원 (40)으로부터 브레이크 유닛 (10)으로 가압 유체를 공급하도록 구성된다. 공기압 표시기 (41)는 유체 공급원 (40)과 입구(22) 사이에 유체 연통(fluid communication) 상태로 위치하여 브레이크 유닛 (10)에 공급되는 공기압을 측정한다. 일 실시 예에서, 공기압 지시기 (41)는 압력 변환기(pressure transducer)일 수 있다. 연장 부재 (16a, 16b)는 디스크 브레이크 유닛 (미도시)의 캘리퍼 조립체(caliper assembly) (미도시)에 연결되도록 구성된다.
근접 센서 (30)는 앵커 플랜지 (14)에 형성된 개구를 통해 삽입될 수 있다. 근접 센서 (30)는 물체와 물리적인 접촉없이 근접한 물체, 특히 금속 물체의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있다. 근접 센서 (30)는 검출 신호 (S)를 방출하고 리턴 신호의 변화를 식별한다. 리턴 신호의 값 및 브레이크 유닛 (10)에 공급되는 공기 압력에 따라, 통보 장치 (38)가 목표 대상물의 위치를 결정한다. 용량성 변위 센서, 광 센서, 와전류 센서, 유도 센서, 레이저 센서, 자기 센서, 레이더 센서, 소나 센서 (sonar sensor), 또는 초음파 센서를 포함하여, 많은 다른 유형의 근접 센서가 브레이크 유닛 (10)과 함께 사용될 수 있다. 바람직한 일 실시 예에서, 유도형 근접 센서가 사용된다. 근접 센서 (30)는 원통형일 수 있고 앵커 플랜지 (14) 내에 유지된다. 근접 센서 (30)는 사다리꼴, 삼각형, 직사각형 또는 타원형 단면 형상을 가질 수 있다. 근접 센서 (30)는 제 위치에 근접 센서 (30)를 고정하는데 사용되는 잠금 너트 (미도시)와 함께 앵커 플랜지 (14) 내로 나사 결합될 수 있다. 근접 센서 (30)는 마찰 끼워맞춤식으로 설치될 수도 있지만, 근접 센서 (30)는 체결구와 플랜지 또는 접착제를 사용하여 설치 될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 케이블 (32)은 근접 센서 (30)를 커넥터 (34)에 연결한다. 커넥터 (34)는 플랜지 (36)에 의해 앵커 플랜지 (14)에 고정된다. 근접 센서 (30)는 위치 출력 정보를 커넥터 (34)를 통해 통보 장치 (38)에 전송한다. 공기압 지시기 (41)는 통보 장치 (38)와 통신하여 공기압 정보를 통보 장치 (38)에 전송할 수 있다. 통보 장치 (38)는 브레이크 유닛 (10)에 직접 설치된 표시 패널, 철도 차량의 운전자가 보유하는 원격 핸드 헬드 유닛, 철도 차량의 제어 패널, 또는 철도 모니터링 스테이션에 설치된 제어 패널 및/또는 중앙 처리 유닛 (CPU) 등일 수 있다. 커넥터 (34)는 유선 연결을 통해 또는 원격으로 신호 정보를 전송할 수 있음을 이해해야 한다. 커넥터 (34)는 원격 신호 방출 장치 (미도시)에 연결되거나 제어 패널 및/또는 CPU에 배선 연결될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 브레이크 유닛 (10)은 철도 차량의 브레이크 디스크에 제동력을 인가하도록 구성된 피스톤 조립체를 수용한다. 전술한 바와 같이, 스핀들 헤드 (24)는 철도 차량의 브레이크 디스크에 제동력을 인가하는 캘리퍼 조립체에 연결될 수 있다. 스핀들 헤드 (24)는 브레이크 유닛 (10) 내에 수용된 스핀들 (44)에 나사식으로 고정될 수 있다. 스핀들 (44)은 브레이크 유닛 (10)의 종축 (L)을 따라 이동 가능하다. 벨로우즈 (18)는 앵커 플랜지 (14)로부터 스핀들 커버(28)까지 뻗어있다. 벨로우즈 (18)는 클램프 링 (26)으로 브레이크 유닛 (10)에 고정된다. 벨로우즈 (18)는 접착제, 체결구(fastener), 케이블 타이 또는 용접과 같은 다른 방법을 사용하여 고정될 수 있다. 스핀들 커버 (28)는 스핀들 헤드 (24)에 가까운 스핀들 (44)의 일측 단부에 제공될 수 있다. 도 2a에 도시 된 바와 같이, 스핀들 커버 (28)는 스핀들 헤드 (24)와 스핀들 (44) 사이에 유지될 수 있다.
