KR20230136015A

KR20230136015A - 휠 브레이크들을 위한 블록들

Info

Publication number: KR20230136015A
Application number: KR1020227027584A
Authority: KR
Inventors: 비토리오 데 소초
Original assignee: 코프렌 에스.알.엘.
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2023-09-26
Also published as: ES2938084T3; US20230349437A1; WO2022162553A1; IT202100001469A1; EP4097371B1; PT4097371T; EP4097371A1

Abstract

휠 브레이크들을 위한 블록(1)으로서, (i) 마찰면(5)이 한정되어 있고, 사용 시, 브레이킹 작용을 수행하기 위해 휠의 주연면에 작용하는 마찰 부분(2), (ii) 마찰면(5) 반대편에 있는 마찰 부분(2)의 표면(6)에 비가역적인 방식으로 고정되는 지지 플레이트(3), 및 (iii) 지지 플레이트(3)에 고정되고, 블록(1) 전체를 브레이크 시스템에 고정하기 위한 결합 요소(4a)를 포함하는 베이스 플레이트(4)를 포함한다. 블록(1)은 지지 플레이트(3)와 베이스 플레이트(4) 사이에 배치된 적어도 하나의 탄성 요소(12)를 포함한다. 탄성 요소(12)의 존재는 지지 플레이트(3)와 베이스 플레이트(4) 사이에 환기 공간(I)을 생성한다.

Description

휠 브레이크들을 위한 블록들

관련 출원들의 상호 참조

본 특허 출원은 2021년 1월 26일 출원된 이탈리아 특허 출원 제102021000001469호로부터의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 발명은 철도에 사용되는 휠 브레이크들을 위한 블록들에 관한 것이다.

본 발명이 적용되는 브레이크들은 열차의 휠에 직접 가해지는 마찰 작용에 의해 동작한다. 특히, 본 발명의 블록들은 사용시 레일과 접촉하는 휠의 주연면에 작용한다. 이러한 이유로, 블록들은 휠의 주연면과 가능한 넓은 접촉면을 생성하기 위해, 곡선 마찰면을 갖는다.

이러한 유형의 브레이크들은, 휠(디스크) 외부에 있지만 그와 일체적인 요소(디스크)에 대한 마찰 요소의 작용을 통해 브레이킹이 수행되는 디스크 브레이크들과 분명히 상이하다.

철도 산업에서 상술한 휠 브레이크들을 위한 블록들은 일반적으로 도시 열차와 같이 질량이 크고 브레이킹이 빈번한 평균/저속(최고 속도 160 Km/h)의 열차들에 사용된다.

철도 산업이 처리해야 할 문제들 중 하나는 블록의 마찰면과 블록이 작용하는 휠의 주연면 사이에 균일한 마찰을 보장하는 것이다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 사용 중 휠의 주연면에서 발생하는 자연적 변형은 아무리 작더라도 블록의 마찰면과 휠의 주연면 사이의 접촉면의 감소를 초래한다. 이러한 접촉면의 감소는 진동을 발생시키며, 이는 필연적으로 브레이킹 소음을 증가시키고 휠의 열 응력을 유발한다.

휠에 철도 브레이크들을 위한 블록들을 사용함으로써 발생하는 또 다른 문제는 브레이킹 작용 동안 블록에 가해지는 과열과 관련이 있다. 당업자가 즉시 이해하는 바와 같이, 블록은 필연적으로 휠에 열을 전달하기 때문에 블록의 과열은 올바른 휠-레일 슬라이딩에 매우 위험할 수 있다. 실제로 휠에 과도한 열 응력이 가해지면 변형을 겪을 수 있고 이는 레일 상에서 휠이 올바르게 회전하는 것을 위태롭게 할 수 있으며 안전 측면에서 결과가 따를 것이 명백하다.

따라서, 블록의 마찰면과 휠의 주연면 사이에 보다 균일한 결합을 보장하고 동시에 브레이킹하는 동안 블록의 과열, 그리고 따라서 블록이 작용하는 주연면의 과열에 대응하는 해결책이 필요하다.

본 발명의 발명자는 전술한 필요성을 충족시킬 수 있는 새로운 유형의 블록을 고안하였다.

