KR20170085030A - 선로 레일의 주행면의 마감 장치를 가지는 궤도 차량 - Google Patents

선로 레일의 주행면의 마감 장치를 가지는 궤도 차량 Download PDF

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Abstract

선로 레일(4)을 따라 휠셋(3)을 가지는 섀시 프레임(2)을 포함하는 궤도 차량(1)의 주행 중 선로 레일(4)의 주행면(15)을 마감하는 밀링 장치(5)를 포함하는 궤도 차량으로, 밀링 헤드(6)를 가지는 밀링 장치(5)가, 상하방향 및 횡방향으로 이동 가능한 밀링 헤드 수납부(7)을 가지는 섀시 프레임(2) 상에 배치되며 주행면(15) 상의 가이드 슈(16)를 통해 상하방향으로 안내되고 레일 헤드(18) 상에 횡방향의 가이드 스톱(17)을 통해 밀링 헤드 축에 평행하게 횡방향으로 안내되도록 지지되는 뼈대(14)를 구비하는 궤도 차량이 개시된다. 단순한 설계 조건의 제공을 위해, 밀링 헤드 수납부(7)가 가이드 슈(16)와 가이드 스톱(17)을 지지하는 횡방향 캐리지(9)를 형성하고, 상하방향으로 이동 가능한 횡방향 캐리지의 안내 경로(11)가 가이드 슈(16)를 대향하는 밀링 헤드 수납부(7)의 측부에 구비되며, 그리고 밀링 헤드(6)의 직경이 최대로 잡아 횔셋(3)의 휠 직경의 절반에 해당할 것이 제안되었다.

Description

선로 레일의 주행면의 마감 장치를 가지는 궤도 차량{RAIL VEHICLE HAVING A DEVICE FOR FINISHING THE RUNNING SURFACE OF TRACK RAILS}
본 발명은 선로 레일을 따라 휠셋(wheel set)을 가지는 섀시 프레임(chassis frame)을 포함하는 궤도 차량(rail vehicle)의 주행(travel) 중 선로 레일(track rail)의 주행면(running surface)을 마감(finishing)하는 밀링 장치(milling device)를 포함하는 궤도 차량에 관한 것으로, 밀링 헤드(milling head)를 가지는 밀링 장치가, 섀시 프레임에 대해 상하방향 및 횡방향으로 이동 가능한(displaceable) 밀링 헤드 수납부(milling head receptacle)을 가지는 섀시 프레임 상에 배치되며, 주행면 상의 가이드 슈(guide shoe)를 통해 상하방향으로 안내되고 레일 헤드(rail head) 상에 횡방향(lateral)의 가이드 스톱(guide stop)을 통해 밀링 헤드 축(milling head shaft)에 평행하게 횡방향으로 안내되도록 지지되는 뼈대(framework)를 구비하는 궤도 차량에 관한 것이다.
선로 레일의 주행면을 마감하기 위한 궤도 차량에 있어서, 섀시 프레임 하부에서 이 목적으로 사용되는 밀링 장치를 수용(housing)하기 위해 섀시 프레임이 상방으로 돌출하지 않도록 밀링 장치를 위한 통로 개구부(passage opening)를 가지는 섀시 프레임이 공지(EP 0 952 225 A1)되었는데, 이 구성에서는 밀링 헤드 축(shaft)이 섀시 프레임 상방으로 연장되어 횡방향 캐리지(transverse carriage)에 안내되는 상하방향 캐리지(vertical carriage) 내에 장착됨으로써, 밀링 헤드가 휠 플랜지(wheel flange)가 구비된 상류 및 하류(upstream and downstream)의 슬롯이 형성된 안내부(slotted guide)가 되는 선로 레일의 주행면을 따라 이동하면서 지지 롤러(support roller)를 통해 가공(machining)을 위해 정확히 안내될 수 있다. 철도 차량의 섀시 프레임 내의 통로 개구부와 섀시 프레임 상의 밀링 헤드 축의 구조 때문에, 궤도 차량 내의 밀링 장치의 구조적 높이와 상하방향 및 횡방향 캐리지로 구성되는 복합(compound) 캐리지의 배치(arrangement)에 대해서는 어려움이 없다. 그러나 이 궤도 차량은 섀시 프레임의 특별한 설계를 요구하고, 제안된 설계에 수반되는 밀링 헤드의 비교적 큰 직경에 따라 밀링 장치의 상류 및 하류의 궤도 차량의 휠셋들 간에 큰 축간거리(axle distance)를 요구하여 예를 들어 지하철 등에서 발생하는 작은 곡률 반경(curve radii)의 선로 레일의 가공을 실질적으로 더 어렵게 만드는 문제가 있다.
