KR860000553B1 - 철도차량용 이완 조정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

철도차량용 이완 조정장치

제1도는 본 발명에 따른 철도차량용 이완조정장치의 측면도.

제2도는 선 a-a 및 선 c-c를 따라 각각 제2a도, 제2b도 및 제2c도로 세분화되어 있는 이완 조정장치의 확대단면도.

제3도는 명확화를 위해 부분적으로 부품들이 생략되어 있는, 제2b도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 이완조정장치의 단면도.

제4도 및 제5도는 부분적으로 부품들이 생략되어 있는, 제2b도의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 서로 다른 작동위치들의 단면도.

제6도 내지 9도는 각기 다른 작동 위치에 있는 이완 조정장치를 도시한 제2도에 대응하는 축소 단면도.

본 발명은 길게 연장된 배럴과, 배럴외측의 한쪽 단부로부터 연장되며 조정장치 속으로 제동력을 유입하게 되어 있는 비회전 인장로드와, 배럴외측의 다른쪽 단부로부터 연장되며 조정장치로부터 제동력을 전달해 주게 되어 있는 나선이 새겨진 비회전 스핀들과, 배럴내에서 스핀들과 협력하는 안내유니트 및 조정 유니트와, 인장로드둘레에 배치되며 조정유니트와 배럴단부 사이에서 작동하는 배럴스프링과를 포함하며, 상기 안내유니트가 스핀들과 비구속 나사결합되며 소정의 상태에서 배럴과의 상대운동을 방지하기 위해 스프링의 작용하에서 배럴에 클러치 결합될 수 있는 안내너트를 갖고, 상기 조정유니트가 핀들과 비구속 나사결합되며 스핀들에 인장제동력을 전달하기 위해 인장로드에 연결된 인장슬리이브에 클러치 결합될 수 있는 조정너트를 갖도록 구성된 복동식 간격감지용의 철도차량용 이완조정장치에 관한 것이다.

다수의 이러한 특징 이완조정장치들 중, 대표적이고도 비교적 최근의 것이 본 발명의 양수인에게 히여된 미합중국 특허 제3,285,375호에 발프되어 있다. 상기 특허에 발표된 것과 매우 유사한 상업적인 형태의 이완조정장치는 어떤 다른 대응하는 형태의 조정장치보다도 더 세계적으로 널리 판매되고 있다. 다년간, 악조건하에서의 사용을 통해 그 기능 및 신뢰성이 입증되었다.

이러한 조정장치의 선계가 만족스럽기는 하였지만, 항상 소정의 개량이 가능하다. 또한, 수년동안에 다양한 종류의 새로운 요구들이 무엇보다도 중요시되기 시작했다.

공지의 조정장치는 대부분의 다른 조정장치들과 마찬가지로, 정상적인 제동작용하에서 어느 방향으로나 회전하는 배럴을 갖는다. 여러가지 이유로 인해, 현재는 비회전 배럴이 유리한 것으로 간주되고 있다.

본 발명에 따라, 상기한 바와 같은 종류이지만 비회전 배럴을 갖는 이완조정장치의 잇점은, 조정유니트가 인장슬리이브로부터의 인장제동력과 배럴스프링으로부터의 반력에 의해 작동하는 비회전 슬리이브를 포함하며, 안내너트가 단지 안내너트에 대해 축방향으로만 이동 가능하며 상태에 따라 상기 비회전 슬리이브에 클러치 결합될 수 있는 장치뿐 아니라 배럴과의 클러치 결합에도 불구하고 안내너트를 회전시킬 수 있는 클러치 해체장치를 포함한다는 점에서 성취될 수 있다.

이러한 일반적인 개념의 양호한 실시예에 있어서, 비회전 슬리이브에는 내측 스플라인이 제공되는 반면에, 안내 너트상의 축방향으로 이동 가능한 장치는 상기 스플라인과 협력하기 위한 외측 톱니를 가진 안내링이 제공되는 삽입슬리이브이다.

스플라인 슬리이브에 안내링이 유연하면서도 단단하게 삽입되는 것을 확실하게 하기 위해서, 안내링은 삽입슬리이브에 대해 축방향으로 이동가능함과 동시에 인입스프링에 의해 스플라인 슬리이브와 결합되는 쪽으로 편향될 수 있을 것이다.

본 발명에 따라, 만약 구동링이 배럴 스프링의 작용하에 그 반대쪽 단부에서 스플라인 슬리이브와 스플라인 결합상태로 유지되고 축방향 배럴융 기부와 상호 작용하는 외부돌출부를 구비한다면, 기능적으로 그리고 구조적으로 유리한 설계가 얻어진다.

조정장치는 만약 정상작동하에서 충격 및 진동을 받더라도, 해체된 상태에서 회전적으로 맞물려 있다는 것이 중요하다. 이와 같은 회전적인 맞물림 및 기타 비회전 배럴을 수동으로 회전시킴으로써 얻어지는 조정장치의 수동조정가능성은 본 발명에 따라 스플라인 슬리이브와 인장슬리이브간의 상대운동을 정상적으로 방지하기 위한 장치가 제공된다는 점에서 성취되게 된다.

배럴과 더불어 배럴클러치를 형성하는 클러치 링과 안내너트 사이에는 스프링에 의해 편향된 클러치 결합이 형성된다. 이러한 방식으로, 안내너트는 배럴과의 클러치 결합에도 불구하고 회전할 수 있게 된다.

양호한 실시예에 있어서 스플라인 슬리이브에는 세개의 내측 멈춤링이 제공되는데, 제동력 적용 방향에서 보아 제1멈춤링은 인장슬리이브로부터의 제동력을 받아들이며, 제2멈춤링은 스플라인 슬리이브와 비회전 결합되어 있는 조정링에 대한 상기 방향으로의 지지부재를 형성해 주고, 상기 조정링은 비고정스프링에 의해 상기 제2멈춤링에 대항하여 편향됨과 동시에 제3멈춤링과 조정너트 및 배럴스프링에 의해 지지되도록 되어 있다.

또한 양호한 실시예에 있어서, 조정링은 조정링의 두께보다 다소 큰 거리를 갖는 조정너트내의 대응하는 클러치와 협력하기 위한 축방향 클러치 표면을 갖는다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명이 보다 상세히 설명될 것이다.