콜레트(collet) 지지체 (46)는 또한 브레이크 유닛 (10)에 제공된다. 콜레트 지지체 (46)의 일측 단부는 스핀들 (44)을 둘러싸고 콜레트 지지체 (46)의 대향 단부는 앵커 플랜지 (14)의 단부에 연결된다. 콜레트 지지체 (46)와 앵커 플랜지 (14)는 서로 연결되는 대응 나사식 단부들을 포함한다. 바이어싱(biasing) 부재 (48)는 콜레트 지지체 (46)의 일측 단부에 위치된다. 제1 콜레트 (50)는 또한 콜릿 지지체 (46) 내에 위치되고 스핀들 (44) 주위에 위치된다. 바이어싱 부재 (48)가 제1 콜릿 (50)에 의해 압축될 때, 바이어싱 부재 (48)는 제1 콜릿 (50)에 대해 편향력을 생성한다.
제2 콜레트 (52)는 스핀들 (44)의 하부 주위에 위치되고 브레이크 유닛 (10)의 피스톤 튜브 (54)의 내부에 제공된다. 피스톤 튜브 (54)는 브레이크 유닛 (10)의 작동 중에 제2 콜레트 (52)의 이동에 영향을 미친다. 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54)에 인접한 앵커 플랜지 (14) 내에 위치된다.
홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)의 외부 표면에 형성된다. 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)에 형성된 절개부 또는 함몰부일 수 있다. 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)의 전체 외주면 주위로 연장될 수 있다. 홈 (56)은 앵커 플랜지 (14)에 제공된 근접 센서 (30)의 위치에 인접하여 피스톤 튜브 (54) 상에 형성될 수 있다. 피스톤 튜브 (54)가 브레이크 유닛 (10)의 작동 중에 회전할 수 있기 때문에, 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)의 외부 표면 주위에 형성될 수 있다. 근접 센서 (30)에 대한 피스톤 튜브 (54)의 각도 방향에 관계없이, 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54)의 위치 판독을 수행할 수 있다. 또한, 홈 (56)을 사용하는 대신에, 돌출부(57)는 피스톤 튜브 (54)의 외주면으로부터 연장될 수 있다(도 8 참조). 돌출부 (57)는 근접 센서 (30)로부터 정확한 판독을 보장하기 위해 사각형으로 될 수 있다. 그루브 (56)에 관한 부가적인 세부 사항이 이하에 제공된다.
홈 (56)이 피스톤 튜브 (54)와 함께 사용되지만, 대신에 하나의 구멍이 피스톤 튜브 (54)에 제공될 수도 있다. 브레이크 유닛 (10)의 작동 중에 회전 운동을 경험할 수 있는 브레이크 유닛 (10)의 피스톤 튜브 (54)와 달리, 일부 피스톤 튜브는 회전 운동없이 선형 방향으로만 움직일 수 있다. 이 동작 중에 피스톤 튜브가 회전하지 않을 수 있기 때문에, 피스톤 튜브의 외주면 전체 주위로 홈을 설치할 필요가 없다. 따라서, 하나의 구멍 또는 복수의 구멍이 근접 센서에 인접한 선형 피스톤 튜브의 일부분으로 천공될 수 있다.