다른 공지의 밀링 장치(WO 2013/086547 A1)에서도 유사한 문제가 나타나는데, 여기서 밀링 헤드는 주행 방향(travel direction)에 상류측이며, 횡방향 캐리지와 이 횡방향 캐리지 상에 안내되어 밀링 헤드 수납부를 형성하는 상하방향 캐리지로 구성되며 선로 레일과 밀링 헤드 간의 틈새 영역(groin region) 내의 가이드 슈를 반송(carry)하는 복합 캐리지의 도움으로 조정 가능하다. 궤도 차량의 섀시 프레임을 관통하는 밀링 헤드는 예를 들어 복합 캐리지의 횡방향 캐리지의 안내 경로로부터 밀링 헤드의 설계 관련 간격(spacing)에서 야기되는 문제를 피하기 위해, 미끄럼 슈(sliding shoe)에 의해 측정 센서로 형성되는 측정 유닛(measuring unit)을 통해 기동(activate)되는 별도의 위치 설정 구동부(positioning drive)에 의해 급송(infed)된다.
이에 따라 본 발명은 섀시 프레임의 특별한 설계가 생략되고 비교적 작은 곡률반경을 가지는 선로 레일의 가공에 유리한 조건을 제공하는, 선로 레일의 주행면 마감 장치를 가지는 궤도 차량을 구현할 목적에 기반하고 있다.
전술한(mentioned at the outset) 방식의 궤도 차량으로부터 진전하여, 본 발명은 밀링 헤드 수납부가 가이드 슈와 가이드 스톱을 반송하는 횡방향 캐리지를 형성하고, 상하방향으로 이동 가능한 그 안내 경로가 밀링 헤드 수납부의 가이드 슈에 대향하는 측부에 구비되며, 밀링 헤드의 직경이 최대로 잡아(at most) 휠셋의 휠 직경의 절반에 대응하도록 함으로써 전술한(stated) 목적을 달성한다.
횡방향 안내 경로가 밀링 헤드 수납부를 형성하는 횡방향 캐리지와 관련되므로 밀링 장치의 구조적 높이가 횡방향 캐리지의 안내부에 의해 증가되지 않는데, 이는 섀시 프레임을 상방으로 편심(offset)시키지 않거나 밀링 장치를 위한 통로 개구부를 구비하는 등의 섀시 프레임 하부의 밀링 장치 배치의 필수 조건을 나타낸다. 밀링 헤드의 직경을 궤도 차량의 휠셋의 휠 직경의 절반보다 작게 함으로써, 섀시 프레임을 변경하지 않고도 상하방향으로 충분한 설치 거리(positioning distance)를 유지하면서 밀링 장치를 섀시 프레임의 하측에 구비할 수 있다. 가공된 주행면의 굴곡(waviness)에 대해 작은 직경의 밀링 헤드에 의한 우려되는 문제점은 밀링 커터(milling cutter)들의 원주 방향 간격의 축소와 밀링 헤드 회전수(revolution)의 중가로 충분히(more than) 보상될 수 있다. 종래의 섀시 프레임을 가지는 궤도 차량이 본 발명에 의한 밀링 장치의 사용에 채택될 수 있음에도 불구하고, 밀링 헤드의 중량이 직경의 축소에 따라 아주(disproportionately) 작아져 전체 밀링 헤드의 교체(change)가 밀링 헤드 축으로부터 손으로 당김으로써 간단히 이뤄질 수 있다. 밀링 헤드 직경을 축소시키면 또한 주행 방향으로 밀링 헤드 상류이며 선로 레일의 주행면 상에 지지되는 가이드 슈의 밀링 헤드의 접촉 영역(engagement region)으로부터의 간격을 축소시킬 수 있게 되어, 밀링 헤드의 안내 정확도(guide accuracy)가 향상된다. 또한 가이드 슈가 횡방향 캐리지의 안내 경로의 측부에 구비되므로, 주행 방향으로의 길이(extension)가 비교적 작은 컴팩트(compact)한 구조를 가능하게 한다.