본 발명에 따른 복동식 간격감지용 이완조정 장치는 소위 말하는 인장형으로서, 본 기술분야에서 숙련된 자가 잘 알고 있는 방식으로 철도차량의 제동장치 내에 인장로드 부제로서 장착되도록 되어 있다. 따라서, 조정장치의 단부(1)는 도시되지 않은 부재, 바람직하게는 제동레버에 접속되어 제1도에서 볼 때 오른쪽으로의 힘, 즉 인장력을 받게 된다. 조정장치의 다른 단부에는(아래에 부가로 설명될)스핀들(2)이 제동부에 인장 제동력을 전달하기 위한 제동장치의 도시되지 않은 부재에(예를 들어 나선부(3)에 의해)부착되도록 되어 있다.

설 계

아래에 설명될 이완조정장치는 도시된 바와 같은 경우에 있어서는 두 개의 반쪽 배럴(4)로 구성된 배럴형 하우징내에 포함되어 있다. 판금속으로 만들어진 이들 두 개의 반쪽 배럴은 반경방향 테두리를 따라 바람직하게는 용접과 같은 수단에 의해 서로 접합되며, 이후부터는 이들을 집합적으로 "배럴(4)"로서 언급하겠다. 배럴에는 배럴을 보강해주고 타격 및 충격으로부터 배럴의 원통형 부분을 보호해주는 주기능 이외에 뒤에 설명될 다른 기능들을 갖는 길이방향 융기부(5)가 제공된다.

제2a도 내지 2c도에 도시된 이완조정장치(제3도 내지 5도에 부분적으로 상세히 도시)를 참조하면 스핀들(2)은 조정장치의 전체 길이를 통해 연장되며 비구속형나선이 형성되어 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 조정장치의 단부(1)는 조정장치 안으로 연장되는 관형인장로드(6)에 부착되어 있다. 인장로드 헤드(7)는 배럴(4)로부터 연장되는 인장로드(6)의 단부상에 활주 가능하게 배치된다. 본 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 이 헤드(7)는 철도차량상의 제동장치에 대한 기준점에 부착되게 되며, 제동장치와 조정장치의 안착위치에서 배럴(4)의 단부와 헤드(7)간의 거리(A)는 조정거리로서 언급된다.

안내너트(8)는 스핀들(2)과 비구속 나사결합 되어 있다. 안내너트(8)에는 너트를 강하게 해주고 삽입술리이브(10)에 대한 축방향 안내를 인도해줄 목적으로 축방향 돌기부(9)가 제공되며, 따라서 삽입 슬리이브(10)는 돌기부(9)상에서 축방향으로 이동 가능하지만 그 사이에 축방향 요부(11)를 가짐으로써 어떠한 회전운동도 방지할 수 있도록 되어 있다. 안내너트(8)에 형성된 견부(12)는 제2b도에서 오른쪽으로 슬리이브(10)가 축방향 이동하는 것에 대한 정지작용을 한다.

제2b도에 있어서, 안내너트(8)의 왼쪽단부에는 클러치링(15)상의 대응하는 클러치(14)와 협력하기 위해 바람직하게 톱니가 형성된 클러치(13)가 제공된다. 따라서, 이들 클러치(13,14)는 톱니 클러치 형태가 바람직한 반면에, 클러치링(15)과 배럴(4)사이의 클러치(16)는 통상의 원추 클러치 형태로 된다.

클러치링(15)은 트러스트 베어링(18)을 거쳐 클러치 와셔(17)에 의해 지지된다. 클러치 와셔(17)는 안내너트(8)와 관련하여 제한된 범위까지 축방향으로 이동 가능하며, 제2b도에 도시된 바와 같이 너트(8)의 돌기부(9) 단부와 접촉하여 지탱된다.

나선압축형태의 안내너트 스프링(19)은 클러치 와셔(17)와 안내너트(8)의 돌기부(9)에 고착된 지지와셔(20)사이에 배치된다. 나선압축 스프링으로서 스프링(19)보다 강한 스프링(21)이 클러치 와셔(17)와 스프링 지지체(22) 사이에 배치되는데, 상기 스프링 지지체(22)는 안내너트(8)의 돌기부(9) 상에서 축방향으로 이동가능하며 지지와셔(11)로 지지받으면서 슬리이브 요부(11)를 거쳐 삽입 슬리이브(10)에 대항하여 지탱된다. 트러스트 베어링(24)과 정지와셔(25)는 안내너트(8) 및 그 관련부품들과 정지와셔(25)간의 상대운동을 허용하도록 스프링 지지체(22)와 지지와셔(23) 내에 헐겁게 배치된다.

나선압축형태의 인입 스프링(26)은 삽입 슬리이브(10)둘레에서 지지와셔(23)와 안내링(27) 사이에 배치된다. 이 안내링(27)은 슬리이브의 요부(11)에 대응하는 형태의 내주면을 가짐으로써 삽입슬리이브(10)에 대해 축방향으로는 이동 가능하지만 회전방향으로는 물려있다. 또한, 에이 의하여 안내링(27)은 제2b도에 도시된 상태보다 슬리이브(10)가 오른쪽으로 더 이상 이동하지 못하도록 되어 있다. 후술될 바와 같은 목적을 위해, 상기 안내링(27)의 외주면에는 스플라인 톱니가 제공된다.

모든 부품(8 내지 27)들은 제6도 및 제7도에 명확히 도시된 바와 같이 함께 하나의 유니트를 형성한다. 이 유니트는 안내유니트로서 언급된다.

조정장치의 제2유니트의 주요부품은 안내너트(8)와 동일한 방식으로 스핀들(2)에 비구속 나사결합되는 조정너트(29)이다.

제2b도에 도시된 바와 같이, 조정너트(29)의 왼쪽단부에는 멈춤링(30), 와셔(31), 트러스트 베어링(32) 및 제2멈춤링(33)이 제공되어 있다. 이러한 배치로 인해, 와셔는 후술될 바와 같은 방식으로 삽입 슬리이브(10)와 협력할 것이며 조정너트(29)와 관련하여 회전할 수 있게 된다.