브레이크 유닛 (10)의 실린더 (12)는 내부에 제1 캐비티 (58)와 제2 캐비티 (59)를 형성하고 바이어싱 부재 (60)와 피스톤 (62)을 수용한다. 바이어싱 부재 (60)는 제 2 캐비티 (59)에 제공될 수 있다. 피스톤 튜브 (54)와 피스톤 (62)는 함께 용접될 수 있다. 브레이크 유닛 (10)의 작동 중에, 가압 유체는 입구 (22)를 통해 제1 캐비티 (58)에 제공된다. 가압 유체는 피스톤 (62)의 일측에 작용하여 바이어싱 부재 (60)를 압축한다. 바이어싱 부재 (60)가 압축됨에 따라, 바이어싱 힘이 피스톤 (62)에 대해 생성된다. 피스톤 (62)이 브레이크 유닛 (10) 내로 더 이동됨에 따라, 피스톤 (62) 및 피스톤 튜브 (54)는 브레이크 유닛 (10)의 종축 (L)을 따라 위로 이동한다. 피스톤 튜브 (54)는 제2 콜레트 (52) 쪽으로 이동하여 접촉한다. 피스톤 튜브 (54)가 위로 이동하면, 제2 콜레트 (52)는 스핀들 (44)을 파지하여 브레이크 유닛 (10)에서 스핀들 (44)을 상향 이동시킨다. 스핀들 (44)은 브레이크 유닛 (10)의 종축 (L)을 따라 이동되어, 스핀들 헤드 (24)를 브레이크 유닛 (10)으로부터 더 멀리 이동시킨다. 스핀들 헤드 (24)가 브레이크 유닛 (10)으로부터 더 멀리 이동함에 따라, 피봇력(pivoting force)이 브레이크 패드를 통해 철도 차량의 브레이크 디스크에 압력을 가하는 캘리퍼 조립체 (미도시)에 인가된다. 이 이동 중에, 피스톤 튜브 (54)는 근접 센서 (30)에 대해 브레이크 유닛 (10)의 종축 (L)을 따라 앵커 플랜지 (14) 내에서 이동한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 피스톤 튜브 (54)의 홈 (56)에 대한보다 상세한 설명이 제공된다. 도시된 바와 같이, 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)에 형성되고 피스톤 튜브 (54)의 외주면을 따라 연장된다. 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)의 전체 외주면에 형성될 수 있고, 또는 피스톤 튜브 (54)의 외주면 일부에만 형성될 수 있다. 홈 (56)의 선단 에지 (64) 및 홈 (56)의 후단 에지 (66)가 피스톤 튜브 (54) 상에 제공된다. 홈 (56)의 선단 에지 (64)는 스핀들 헤드 (24)에 더 가깝게 위치되고, 홈 (56)의 후단 에지 (66)는 실린더 (12)에 더 가깝게 위치된다(도 2A 참조).
도 2a, 도 2b 및 도 5-7을 참조하면, 브레이크 유닛 내의 피스톤 위치를 결정하는 방법에 대한 설명이 제공된다. 근접 센서 (30)의 활성화시, 근접 센서 (30)로부터 검출 신호 (S)가 방출된다. 전술 한 바와 같이, 검출 신호 (S)는 소나(sonar), 레이더, 레이저, 자기(magnetic) 또는 임의의 다른 전자 신호를 포함하는 임의의 유형의 피드백 신호 일 수 있다. 일 실시 예에서, 근접 센서 (30)는 자기장의 사용을 통해 피스톤 튜브 (54)와 같은 금속 물체의 존재를 검출하도록 구성된 유도형 근접 센서(inductive proximity sensor) (30)이다. 근접 센서 (30)는 근접 센서 (30)로부터 방출된 검출 신호 (S)와 브레이크 유닛 (10)에 공급되는 공기압의 양에 대한 피스톤 튜브 (54)의 위치에 기초하여 브레이크 유닛 (10) 내의 피스톤 (62) 및 피스톤 튜브 (54)의 위치를 결정하도록 구성된 검출 신호 (S)를 방출한다. 도 1, 도 2a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤 튜브 (54)가 비-적용 위치에 위치 될 때, 검출 신호 (S)는 피스톤 튜브 (54)의 외주면과 접촉한다. 일 실시 예에서, 검출 신호 (S)는 피스톤 튜브 (54)상의 금속을 검출한다. 금속의 검출에 기초하여, 검출 신호 (S)는 근접 센서 (30)가 금속 물체의 존재를 검출하고 있음을 통보 장치 (38)로 위치 출력 정보를 다시 릴레이한다. 공기압 표시기 (41)는 통보 장치 (38)에 공기압 정보를 또한 전송할 것이다. 브레이크 유닛 (10)의 비-적용 위치에서, 근접 센서 (30)는 금속 물체를 검출할 것이고 공기압 표시기 (41)는 브레이크 유닛 (10)에 공급되는 공기압이 없음을 나타낼 것이다. 이때 통보 장치 (38)는 브레이크 유닛 (10)이 적용되지 않았다는 표시등 또는 경보 신호를 활성화시킬 수 있다.