횡방향 캐리지로서의 밀링 헤드 수납부를 본 발명에 따라 설계하면 또한, 횡방향 캐리지의 안내 경로 하부의 가이드 슈의 배치 조건이 유리해져, 밀링 헤드의 상하방향 안내에 별도의 위치설정 구동부가 불필요해지고 횡방향 캐리지만이 가이드 슈를 통해 선로 레일의 주행면에 가압을 유지하면 된다. 절삭 깊이(cutting depth) 또는 칩 두께(chip thickness)를 설정(set)하려면, 예를 들어 가이드 슈의 대응 이동에 의해 밀링 헤드와 가이드 슈 간의 상하방향 간격(vertical spacing)을 설정하면 된다. 또한 횡방향 캐리어로부터 그 안내 경로로 횡방향 캐리지의 안내 경로 하부의 가이드 슈의 배치에 유리하게 힘이 도입되므로 경량 구조의 구성에 유리하다.
밀링 장치의 구조적 높이의 최소화를 보장하기 위해, 밀링 헤드 구동을 위한 모터는 횡방향 캐리지의 안내 경로 반대측의 밀링 헤드 수납부의 측부에 구비될 수 있다.
밀링 헤드 수납부의 상하방향 안내부는 밀링 헤드 반대측의 밀링 헤드 수납부의 단부면(end face)에 구비될 수 있다. 그러나 밀링 헤드 수납부의 상하방향 안내부가 횡방향 캐리지의 안내 경로의 측부, 즉 주행 방향으로 밀링 헤드 수납부를 형성하는 횡방향 캐리지의 상류에 구비되면 더 간단한 설계 조건들이 이뤄질 수 있다.
밀링 헤드 수납부의 상하방향 안내부는 달리 설계될 수도 있다. 한 간단한 가능성은 횡방향 캐리지의 상하방향 안내를 위한 뼈대(framework) 내에 장착되어 상하방향으로 이동될 수 있는 급송 캐리지(feed carriage)를 구비하는 것이다. 이러한 급송 캐리지 대신, 상하방향 안내를 위한 관절형 평행사변형 링크(articulated parallelogram)를 통해 횡방향 캐리지 역시 뼈대에 링크될 수도 있다. 관절형 평행사변형 링크를 통해 횡방향 캐리지의 상하방향 조정에 링크된 레일 종방향의 이동 부품(component)은 작으므로 선로 레일의 주행면의 가공(machining)에 영향을 미치지 않는다(not play a role).
횡방향 안내 경로에 의해 밀링 헤드 수납부를 형성하는 횡방향 캐리지의 상측과 하측이 자유롭게 남아 있으므로, 바람직하기로 밀링 헤드 수납부의 횡방향 안내부에 대한 가이드 스톱(guide stop)이 밀링 헤드 하부의 레일 헤드(railhead)에 설치(apply)될 수 있는데, 이는 밀링 헤드의 횡방향 안내에 대해 특히 유리한 설계 조건들을 제공한다.
본 발명의 주제(subject matter)는 도면들에 예를 들어 도시되어 있다. 도면에서:
도 1은 선로 레일의 마감을 위한 밀링 장치를 구비하는 본 발명에 의한 궤도 차량의 일부를 보이는 개략 측면도,
도 2는 밀링 장치의 확대 측면도,
도 3은 도 2의 III-III 선을 따른 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 밀링 장치의 변형 실시예의 도 2에 대응하는 확대 측면도, 그리고
도 5는 도 4의 V-V 선을 따른 단면도이다.