제2멈춤링(33)의 다른 쪽에는 트러스트 베어링(34)과 스프링 슬리이브(35)가 있으며, 스프링 슬리이브(35)는 조제너트(29)에 대해 회전 가능하다. 나선 압축 형태의 스프링(36)은 이 스프링 슬리이브(35)와 조정링(37) 사이에 배치된다.

후술될 바와 같은 방식으로, 상기 조정량(37)은 회전할 수 없으며 단지 축방향으로 제한된 이동만을 할 수 있다. 조정링(37)의 안지름쪽 양면에는 조정너트(29)의 요홈에 형성된 대응하는 톱니를 가진 클러치(38,39)와 협력하기 위한 톱니가 제공되어 있다. 도시된 바와 같이, 이들 클러치(38,39)들 사이의 거리는 조정링(37)의 두께보다 크게 되어 있다. 따라서, 조정너트(29)와 조정링(37) 사이에는 각각 두개의 클러치 결합이 형성된다.

스플라인 슬리이브(40)는 배럴(4)에 대해 단지 축방향으로만 이동 가능하다. 이것은 제3도에 도시된 바와 같이 스플라인 슬리이브(40)와 함께 회전될 수 없도록 유지되는 구동링(41)에 배럴융기부(5)와 협력하는 외부 돌출부(42)가 제공되므로써 이루어진다.

스플라인 슬리이브(40)는 제2b도의 왼쪽에서 오른쪽으로 보아 내부에 고착되는 세개의 멈춤링(43,44,45)을 갖는다. 또한, 스플라인 슬리이브(40)는 후술될 바와 같은 방식으로 안내링(27)과 협력한다.

압축나선형태의 비고정 스프링(46)은 제1멈춤링(43)에 의해 지지되고 비고정 슬리이브(47)에 대해 눌려지며, 그리하여 비고정 슬리이브(47)는 제2b도의 오른쪽으로 조정링(37)상에 힘을 가하게 된다. 따라서, 안착상태에서 조정링(37)은 제2멈춤링(44)에 대항하여 눌려진다. 조정링(37)의 외주면에는 스플라인 슬리이브(40)와 협력하는 스플라인 톱니가 제공되므로써, 그 내부에서 단지 축방향으로만 이동 가능하게 된다.

인장슬리이브(48)는 인장로드(6)에 나선결합되며, 후술될 바와 같은 방식으로 작동상태에서 제3멈춤링(45)에 대항하여 지탱된다. 인장슬리이브(48)에는 소정의 상태에서 조정너트(29)에 형성된 대응하는 클러치(50)와 함께 클러치 결합을 이루는 내부클러치(49)가 제공된다. 이하에서, 이들 클러치(49,50)는 주클러치로서 언급될 것이다.

스플라인 슬리이브(40)와 인장슬리이브(48)를 결속시키는 두 개의 클립형 수동조정스프링(51,52)은 제2멈춤링(44)과 인장슬리이브(48) 사이에 축방향으로 위치된다. 제4도 및 제5도에 명확히 도시된 바와 같이, 이 스프링들은 조정장치의 정상기능과는 거의 무관하며 조정장치의 수동조정가능성과 관련하여 부가로 설명될 것이다.

이들 부품(29 내지 52)들 모두는 제6도 및 제7도에 명확히 도시된 바와 같이 함께 하나의 유니트를 형성한다. 이 유니트는 조정유니트로서 언급된다.

이미 설명한 바와 같이, 스플라인 슬리이브(40)는 제2b도에서 볼 때 그 오른쪽 단부에 비회전 구동링(41)을 갖고 있다. 나선압축 형태의 배럴스프링(53)이 상기 구동링(41)과 슬리이브 형태의 배럴스프링 지지부재(54) 사이에 배치되는데, 상기 지지부재(54)는 플라스틱 재료로 만들어지며 인장로드(6)를 위한 밀봉링(56)이 제공된 고정슬리이브(55)에 의해 배럴단부내의 적소에 보유 지지된다.

양호하게 플라스틱 재료로 만들어지는 고정 슬리이브(55)는 조정장치 하우징의 단부를 형성하는 경질링과 배럴(4)에 형성된 대응하는 원주노치와 협력하기 위한 돌출부를 갖는 한쌍의 축방향핑거로 이루어진다. 조정장치의 다른 부품들이 배럴(4)에 삽입되고 최종적으로 배럴스프링(53)과 배럴스프링 지지부재(54)가 삽입된 후에, 고정슬리이브(55)는 제2c도에 도시된 바와 같이 그 돌출부와 함께 배럴노치내의 적절한 위치로 가압될 것이다. 배럴스프링(53)으로 부터의 축방향 힘은 상기 지지부재(54) 및 고정슬리이브(55)의 대응하는 원추형 표면들에 의해 고정슬리이브(55)에 대한 반경방향 고정력으로 변환된다.

상기한 장치와 상응하지만 약간 다른 밀봉장치가 더욱 가늘어진 형태로 스핀들(2)을 둘러싸고 있는 배럴(4)의 반대쪽 단부에 제공된다. 이 경우에 있어서, 양호하게 플라스틱 재료로 만들어지는 고정 슬리이브(57)는 스핀들(2)을 둘러싸는 경질링과 배럴(4)에 형성된 원주노치와 상호작용하기 위한 돌출부를 갖는 다수의 축방향 핑거로 이루어진다. 이 고정 슬리이브(57)가 삽입된 후에, 밀봉링(58)과 양호하게 플라스틱 재료로 만들어지는 스크레이퍼 링(scraper ring, 59)이 삽입된다. 부품들을 제 위치에 유지시키기 위해서, 배럴(4)의 단부에 있는 작은 탭(60)은 제2a도에 도시된 바와 같이 내향으로 약간 구부러져 있다.

노치(61)는 스핀들(2)에 제공된다. 스핀들(2)이 도시된 바와 같이 가장 수축된 위치에 있을 때, 상기 노치는 스크레이퍼링(59)에 위치되어서 지시 장치로서 작용한다.