브레이크 유닛 (10)이 적용됨에 따라, 피스톤 (62) 및 피스톤 튜브 (54)는 브레이크 유닛 (10)의 종축 (L)을 따라 이동된다. 도 1, 도 2a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 브레이크 유닛 (10)이 적용될 때, 홈 (56)의 선단 에지 (64)는 검출 신호 (S)를 지나 이동되고 홈 (56)은 근접 센서 (30)로부터 방출된 검출 신호 (S)에 맞게 정렬될 것이다. 검출 신호 (S)는 홈(56) 내의 금속의 부재를 검출하고 이 위치 출력 정보를 통보 장치 (38)에 제공한다. 공기압 표시기 (41)는 공기 압력이 브레이크 유닛 (10)에 제공되고 있음을 나타내는 공기압 정보를 통보 장치 (38)에 또한 전송할 것이다. 브레이크 유닛 (10)에 금속 및 공기 압력의 공급이 없기 때문에, 통보 장치(38)는 브레이크 유닛 (10)이 적용 위치에 있음을 식별한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 홈 (56)은 피스톤 튜브 (54)가 비-적용 위치에 있을 때 적절한 깊이와 너비로 절삭될 수 있으며, 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54) 상의 금속을 검출하고, 피스톤 튜브 (54)가 적용 위치에 있을 때, 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54) 상의 금속의 부재를 검출한다. 근접 센서 (30)는 금속을 검출하도록 구성되지 않을 수도 있다. 대신에, 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54)와 같은 고체 물체를 검출하고 홈 (56)과 같은 고체 물체의 부재를 검출하도록 구성될 수 있다.
도 1, 도 2a 및 도 7에 도시된 바와 같이, 브레이크 유닛 (10)이 과도하게 스트로크(오버-스트로크)될 때, 홈 (56)의 선단 에지 (64) 및 후단 에지 (66)는 스핀들 헤드 (24)를 향한 검출 신호 (S)를 지나 이동된다. 작동 중, 브레이크 유닛 (10)은 브레이크 패드 (도시되지 않음)의 손실 또는 브레이크 유닛 (10)의 내부 고장으로 인해 과도하게 스트로크 될 수 있다. 이러한 상황은 피스톤 튜브 (54)가 원하는 위치를 지나 오버-스트로크 위치로 밀려지게 할 수 있다. 이러한 상황을 인식하는 것은 차량의 운전자에게 유익하므로, 브레이크 유닛 (10)의 적절한 구조에 대한 수리 및 유지 보수가 이루어질 수 있다. 후단 에지 (66)가 검출 신호 (S)를 지나 이동할 때, 근접 센서 (30)는 피스톤 튜브 (54)의 금속을 다시 검출 할 것이고 이 위치 출력 정보를 통보 장치 (38)로 다시 보낼 것이다. 공기압 표시기 (41)는 공기압이 브레이크 유닛 (10)에 공급되고 있음을 나타내는 공기압 정보를 통보 장치 (38)에 전송할 것이다. 금속 물체를 검출하는 근접 센서 (30) 및 공기압이 인가되고 있는 것을 나타내는 공기압 표시기 (41)에 기초하여, 통보 장치 (38)는 브레이크 유닛 (10)이 오버 스트로크 위치에 있다는 것을 식별할 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 브레이크 유닛 (10) 내의 피스톤 튜브 (54)의 위치는 피스톤 튜브 (54) 상에 돌출부 (57)를 제공함으로써 결정될 수 있다. 이 방법은 피스톤 튜브 (54) 상에 홈 (56)을 사용한 방법과 유사하다. 브레이크 유닛 (10)이 적용될 때, 근접 센서 (30)로부터 방출된 검출 신호 (S)는 피스톤 튜브 (54) 상의 돌출부 (57) 쪽으로 향할 수 있다. 브레이크 유닛 (10)이 적용되지 않을 때, 근접 센서 (30)로부터 방출 된 검출 신호 (S)는 피스톤 튜브 (54) 상의 돌출부 (57)를 향하지 않을 수 있다. 검출 신호 (S)는 피스톤 튜브 (54)의 다른 부분을 향해 지향 될 수 있다.
브레이크 유닛에 이러한 피스톤 스트로크 센서 장치를 사용하여, 더 이상 철도 차량의 아래쪽 또는 하부의 브레이크 유닛들을 검사할 필요가 없다. 브레이크 유닛은 차량 내부의 브레이크 유닛을 검사하기 위한 피트(pit) 또는 정비 시설을 필요로하지 않고 원격으로 또는 철도 차량 외부에서 직접 시험할 수 있습니다. 이러한 배치는 또한 신속하고 신속하게 시정 조치가 취해지도록 브레이크 유닛 (10)에 대한 오버-스트로크 상태를 식별하는 것을 돕는다.