도 1에서, 궤도 차량(rail vehicle; 1)은 선로 레일(track rail; 4) 상을 주행(roll)하는 휠셋(wheel sets; 3)을 가지는 섀시 프레임(chassis frame; 2)을 구비한다. 선로 레일(4)들에 대한 두 개의 대응되는 밀링 장치(milling devices; 5)가 선형으로 연속되는 섀시 프레임(2) 하부의 각 휠셋(3) 사이에 배치된다. 이 밀링 장치(5)들은, 밀링 헤드 수납부(milling head receptacle; 7) 상에 장착되어 모터(8)를 통해 그 자체로(per se) 공지인 방식으로 구동되는 밀링 헤드(milling head; 6)를 가진다. 밀링 헤드 수납부(7)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 주행 방향(travel direction; 10)에 대해 밀링 헤드 수납부(7)보다 상류(upstream)인 안내 경로(guide path; 11) 내에서 밀링 헤드 축에 평행하게 안내되는 횡방향 캐리지(transverse carriage; 9)를 형성한다. 밀링 헤드 수납부에 대해 밀링 헤드를 구동하는 모터(8) 반대측의 횡방향 캐리지(9)의 안내 경로(11)는, 뼈대(framework; 14)의 가이드(guide; 13) 에서 이동 가능하도록 유지되는 급송 캐리지(feed carriage; 12)를 통해 상하방향으로 이동 가능하다. 횡방향 캐리지(9) 및 급송 캐리지(12)의 위치설정 구동부(positioning drive)는 도면의 간결성(comprehensibility)을 위해 도시되지 않았지만 예를 들어 유압 위치설정 실린더 또는 스핀들 구동장치(spindle drive)로 구성될 수 있다.
아직 가공되지 않은 주행면(running surface; 15) 상에 지지되어 밀링 헤드(6)의 절삭 깊이(cutting depth)를 설정할 수 있도록 밀링 헤드 수납부(7)에 대한 높이를 조정할 수 있게 장착되는 가이드 슈(guide shoe; 16)가, 각 선로 레일(4)의 가공될 주행면(15)에 대해 밀링 헤드(6)를 안내하는 데 사용된다. 특히 도 2에서 알 수 있다시피 회동 가능하게(pivotably) 장착되는 가이드 슈(16)가 주행 방향(10)에서 밀링 헤드(6) 바로 상류에 장착되어, 바람직하기로 주행면(15) 자체에 의한 슬롯이 형성된 안내부(slotted guide)로 밀링 헤드(6)에 의한 주행면 가공이 이뤄지게 된다.
가이드 슈(16)를 통한 밀링 헤드 수납부(7)의 상하방향 안내에 부가하여, 밀링 헤드 수납부(7)는 횡방향 안내부로 가이드 스톱(guide stop; 17)을 추가적으로 구비할 수 있다. 이 가이드 스톱(17)은, 가이드 스톱(17)을 레일 헤드(railhead; 18)에 접촉시키기 위한 횡방향 캐리지(9)의 작용(application)을 통해 밀링 헤드(6) 하부의 레일 헤드(18) 내측을 눌러, 밀링 헤드(6)가 선로 레일(4)를 따라 정확히 이동할 수 있다. 가이드 스톱(17)의 캐리어(carrier; 20) 상에 접촉하는(engage on) 밀링 헤드 수납부(7) 내의 두 위치설정 구동부(19)가 가이드 스톱(17)을 정렬(align)시키는 데 사용된다.