배럴(4)에는 안내유니트(8 내지 27)를 위한 축방향 정지장치가 제공된다. 상기 정지장치는 배럴에 형성된 원주노치에 위치되는 멈춤링(62)의 형태를 갖고 정지와셔(25)와 협력하게 된다. 또한, 다른 정지장치가 제공될 수도 있다.

제2b도에 도시된 바와 같이, 스핀들(2)과 인장로드(6) 사이에는 안내슬리이브(63)가 제공된다.

스핀들(2) 상에는 정지링(64)이 배치되는데, 도시된 안착 위치에 있어서 그 상태는 안내너트(8)에 대해 밀접하게 된다. 그러나, 상기와 같이 배치된 정지링(64)의 목적은 부주의로 스핀들(2)이 조정장치로부터 인출되는 것을 방지하는 것이다. 만약 그러한 경우가 발생되면, 정지링(64)은 고정슬리이브(57)를 타격하여 배럴(4) 및 배럴 스프링(53)에 대해 왼쪽 방향의 축방향력을 가하게 되며, 따라서 인장슬리이브(48)와 인장로드(6)를 고정상태에 있는 것으로 간주할 때 상기 배럴(4) 및 배럴 스프링(53)은 압축될 것이다. 스핀들(2) 및 배럴(4)이 왼쪽으로 소정의 운동을 한 후에, 더 이상의 운동을 방지하도록 클러치(49,50)이 조정너트(29)에 대해 폐쇄될 것이다.

기 능

정상간격

제동적용

이후로는 제2도, 특히 제2b도를 참조하기로 한다. 이미 언급한 바와 같이, 인장로드(6) 및 전체 조정장치는 제동적용시에 도면의 오른쪽으로 이동한다.

인장 제동력은 인장로드(6), 인장슬리이브(48), 멈춤링(45), 구동링(41), 배럴스프링(53), 배럴스프링 지지부재(54), 고정슬리이브(55), 배럴(4), 클러치링(15), 트러스트 베어링(18), 클러치 와셔(17), 안내 너트(8) 및 스핀들(2)을 통해(제동장치의 도시되지 않은 부가의 부재로) 전달된다.

인장로드(6)의 운동은 기준점에 위치된 인장 로드헤드(7)에 관련하여 발생된다. 조정거리(A) 만큼 이동될 때, 고정슬리이브(55)는 인장로드 헤드(7)에 도달하며, 이것은 배럴(4)이 더 이상 이동될 수 없음을 의미한다. 오른쪽으로 부가의 이동이 있을시에, 인장로드(6)와 인장슬리이브(48)를 포함하는 인장장치는 배럴 스프링(53)을 압축시키면서 이동하게 된다. 한편, 안내너트 스프링(19) 및 스프링(21)은 팽창되고, 클러치(13,14)는 서로 폐쇄된다.

이 운동시에, 제동블록은 휘일트 레드와 접촉하게 된다. 클러치(13,14)의 활동간격은 약 2mm 정도로서 조정 가능한 외측조정거리(A)에 부가되게 되어 있으며, 따라서 조정장치에 대하여 일정한 내측 조정거리를 구성한다.

제동블록이 휘일트레드에 적용되면, 더 이상의 스핀들(2)의 축방향 운동이 방지되게 되므로서 두 개의 너트(8,29)는 정지하게 된다. 인장장치(6,48)가 배럴 스프링(53)을 더욱 압축시키면서 스플라인 슬리이브(40)와 함께 계속 오른쪽으로 이동하게 되면 힘이 발생된다.

두 개의 너트(8,29)가 고정상태로 되고 스플라인 슬리이브(40)가 이동됨에 따라, 조정링(37)과 클러치(38)는 스프링(36)을 팽창시키면서 서로 떨어지는 반면에 조정링(37)과 클러치(39)는 폐쇄되어 조정너트(29)에 맞물리게 된다. 이것은 스플라인 슬리이브(40)와 안내링(27)간의 스플라인 결합거리가 약 5mm에서 약 2mm로 감소된다는 것을 의미한다.

이제부터, 힘은 조정너트(29)를 통해 전달된다. 그러나, 주클러치(49,50)가 아직 폐쇄되어 있지 않으므로서, 힘은 인장장치(6,48), 멈춤링(45), 스플라인 슬리이브(40), 멈춤링(43), 비고정 스프링(46), 비고정 슬리이브(47), 조정링(37) 및 조정너트(29)를 통해 전달된다.

제동력이 비고정 스프링(46)을 압축시킬 수 있게 되면, 안내링(27)과 스플라인 슬리이브(40)간의 스플라인 결합은 중지되고, 주클러치(49,50)는 그 뒤부터 제동력을 전달할 수 있도록 폐쇄된다.

이때, 제동블록이 휘일트레드에 적용되어 제동력을 발생한다. 제동장치는 다소 탄성적이기 때문에 휘어질 것이며, 장치에서 부가의 상대운동이 발생하게 된다.

배럴(4)은 아직 고정상태에 있는 반면에, 인장 장치(6,48)와 조정너트(29) 및 스핀들(2)은 오른쪽으로 이동하게 된다. 전체 안내유니트(8 내지 27)는 정지와셔(25)가 멈춤링(62)에 도달할 때까지 스핀들(2)과 함께 이동한다. 이동이 계속될 때, 전체 안내유니트(8 내지 27)는 트러스트 베어링(24)에 대해 회전하기 시작하여 탄성적인 제동적용 운동을 나타낸다. 정지와셔(25)와 트러스트 베어링(24)이 스프링지지체(22)에 헐겁게 배치되어 있기 때문에, 안내유니트(8 내지 27)의 회전은 장치에 어떠한 반력도 부가함이 없이 발생한다.

이것은 제동력이 최대치에 도달하여 제동의 적용이 완료될 때까지 계속된다. 여러 부품들의 위치는 제6도에 도시되어 있다.

제동 해제

제동 해제 운동이나 귀환행정의 초기중에, 제동장치로부터의 탄성력은 주클러치(49,50)가 처음으로 폐쇄되었을 때의 다른 부품들의 위치로 부품들이 복귀될 때까지 스핀들(2)을 왼쪽으로 끌어당김과 동시에 주클러치(49,50)을 폐쇄된 상태로 유지시킨다.