본 발명의 요지는 휠 브레이크들을 위한 블록으로서, (i) 마찰면이 한정되어 있고, 브레이킹 작용을 수행하기 위해 휠의 주연면에 작용하도록 배치되는 마찰 부분 - 상기 주연면은 사용 중 레일과 접촉함 -; (ii) 상기 마찰면 반대편에 있는 상기 마찰 부분의 표면에 비가역적인 방식으로 고정되는 지지 플레이트; 및 (iii) 상기 지지 플레이트에 고정되고, 블록(1) 전체를 브레이크 시스템에 고정하기 위한 결합 요소를 포함하는 베이스 플레이트를 포함하며, 상기 블록은 상기 지지 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 배치된 적어도 하나의 탄성 요소를 포함하고, 상기 탄성 요소는 상기 지지 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 환기 공간을 생성한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 블록은 상기 지지 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 배치된 복수의 탄성 요소들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 탄성 요소들은 상기 마찰면의 가로 대칭 축 및 세로 대칭 축 둘 모두에 대해 대칭 방식으로 배열된다.

바람직하게는, 상기 탄성 요소들은 벨빌(Belleville) 와셔들로 이루어진다. 바람직하게는, 탄성 요소들 각각은 복수의 벨빌 와셔들로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 지지 플레이트와 상기 베이스 플레이트는 각각 하나 이상의 벨빌 와셔들의 구멍에 맞물리는 복수의 볼트들에 의해 서로 결합된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 단지 설명적이고 비제한적인 예로서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 보다 나은 명료성을 위해 일부 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 블록 및 블록이 작용하는 철도 휠로 이루어진 조립체를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 휠 브레이크들을 위한 블록의 실시예의 측면도이다.
도 3은 도 2의 상세 확대도이다.
도 4는 투명한 부분들을 갖는 도 2의 블록의 배면도이다.
도 5는 도 2의 블록의 정면도이다.

도 1, 도 2, 도 4 및 도 5에서, 숫자 1은 전체적으로 본 발명에 따른 휠 브레이크들을 위한 블록을 나타낸다.

블록(1)은 마찰 부분(2), 마찰 부분(2)에 비가역적인 방식으로 고정되는 지지 플레이트(3), 및 지지 플레이트(3)에 가역적인 방식으로 고정되는 베이스 플레이트(4)를 포함한다.

마찰 부분(2)은 유기 재료 또는 소결 재료로 제조될 수 있고, 브레이킹 작용을 수행하기 위해 휠(R)의 주연면(S)에 작용하도록 배열된 마찰면(5)을 포함한다. 마찰면(5)이 작용하는 주연면(S)은 사용 중 롤링을 통해 레일과 접촉한다.

지지 플레이트(3)는 비가역적인 방식으로 마찰 부분(2)에 고정된다. 특히, 지지 플레이트(3)는 마찰면(5)의 반대편에 있는 마찰 부분(2)의 표면(6)에 고정된다.

베이스 플레이트(4)는 복수의 볼트들(7)의 작용을 통해 가역적인 방식으로 지지 플레이트(3)에 결합되며, 복수의 볼트들(7) 각각은 상기 마찰 부분(2)에 형성된 구멍(10) 내부에 수용되는 결합 해제 단부(8)를 가지며, 상기 베이스 플레이트(4)로부터 상기 지지 플레이트(3)를 결합 해제하려면 그에 대해 간섭해야 한다.

이러한 방식으로, 지지 플레이트(3)는 블록(1)의 부품들의 있을 수 있는 교체를 위해 베이스 플레이트(4)로부터 용이하게 분리될 수 있다.

베이스 플레이트(4)는 블록(1)을 열차의 브레이크 시스템에 고정하는데 유용한 결합 부분(4a)을 포함한다.

블록(1)은 지지 플레이트(3)와 베이스 플레이트(4) 사이에 개재된 복수의 벨빌 와셔들(11)을 포함한다.

지지 플레이트(3)와 베이스 플레이트(4) 사이의 벨빌 와셔들(11)의 존재는 환기 공간(I)을 생성하며, 이는 마찰 부분(2)의 배면에서의 환기 효과뿐만 아니라 마찰 부분(2) 자체에 의해 휠에서 발생하는 열의 발산의 향상을 보장하는 목적을 갖는다.

특히, 본 명세서에 도시된 예의 벨빌 와셔들(11)은 12개이고 6개의 쌍(12)으로 배열되며, 각각은 도 2에 확대해서 도시되어 있다.

벨빌 와셔들(11)의 쌍(12) 각각은 본 발명에 따른 탄성 요소를 구성한다. 예에 도시된 것과 달리 탄성 요소들은 벨빌 와셔들과 상이할 수 있다.

벨빌 와셔 쌍(12)은 마찰면(5)의 가로축(X)과 세로축(Y) 둘 모두에 대해 대칭 방식으로 배열된다.

한 쌍의 벨빌 와셔들(11)이 결합되는 방식은 본 발명의 목적들과 관련이 없다.