브레이크 유닛 용 피스톤 스트로크 센서 장치의 실시 예가 첨부된 도면에 도시되어 있고 상술 한 바와 같이 상세하게 설명되었지만, 다른 실시 예들이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 범위에서 당업자에게 명백하고 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 전술한 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 전술 한 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 정의되며, 청구 범위들의 의미 및 균등 범위 내에 속하는 본 발명의 모든 변경은 그들의 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (20)

  1. 브레이크 유닛용 피스톤 스트로크 센서 장치에 있어서,
    피스톤과 피스톤 튜브를 포함하는 브레이크 유닛; 및
    상기 브레이크 유닛에 지지된 근접 센서를 포함하고,
    상기 근접 센서는 상기 근접 센서에 대한 상기 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 상기 브레이크 유닛 내의 상기 피스톤의 위치를 결정하는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 근접 센서는 유도형 근접 센서를 포함하는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출하고,
    상기 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출하지 못하는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브 상의 상기 홈쪽으로 향하게 되고,
    상기 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 홈을 포함하지 않는 상기 피스톤 튜브의 부분을 향하는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에 돌출부가 제공되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용될 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브 상의 상기 돌출부를 향하고,
    상기 브레이크 유닛이 적용되지 않을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브상의 상기 돌출부를 향하지 않는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  6. 제1항에 있어서, 유체 공급원과 상기 브레이크 유닛 사이의 유체 연통 상태에 있는 공기압 표시기, 및
    상기 근접 센서 및 상기 공기압 표시기에 연결된 통보 장치를 더 포함하고,
    상기 공기압 표시기는 상기 브레이크 유닛에 공급되는 공기 압력의 양을 식별하는 정보를 상기 통보 장치에 전송하도록 구성되며,
    상기 근접 센서로부터의 정보는 상기 브레이크 유닛 내의 상기 피스톤의 위치를 식별하기 위해 상기 통보 장치로 보내지는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 유닛은 디스크 브레이크 유닛을 포함하는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 근접 센서는 상기 브레이크 유닛의 상기 피스톤이 오버-스트로크 위치에 위치될 때를 검출하도록 구성되는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 유닛은 상기 피스톤 및 상기 피스톤 튜브를지지하는 앵커 플랜지를 더 포함하고,
    상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브에 인접한 상기 앵커 플랜지에 위치되는 피스톤 스트로크 센서 장치.