귀환행정의 이와 같은 탄성작용중에, 전체 안내유니트(8 내지 27)는 클러치(16가 폐쇄될 때까지 스핀들(2)을 따라 매우 짧은 거리만큼 왼쪽으로 이동하게 된다. 다음에, 두개의 스프링(19,21)들은 압축되고, 클러치(13,14)는 서로 떨어지게 되며, 안내너트(8)는 스핀들(2)상에서 왼쪽 방향으로 즉 조정장치를 신장시키는 방향으로 트러스트 베어링(18)에 대해 회전하기 시작한다. 이것은 안내너트(8)가 제동적용중에 나타내는 제동행정의 탄성작용으로부터 해제됨을 의미한다. 따라서, 이러한 조정장치는 소위 말하는 피스톤 행정 조정장치에 대립되는 순수한 간격감지 조정장치이다.

와셔(31)가 삽입슬리이브(10)를 타격하게 되면, 제동해제 행정의 탄성작용이 종료된다. 제동력이 비고정스프링(46)으로부터 작용하는 힘보다 적게 되면, 비고정 스프링(46)은 팽창되고, 주클러치(49,50)는 서로 떨어지며, 안내링(27)은 스플라인 슬리이브(40)에 들어가 안내너트(8)가 더 이상 회전할 수 없도록 고정시켜 준다. 또한, 배럴스프링(53)은 계속하여 팽창되고, 조정링(37)과 클러치(39)는 서로 떨어지는 반면에 조정링(37)과 클러치(38)는 폐쇄되어 조정너트(29)에 맞물리게 되며, 안내링(27)과 스플라인 슬리이브(40)간의 결합거리가 그 전체 길이에 도달함과 동시에, 클러치(13,14)는 완전히 떨어지고, 두 개의 스프링(19,21)들은 압축되며, 클러치 와셔(17)는 안내너트 돌기부(9)에 대해 가압접촉되므로서, 두 개의 너트(8,29)들이 축방향 운동을 종료하게 된다.

따라서, 모든 부품들은 다시 제2도에 도시된 바와 같은 원래의 위치로 되고, 제동작용은 완료되게 된다.

상기한 설명으로부터 명백한 바와같이, 안내링(27)은 스플라인 슬리이브(40) 속으로 삽입되는 것을 단순화하기 위해서 삽입슬리이브(10) 위를 축방향으로 이동할 수 있음과 동시에 인입스프링(26)에 의해 편향되어 있다. 즉, 만약 안내링(27)상의 스플라인 톱니가 스플라인 슬리이브(40) 내의 스플라인 톱니를 때리게 되면, 안내링은 인입스프링(26)의 압축하에서 휘어져 안내너트(8)와 함께 다소 구부러지므로서, 인입스프링(26)을 팽창시킬 수 있음과 동시에 안내링(27)을 스플라인 슬리이브(40) 속으로 밀어넣을 수 있게 된다.

과도한 간격

과도한 간격에서의 제동작용에 대한 설명은 과도한 간격이 30mm 이상이냐 이하냐에 따라 다소 달라진다.

30mm 보다 적은 간격초과에 있어서의 제동적용

제동적용의 개시는 인장로드 헤드(7)가 고정 슬리이브(55)에 도달하고 배럴(4)이 정지되고 클러치(13,14)가 폐쇄될 때까지는 상술한 바와 같은 정상간격에서와 동일하지만, 이 경우에 있어서 제동블록은 아직 휘일트 레드에 도달되지는 않는다.

이러한 상태에서, 스핀들(2)은 두개의 너트(8,29)와 함께 잠깐동안 정지하며, 배럴스프링(53)은 압축되고, 조정링(37)과 클러치(38)는 서로 떨어지는 반면 조정링(37)과 클러치(39)는 폐쇄되어서 조정너트(29)의 회전을 방지해준다. 동시에, 스프링(36)은 팽창되고, 스플라인 슬리이브(40)와 안내링(27)간의 결합거리는 약 5mm에서 약 2mm로 감소된다.

이제, 초기에 언급한 바와 같이 제동력이 조정링(37)을 통해 전달된다. 스핀들(2)은 다시 축방향으로 이동하고, 따라서 안내유니트(8 내지 27)도 정지와셔(25)가 멈춤링(62)에 도달할 때까지 몇 mm를 이동하게 된다.

이동이 계속되면, 정지와셔(25)와 트러스트 베어링(24) 및 스프링 지지체(22)는 정지되어야만 하며, 이것은 안내링(27)이 스플라인 슬리이브(40)와 여전히 약 2mm 정도의 결합관계에 있기 때문에 안내너트(8)가 회전함이 없이 스핀들(2)을 따라 오른쪽으로 이동할 때 스프링(21)이 압축될 것이라는 것을 의미한다.

따라서 이러한 단계에서, 조정장치의 반력은 배럴스프링(53) 및 스프링(21)으로부터 발생되는 힘의 합이 된다.

제동블록이 휘일트레드에 도달하면, 스핀들(2)은 정지되고 스프링(21)은 초과간격에 대응하는 거리만큼 압축된다. 제동력이 증가하여 비고정 스프링(46)의 스프링력을 초과하게 되면, 비고정 스프링(46)은 압축되고 안내링(27)은 스플라인 슬리이브(40)로부터 이탈되어진다. 그 후, 주클러치(49,50)는 곧 폐쇄된다.

안내링(27)이 스플라인 슬리이브(40)로부터 이탈되면, 안내너트(8)는 자유롭게 회전되기 시작하며 스프링(21)에 의해 회전하면서 왼쪽으로 가압된다. 스핀들(2)상에서의 안내너트(8)에 의한 이러한 축방향 운동은 초과간격에 대응하게 된다.

그 다음의 제동작용시에, 안내유니트(8 내지 27)는 정상간격에 관련하여 상기에 설명한 바와 같은 방식으로 탄성을 나타낼 것이다. 부품들의 위치는 제6도에 도시된 바와 같으나, 본 경우에 있어서는 안내유니트(8 내지 27) 및 조정유니트(29 내지 52)가 초과간격에 따라 더욱 멀리 떨어져 있게 된다.

이러한 상태에서, 반력은 단지 배럴스프링(53)에 의해서만 발생된다.