밀링 장치(5)에 적용된 설계조건에 따라 밀링 헤드(6)를 사용할 수 있는데, 그 직경은 휠셋(3)의 휠 직경의 절반보다 작다. 나머지 설계조건과 함께 이와 같은 밀링 헤드의 직경을 가지면, 밀링 장치(5)가 개장(refitting) 요구 없이도 궤도 차량(1)의 섀시 프레임(2)의 하측 상에 직접 구비될 수 있는 한편, 이 집중된 구조(crowded construction)가 특히 작은 곡률 반경(curve radii)을 가지는 선로 레일(4)에 유리한 조건을 제공하므로, 선로 레일(4)의 주행면(15)의 단순한 가공 조건(machining condition)이 달성된다. 밀링 장치(5)의 취급이 간단하고 특히 밀링 헤드(6)의 신속한 교체(change)가 가능하게 된다. 밀링 헤드(6)가 비교적 낮은 중량이므로 밀링 헤드(6)는 밀링 헤드 축에서 단순히 손으로 잡아 뽑힐 수 있다.
도 4 및 5의 실시예는 도 2 및 3의 설계와 기본적으로 동일하지만, 밀링 헤드 수납부(7)의 상하방향 안내가 급송 캐리지(12)를 통해서가 아니라 관절형 평행사변형 링크(articulated parallelogram; 21)을 통해 이뤄진다는 점만이 다르다. 이 경우 밀링 헤드 수납부(7)의 횡방향 캐리지(9)에 대한 안내 경로(11)는, 도 5에서 알 수 있다시피 횡방향 캐리지(9) 상의 관절형 평행사변형 링크(21)의 링크축(linkage axes)들에 의해 간단한 방식으로 이뤄진다.

Claims (7)

  1. 선로 레일(4)을 따라 휠셋(3)을 가지는 섀시 프레임(2)을 갖는 궤도 차량(1)으로서 궤도 차량(1)의 주행 중 선로 레일(4)의 주행면(15)를 마감하는 밀링 장치(5)를 포함하며, 밀링 헤드(6)가 제공되는 상기 밀링 장치(5)는 밀링 헤드 수납부(7)를 갖는 섀시 프레임(2)에 배치되는 뼈대(14)를 포함하고, 밀링 헤드 수납부(7)는 섀시 프레임(2)에 대하여 상하방향 및 횡방향으로 이동 가능하며 상하방향 안내에 대하여 주행면 상에서 가이드 슈(16)를 통해 지지되고 밀링 헤드 축에 대해 평행한 횡방향 안내에 대하여 레일헤드(18) 상에서 측방향으로 가이드 스톱(17)을 통하여 지지되는 궤도 차량에 있어서,
    밀링 헤드 수납부(7)는 가이드 슈(16)와 가이드 스톱(17)을 지지하는 횡방향 캐리지(9)를 형성하고, 상하방향으로 이동 가능한 횡방향 캐리지의 안내 경로(11)는 가이드 슈(16)를 대향하는 밀링 헤드 수납부(7)의 측부에 구비되며, 그리고 밀링 헤드(6)의 직경은 최대로 잡아 휠셋(3)의 휠 직경의 절반에 해당하는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    가이드 슈(16)가 횡방향 캐리지(9)의 안내 경로(11)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  3. 제1항 또는 제2항 중의 어느 한 항에 있어서,
    밀링 헤드 구동을 위한 모터(8)가 안내 경로(11) 반대측의 밀링 헤드 수납부(7)의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  4. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    밀링 헤드 수납부(7)에 대한 상하방향 안내부가 횡방향 캐리지(9)의 안내 경로의 측부에 구비되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    뼈대(14) 내에서 상하방향으로 이동 가능한 급송 캐리지(12)가 횡방향 캐리지(9)의 상하방향 안내부로 구비되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    수직 안내를 위한 횡방향 캐리지(9)가 관절형 평행사변형 링크(21)를 통해 뼈대(14) 상에 링크되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    밀링 헤드 수납부(7)의 횡방향 안내를 위한 가이드 스톱(17)이 밀링 헤드(6) 하부의 레일 헤드(18)에 설치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량.
KR1020177005347A 2014-07-29 2015-07-28 선로 레일의 주행면의 마감 장치를 가지는 궤도 차량 KR102130882B1 (ko)

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