도 3에 따르면, 볼트들(7) 중 하나는 지지 플레이트(3)에 형성된 구멍(3a) 및 베이스 플레이트(4)에 구성된 구멍(4a)과 맞물린다. 또한, 볼트들(7) 각각은 동일한 쌍(12)의 벨빌 와셔들(11)의 구멍들(13)과 맞물린다.

본 발명에 따른 블록은 탄성 요소들의 존재 덕분에, 휠의 주연면에 자체적으로 적응할 수 있고 발생하기 쉬운 요철부들의 존재에도 불구하고 그에 대해 작용한다. 그렇게 함으로써, 블록(1)의 마찰 부분(2)의 마찰면(5)과 블록(1)이 작용하는 휠(R)의 주연면(S) 사이에 연속적인 마찰 작용이 존재한다.

일정한 마찰 작용을 보장하면 휠의 진동, 브레이킹 소음 및 열 응력 측면에서 상당한 이점들을 얻을 수 있다. 소음 측면에서의 이점을 더 잘 평가하기 위해서는, 일반적으로 휠 브레이크들을 위한 블록들이 사용되는 중/저속 열차들은 일반적으로 인구 밀도가 높고 교통 수단에서 발생하는 소음으로 인한 문제들이 많은 도심을 통과한다는 점에 유의해야 한다.

블록과 휠 사이의 지속적인 마찰 작용과 본 발명의 기술적 해결책의 조합은 환기 및 열 발산 효과를 보장하며, 블록의 수명 및 블록과 연관된 휠의 보존 측면에서의 이점들을 보장한다.

다시 말해, 본 발명은 철도 휠 브레이크들을 위한 블록들에서 탄성 요소들의 특별한 사용을 수반하며, 이는 다음과 같은 두배의 장점을 제공하는데, 즉 하나는 블록의 마찰 부분과 휠의 주연면 사이에 일정한 마찰 작용이 있다는 것이고, 다른 하나는 마찰 작용 자체에 의한 환기 및 발산 효과가 있다는 것이다.

위에서 논의한 이점들은 효율성, 구성 요소들의 수명 및 안전성 측면에서 개선된 기능들을 갖는 철도 휠 브레이크들을 위한 블록들을 생성하는 데 도움이 된다.

Claims

휠 브레이크들을 위한 블록(1)으로서, (i) 마찰면(5)이 한정되어 있고, 브레이킹 작용을 수행하기 위해 휠(R)의 주연면(S)에 작용하도록 배치되는 마찰 부분(2) - 상기 주연면은 사용 중 레일과 접촉함 -; (ii) 상기 마찰면(5) 반대편에 있는 상기 마찰 부분(2)의 표면(6)에 비가역적인 방식으로 고정되는 지지 플레이트(3); 및 (iii) 상기 지지 플레이트(3)에 고정되고, 상기 블록(1) 전체를 브레이크 시스템에 고정하기 위한 결합 요소(4a)를 포함하는 베이스 플레이트(4)를 포함하며, 상기 블록은 상기 지지 플레이트(3)와 상기 베이스 플레이트(4) 사이에 배치된 적어도 하나의 탄성 요소(12)를 포함하고, 상기 탄성 요소(12)는 상기 지지 플레이트(3)와 상기 베이스 플레이트(4) 사이에 환기 공간(I)을 생성하는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제1항에 있어서, 상기 지지 플레이트(3)와 상기 베이스 플레이트(4) 사이에 배치된 복수의 탄성 요소들(12)을 포함하는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제2항에 있어서, 상기 탄성 요소들(12)은 상기 마찰면(5)의 가로 대칭 축(X) 및 세로 대칭 축(Y) 둘 모두에 대해 대칭 방식으로 배열되는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 탄성 요소들(12)은 벨빌(Belleville) 와셔들(11)로 이루어지는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제4항에 있어서, 상기 탄성 요소들 각각은 복수의 벨빌 와셔들(11)로 이루어지는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트(4)는 복수의 볼트들(7)의 작용을 통해 가역적인 방식으로 상기 지지 플레이트(3)에 결합되고, 상기 복수의 볼트들(7) 각각은 상기 마찰 부분(2)에 형성된 구멍(10) 내부에 수용되는 결합 해제 단부(8)를 가지며, 상기 베이스 플레이트(4)로부터 상기 지지 플레이트(3)를 결합 해제하려면 그에 대해 간섭해야 하는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).
제4항 또는 제5항과 조합하여 제6항에 있어서, 상기 볼트들(7) 각각은 하나 이상의 벨빌 와셔들(11)의 구멍(13)과 맞물리는, 휠 브레이크들을 위한 블록(1).