제동 해제

해제행정동안에, 안내너트(8)는 정상간격에 관련하여 상기에 설명한 바와 같이 후방으로 회전한다. 이에 의하여, 제동장치의 탄성변형에 대응하는 거리를 구분하게 된다. 그 후에, 클러치(13,14)는 두 개의 스프링(19,21)으로부터 발생되는 힘의 합에 의해 물려진다.

제동장치로부터의 탄성력이 감소되면, 비고정 스프링(46)은 그 정상길이로 팽창된다. 배럴스프링(53)은 스프링(36), 트러스트 베어링(34), 멈춤링(33) 및 조정너트(29)에 대하여 스플라인 슬리이브(40)와 멈춤링(44) 및 조정링(37)을 밀어준다. 이렇게 하여, 조정링(37)과 클러치(39)가 서로 떨어지므로서, 조정너트(29)는 트러스트 베어링(34)에 대해 회전하기 시작하여 초과간격을 제거시킬 수 있게 된다. 이러한 상태는 제7도에 도시되어 있다.

클러치(13,14)가 스프링(36) 힘의 약 3배의 힘으로 맞물리기 때문에, 스핀들(2)은 조정중에 안내 유니트(8 내지 27)에 의해 고정상태로 유지된다.

와셔(31)가 삽입 슬리이브(10)를 때리게 되면, 조정너트(29)의 회전은 중지된다. 그 바로 전에, 안내링(27)은 삽입슬리이브(40)로 삽입된다.

제동 해제작용은 모두 배럴스프링(53)의 팽창에 의해, 조정링(37)과 클러치(39)가 서로 떨어지고, 스프링(36)이 압축되고, 조정링(37)과 클러치(38)가 폐쇄되어 조정너트(29)를 맞물어주고, 클러치(13,14)가 서로 떨어지고, 두 개의 너트(8,29) 및 스핀들(2)이 왼쪽으로 이동되고, 두 개의 스프링(19,21)이 압축되고, 클러치 와셔(17)가 안내너트 돌기부(9)에 도달하므로써 종료된다. 이제 모든 부품들은 제2도에 도시된 바와 같은 원래의 위치에 있게 되며, 간격은 조정거리(A)와 일치하게 된다.

30mm 보다 큰 간격초과에 있어서의 제동 적용

제동적용 작용은 스프링(21)이 압축될 때까지는 30mm 보다 적은 간격초과에 있어서의 제동적용에 관련하여 상기에 설명한 것과 동일하다. 만약 상기한 바와 같이 간격초과가 30mm 이상이라면, 스프링(21)은 그 최소길이까지 압축된다. 스핀들(2)은 잠깐동안 정지되며, 반면에 제동력은 더욱 증가되고 비고정 스프링(46)은 압축된다. 이때의 반력은 배럴스프링(53)과 비교정 스프링(46)으로부터 발생되는 힘들의 합으로 이루어진다.

비고정 스프링(46)이 압축됐을 때, 안내링(27)은 스플라인 슬리이브(40)로부터 이탈되고, 스프링(21)은 팽창되며, 반면에 안내너트(8)는 트러스트 베어링(24)에 대해 회전하게 된다. 따라서, 이제 반력은 배럴스프링(53)으로부터 발생되는 힘으로 감소된다. 또한, 비고정 스프링(46)은 팽창되며, 간격초과가 30mm 이상이었기 때문에 오른쪽으로의 이동이 계속된다.

안내유니트(8 내지 27)는 트러스트 베어링(24)에 대해 회전되며 계속하여 초과간격을 나타낸다. 제동블록이 휘일트레드에 접촉하게 되면, 비고정 스프링(46)은 압축되며, 주클러치(49,50)는 제동력을 전달하기 위해서 폐쇄된다. 이후의 작용은 초기에 설명한 바와 같은 간격초과가 30mm 보다 적을때의 경우와 동일하다.

불충분한 간격

조정장치는 소위 말하는 확인원리에 따라 작동한다. 즉, 불충분한 간격을 조정하는데에는 두 개의 제동작업이 필요하게 된다. 제1제동작업시에는 단지 부족한 간격만이 나타나며, 제2제동작업시에 적절한 조정이 이루어진다.

제1제동작업

간격이 불충분하거나 조정거리(A)보다 적기 때문에, 제동블록은 인장로드헤드(7)가 고정슬리이브(55)와 접촉하기 전에 휘일트레드에 접촉하게 된다. 이것은 배럴(4)이 안내너트(8)에 의해 클러치링(15)을 거쳐 지지되기 때문에 스핀들(2) 및 그에 따른 두 개의 너트(8,29)들이 배럴(4)과 함께 정지하게 된다는 것을 의미한다.

안내링(27)과 스플라인 슬리이브(40)간의 스플라인 결합길이가 5mm에서 2mm로 감소됨과 동시에, 제동력이 발생되며, 배럴스프링(53)이 다소 압축되고, 조정링(37)과 클러치(38)가 서로 떨어지는 반면에 조정링(37)과 클러치(39)는 폐쇄되어 조정너트(29)를 맞물어준다. 제동력은 배럴스프링(53)을 거쳐 안내너트(8)상에, 그리고 비고정 스프링(46)을 거쳐 조정너트(29)상에 전달된다.

제동력이 배럴스프링(53)과 비고정 스프링(46)의 합력을 초과하게 되면, 상기 스프링들은 안내링(27)이 약 2mm의 압축이 이루어진 후에 스플라인 슬리이브(40)로부터 이탈되도록 효과적으로 압축된다.

안내너트(8)가 이제 더 이상 회전적으로 고정되어 있지 않으므로서, 배럴스프링(53)은 팽창되어 안내너트(3)가 트러스트 베어링(18)에 대해 오른쪽으로 이동하기 위한 회전을 할 수 있도록 해준다. 조정너트(29) 및 그에 따른 와셔(31)가 고정상태에 있기 때문에, 삽입 슬리이브(10)는 안내너트(8)를 따라 오른쪽으로 이동할 수 없다. 대신데, 슬리이브(10)는 트러스트 베어링(32)에 대해 회전하면서 안내너트(8)상에서 축방향으로 이동하게 된다. 이것은 스프링(21)이 압축되어야 한다는 것을 의미한다.