  10. 피스톤 스트로크 센서 배열을 갖는 철도 차량에 있어서
    브레이크 유닛을 포함하되, 피스톤 및 피스톤 튜브를 포함하는 상기 브레이크 유닛을 포함하는 철도 차량; 및
    상기 브레이크 유닛 상에 위치되는 근접 센서를 포함하고,
    상기 근접 센서는 상기 근접 센서에 대한 상기 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 상기 브레이크 유닛 내의 상기 피스톤의 위치를 결정하는 철도 차량.
  11. 제10항에 있어서, 상기 근접 센서는 유도형 근접 센서를 포함하는 피스톤 스트로크 센서 배열을 갖는 철도 차량.
  12. 제11항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 비-적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출하고,
    상기 브레이크 유닛이 적용 위치에 있을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브의 금속을 검출하지 못하는 철도 차량.
  13. 제10항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용될 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브 상의 상기 홈쪽으로 향하게 되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용되지 않을 때, 상기 근접 센서는 상기 홈을 포함하지 않는 상기 피스톤 튜브의 부분을 향하는 철도 차량.
  14. 제10항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 돌기부가 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용될 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브상의 돌출부를 향하고,
    상기 브레이크 유닛이 적용되지 않을 때, 상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브 상의 상기 돌출부를 향하지 않는 철도 차량.
  15. 제10항에 있어서, 유체 공급원과 상기 브레이크 유닛 사이의 유체 연통 상태에 위치되는 공기압 표시기, 및
    상기 근접 센서 및 상기 공기압 표시기에 연결된 통보 장치를 더 포함하고,
    상기 공기압 표시기는 상기 브레이크 유닛에 공급되는 공기 압력의 양을 식별하는 정보를 상기 통보 장치에 전송하도록 구성되며,
    상기 근접 센서로부터의 정보는 상기 브레이크 유닛 내의 상기 피스톤의 위치를 식별하기 위해 상기 통보 장치에 보내지는 철도 차량.
  16. 제10항에 있어서, 상기 브레이크 유닛은 디스크 브레이크 유닛을 포함하는 철도 차량.
  17. 제10항에 있어서, 상기 근접 센서는 상기 브레이크 유닛의 피스톤이 오버-스트로크 위치에 위치될 때를 검출하도록 구성되는 철도 차량.
  18. 제10항에 있어서, 상기 브레이크 유닛은 상기 피스톤 및 상기 피스톤 튜브를 지지하는 앵커 플랜지를 더 포함하며,
    상기 근접 센서는 상기 피스톤 튜브에 인접한 상기 앵커 플랜지에 위치되는 철도 차량.
  19. a) 피스톤과 피스톤 튜브; 및 상기 브레이크 유닛 상에 위치되는 근접 센서를 포함하는 브레이크 유닛을 제공하는 단계;
    b) 상기 근접 센서로부터 상기 피스톤 튜브로 검출 신호를 방출하는 단계; 및
    c) 상기 근접 센서로부터 방출된 상기 검출 신호에 대한 상기 피스톤 튜브의 위치에 기초하여 상기 브레이크 유닛 내의 피스톤의 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 브레이크 유닛 용 피스톤 스트로크 위치를 결정하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 외주면에는 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용될 때, 상기 근접 센서로부터 방출된 상기 검출 신호는 상기 피스톤 튜브 상의 상기 홈 쪽으로 향하게 되고,
    상기 브레이크 유닛이 적용되지 않을 때, 상기 근접 센서로부터 방출된 상기검출 신호는 상기 홈을 포함하지 않는 피스톤 튜브의 부분을 향하는 브레이크 유닛 용 피스톤 스트로크 위치를 결정하는 방법.
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