이러한 운동은 고정 슬리이브(55)가 인장로드 헤드(7)에 도달할 때까지, 즉 두 개의 너트(8,29) 간의 거리가 최대 30mm 될 때까지만 계속된다.

여러 부품들의 위치가 제8도에 도시되어 있는데, 여기서 스프링(21)은 부족한 간격에 대응하는 거리만큼 압축되어 있다.

다음에, 제동력은 증가되며, 주 클러치(49,50)는 힘을 전달하기 위해서 폐쇄도니다. 제동장치가 제동적용시에 탄성적으로 변형되면, 스핀들(2)은 조정너트(29)에 의해 오른쪽으로 당겨진다. 클러치(13,14)는 폐쇄되는 반면 클러치(16)는 떨어지게 되므로서, 안내너트(8)는 트러스트 베어링(32)에 대해 회전하게 된다. 이제 반력은 배럴스프링(53)의 스프링력만이 작용한다.

만약 예를 들어 제동장치에서의 과도한 마찰이나 또는 제동블록사의 얼음(ice) 형성으로 인해 간격이 순수하게 불충분한 것이 아니라 단지 지시된 그 자세로서만 이라면, 마찰력은 극복될 것이며 또는 얼음은 부서져서 제동적용중에 제거될 것이다. 따라서, 안내너트(8)는 스프링(21)이 정상길이에 도달할 때까지 회전하여 조정너트(29)로부터의 거리를 증가시킬 것이며, 작동은(상술한 바와 같은) 정상간격에서의 경우와 마찬가지로 이루어진다.

그러나, 다음의 부가적인 설명은 실질적으로 간격이 불충분한 상태에 있는 것이다.

초기에 언급한 바와 같이, 제동장치로부터 발생되는 힘은 스핀들(2)을 도면의 왼쪽으로 인장시키며, 해제 또는 귀환행정의 초기에 주클러치(49,50)를 폐쇄된 상태로 유지시킨다. 안내너트(8)는 왼쪽으로 인장되고, 클러치(13,14)는 풀어져 서로 떨어지며, 안내너트(8)는 그 트러스트 베어링들에 대해 회전할 수 있음과 동시에 제동해제행정의 탄성작용으로부터 구분될 수도 있다. 그후, 비고정 스프링(46)이 배럴스프링(53)과 함께 팽창되므로써, 안내링(27)은 스플라인 슬리이브(40)에 삽입되고 안내너트(8)를 맞물어준다. 조정링(37)과 클러치(39)가 서로 떨어지는 반면에, 조정링(37)과 클러치(38)는 폐쇄되어서 조정너트(29)를 맞물어준다. 클러치(13,14)는 완전히 서로 떨어지게 되며, 두 개의 너트(8,29)는 클러치 와셔(17)가 안내너트 돌기부(9)에 접촉할 때까지 스핀들(2)과 함께 두 개의 스프링(19,21)의 압축하에서 왼쪽으로 이동하게 된다. 전체작동은 팽창되는 배럴스프링(53)의 작용하에서 수행된다.

제2제동작업

인장로드 헤드(7)는 고정슬리이브(55)와 접촉하고, 배럴(4)은 정지하며, 인장장치(6,48)는 계속하여 인장되고, 배럴스프링(53)는 압축되며, 두 개의 스프링(19,21)은 팽창되고, 클러치(13,14)는 폐쇄되며, 제동블록은 휘일트레드와 접촉하므로써, 스핀들(2)이 정지하게 된다.

인장장치(6,48)는 계속 인장되고, 조정링(37)과 클러치(38)는 서로 떨어지게 된다. 그렇지만, 이때 스프링(21)은 압축되어 와셔(31)를 거쳐 조정너트(29)를 밀어준다. 따라서, 조정너트(29)는 회전하기 시작하며 인장장치(6,48)를 따라 오른쪽으로 이동하게 된다. 부품들의 위치는 제9도에 도시되어 있다.

이러한 운동은 스프링(21)이 원래의 길이로 복귀되고, 조정장치가 연장되어져서 간격이 다시 정확하게 될 때까지 계속된다.

그 이상의 제동적용 및 제동해제는 정상간격을 참조한 상기의 설명에서와 같다.

제1제동작업중 행정의 탄성작용동안에, 안내너트 스프링(19)을 클러치(13,14)에서 미끄럼을 발생시키도록 안내너트(8)를 오른쪽으로 편향시키는 기능을 갖는다. 만약 안내너트 스프링(19) 없다면, 안내너트(8)는 회전중에 클러치 와셔(17)에 대항하여 안착되어 스프링(21)의 어떠한 부가적인 압축 없이도 현재 위치에 안내너트(8)를 고정시킬 수 있을 것이다. 그 다음의 제동적용중에, 이 스프링(21)은 클러치(13,14)가폐쇄되는 초기 상태로 팽창되어져, 클러치(13,14)에 2mm의 손실이 나타나게 되고, 따라서 조정장치에 대응하는 매우 작은 신장을 초래하게 된다. 이와같이, 본 장치는 안내너트 스프링(19) 없이는 거의 만족스런 방식으로 작동하기 못한다.

수동 조정

특히 마모된 제동블록의 교체시에, 스핀들(2)을 그 원래의 위치(제2도에 도시된 바와 같은 위치)로 복귀시키는 것을 수동으로 할 필요가 있다. 이것은 정상 작동시에 회전할 수 없도록 되어 있는 배럴(4)의 수동회전을 통해 성취될 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 구동링(41)은 길이방향 배렬 융기부(5)와 협력하는 돌출부(42)를 가지며 스플라인 슬리이브(40)에 비회전적으로 연결되어 있으므로서, 그 회전시에 배럴(4)을 따라 이동하게 된다. 안내너트(8)는 안내링(27)에 의해 스플라인 슬리이브(40)에 회전적으로 맞물려 있는 반면에, 조정너트(29)는 조정링(37)에 의해 스플라인 슬리이브(40)에 맞물려 있다.

따라서, 두 개의 너트(8,29)들은 배럴(4)의 회전에 의해 어느 방향으로든 회전되게 된다. 이로써, 만약 비회전 인장장치(6,48)와 스플라인 슬리이브(40)간의 회전 맞물림이 다음과 같이 극복된다면, 조정장치를 신장 또는 수축시키는 것이 가능하게 된다.

즉, 스플라인 슬리이브(40)와 인장슬리이브(48) 사이에는 두 개의 동이랗 ㄴ수동 조정 스프링(51,52)이 배치된다. 단지 하나의 스프링(52)과 인장슬리이브(48)만이 도시되어 있는 제4도 및 5도에 명백하게 도시된 바와 같이, 각각의 스프링(51 또는 52)은 그 외주에 스플라인 슬리이브(40)와 협력하는 스플라인 톱니를 가질 뿐만 아니라 인장슬리이브(48) 내의 노치와 정상적으로 결합하는(제4도 참조) 돌출부에 의해 단부가 형성된 탄성아암을 제공한다. 부품들에 대한 회전력이 비교적 낮게 되는 정상 작동상태하에서, 스프링(51,52)은 바람직한 회전맞물림을 부여한다.

그러나, 상기한 바와 같은 수동조정을 성취하는 것이 요구되면, 배럴(4)은 각각의 스프링(51,52)상에 있는 탄성아암의 돌출부를 제5도에 도시된 바와 같이 그 대응하는 노치로부터 강제로 이탈시킬 수 있는 정도의 소정의 힘으로써 수동으로 회전될 수 있다.

따라서, 수동조정스프링(51,52)은 제동장치로부터 발생되는 인장력과 조합되는 충격 및 진동 등의 영향하에서 제동이 적용되지 않은 상태에서의 비의도적인 회전을 방지해 주는 역할을 한다. 만약 소정의 설치시에 이와 같은 문제들이 특히 심각하게 대두된다면, 스프링(51,52) 들중 하나 또는 모두는 부품들을 서로에 대해 회전시키는데 요구되는 토오크를 증가시킬 수 있도록 회전하게 될 것이며, 스프링(51,52)과 인장슬리이브(48)간의 변경된 기하학적 조건으로 인해 토오크는 증가하게 된다.

배럴 설계

상기한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 길이방향 융기부를 갖고 그들의 테두리를 따라 함께 용접되는 두개의 반쪽구로 구성되는 배럴에 의해 여러 다른 잇점들이 얻어진다.

융기부(5)는 배럴(4)의 강성을 증가시켜주며, 타격 및 충격에 대항하여 배럴의 원통형 부분을 보호해 준다. 재료의 두께를 작게 할 수 있어, 중량 및 가격을 경감시킬 수 있다.

융기부는 조정장치의 기능을 수행하기 위해, 특히 수동조정시에 사용될 수도 있다.

이러한 형태의 조정장치에 있어서, 그 안내 유니트(8 내지 27)는 배럴내에 두 개의 축방향 정지장치를 가져야만 한다. 이 경우에, 배럴클러치(16)는 그들 정지 장치들 중의 하나가 되며, 반면에 멈춤링(62)이 두번째 것이 된다. 또한, 조정장치가 배럴(4)의 테두리를 따라 장착 및 분리된다면, 이 멈춤링(62)은 내주면 노치의 형태로 될 수 있다.

배럴은 단부에서 밀봉되어야 하며, 가능한 한 조정로드 헤드에 대한 접촉부가 제공되어야 한다. 이러한 배치에 있어서의 축방향 고정점은 반쪽 배럴들 속으로 쉽게 가압될 수도 있을 것이다.

만약 통상의 관설계가 사용되어야 한다면, 다른 기계적인 작업이 요구될 것이다. 또한, 판금속의 경우보다 판의 경우에 단위가격당 더 큰 중량이 요구되고, 재료 두께를 감소시킬 수 있는 가능성 등을 고려할때, 상기한 바와 같이 두 개의 반쪽부로 구성되는 배럴에 소요되는 총 비용은 관으로 제작되는 종래의 배럴과 비교하여 상당히 감소될 수 있을 것이다.

비록 조정장치가 인장형에 관한 것으로 도시되고 설명되었다 할찌라도, 조정장치는 비교적 간단한 수정에 의해 압압형(pushing type)으로 변경될 수 있다는 것을 본 기술분야에서 숙련된 자는 명백히 알 수 있을 것이다. 또한, 첨부된 청구범위 내에서 다른 수정들이 이루어질 수도 있을 것이다.

Claims (1)

1. 길게 연장된 배럴과, 배럴외측의 한쪽 단부로부터 연장되며 조정장치속으로 제동력을 유입하게 되어 있는 비회전 인장도드와, 배럴외측의 다른쪽 단부로부터 연장되며 조정장치로부터 제동력을 전달해 주게 되어 있는 나선이 새겨진 비회전 스핀들과, 배럴 내에서 스핀들과 협력하는 안내유니트 및 조정유니트와, 인장로드 둘레에 배치되며 조정유니트와 배럴단부 사이에서 작동하는 배럴스프링과를 포함하며, 상기 안내유니트가 스핀들과 비구속 나사 결합되며 소정의 상태에서 배럴과의 상대운동을 방지하기 위해 스프링의 작용하에서 배럴에 클러치 결합될 수 있는 안내너트를 갖고, 상기 조정유니트가 스핀들과 비구속 나사결합되며 스핀들에 인장제동력을 전달하기 위해 인장로드에 연결된 인장슬리이브에 클러치 결합될 수 있는 조정너트를 갖도록 구성된 복동식 간격 감지용의 철도차량용 이완조정장치에 있어서,

   조정유니트(29 내지 52)는 인장슬리이브(48)로부터의 인장제동력과 배럴스프링(53)으로부터의 반력에 의해 작동하는 스플라인 슬리이브(40)를 포함하며, 안내너트(8)에는 단지 안내너트에 대해 축방향으로만 이동가능하며 상태에 따라 상기 스플라인 슬리이브(40)에 클러치 결합될 수 있는 장치(10,11,27) 및 배럴(4)과의 클러치 결합에도 불구하고 안내너트(8)를 회전시킬 수 있는 클러치 해체장치(13,14,15)가 제공되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 이완조정장치.

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