KR101374513B1

KR101374513B1 - 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체

Info

Publication number: KR101374513B1
Application number: KR1020087022530A
Authority: KR
Inventors: 하워드 써머펠드; 웨지 칸조
Original assignee: 왑텍 홀딩 코포레이션
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2014-03-13
Also published as: WO2007103087A1; CN101395053A; MX2008011233A; AU2007224292B2; US7419065B2; CA2644106C; CA2644106A1; AU2007224292A1; CN101395053B; US20070205174A1; KR20080100262A; ZA200807305B

Abstract

경량 고용량 마찰 타입 드래프트 기어 조립체(10)는 전방 및 후방 부분(14)을 갖는 하우징(12)을 포함한다. 압축 가능한 쿠션 요소(18)는 상기 후반 부분 내에 위치되며, 안착 장치는 그의 일단부와 접촉한다. 마찰 쿠션 요소(42)는 상기 하우징의 전방 부분(20) 내에 제공되며, 스프링 해제 메커니즘(76)은 상기 압축 가능한 쿠션 요소를 계속하여 가압하도록 제공됨으로써 이러한 드래프트 기어 조립체의 압축 후 이러한 마찰 쿠션 요소를 해제하도록 한다.

마찰, 드래프트 기어, 쿠션, 스프링

Description

경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체{LIGHT WEIGHT HIGH CAPACITY FRICTION DRAFT GEAR ASSEMBLY}

본 발명은 일반적으로 철도 차량에서 생길 수 있는 이완을 제공하고 충격 부하를 흡수하도록 철도 차량에 사용되는 마찰형 드래프트 기어 조립체에 관한 것으로서, 특히, 본 발명은 경량의 드래프트 기어 조립체에 사용되며 AAR-M-901G 성능 세부규정에 부합하는 하우징 및 마찰 클러치 메커니즘에 관한 것이다.

작동 중에 생성되는 열에너지를 흡수하도록 마찰 타입 클러치 메커니즘들을 사용하는 드래프트 기어 조립체들은 본 발명 이전에 수년 동안 철도 차량에 널리 사용되어 왔는바, 이는 철도 분야에서 잘 알려져 있다. 이들 드래프트 기어 조립체들은 철도 차량의 중앙 실(sill) 부재 내에 위치되는 긴 개방공 내에 그의 길이방향 축선을 따라 상기 철도 차량의 커플링 메커니즘의 섕크(shank) 뒤 또는 최내측 단부에 배치된다.

이러한 위치에서, 이들 마찰 클러치 타입 드래프트 기어 조립체들은 작동 중에 생성되는 버프(buff) 및 드래프트 힘(draft force) 중에서 적어도 상대적으로 큰 부분을 흡수할 것이다. 이러한 철도 차량에서 생길 수 있는 이러한 버프 및 드래프트 힘은 트랙의 통상적 차량 작동 중에 상기 중앙 실 부재에 대해 일반적으로 교호 방식으로 가해진다.

이러한 종래 기술의 마찰 클러치 드래프트 기어 조립체들 중 많은 것들이 미국특허 제 2,916,163; 3,178,036; 3,447,693; 4,645,187; 및 5,152,409 호에 개시되어 있다. 전술한 특허 각각은 본 발명의 양수인에 의해 소유된다. 이들 특허의 각각의 내용은 본 출원에 참조로 인용된다.

마찰 클러치 타입 드래프트 조립체 설계 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 경량 드래프트 기어 조립체들이 철도 산업에 바람직한 몇 가지의 중요한 이유가 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 첫 번째 이유는 트랙 구조물 상의 철도 차량을 이동시키는데 필요한 에너지가 적다는 것이다. 두 번째 이유는 추가의 페이로드(pay load)가 이러한 차량에 의해 특정 트랙 구조물 상의 부하 한계를 초과하지 않으며 에너지 비용을 증가시키지 않고도 수행될 수 있다는 것이다. 세 번째 이유는 철도 시설은 현대식 철도 차량의 부하 이송 능력을 증가시키기 위한 시도를 계속해 왔다는 것이다.

그럼에도 불구하고, 이러한 드래프트 기어 조립체의 중량과는 관계없이, 작동 기간 동안 최소 충격 흡수 능력을 유지할 수 있다. 이러한 최소 충격 흡수 능력은 미국 철도 협회(Association of American Railroads (AAR)), 특히 AAR 세부규정 M-901G에 의해 규정된 표준에 특정되어 있다. 이러한 세부 규정은, 예를 들면, 이들 드래프트 기어 조립체들이 적어도 36,000 피트 파운드의 정격 용량 및 적어도 5MPH의 정격 속도를 가질 것을 필요로 한다. 또한, 충격 흡수는 상기 철도 차량의 커플러에 가해지는 피크 반력이 500,000파운드를 넘지 않도록 수행되어야 한다는 것이 중요하다.

그러나, 미국특허 제 5,152,409 호에 개시된 드래프트 기어 조립체의 경량 설계가 철도 분야에 성공적으로 사용되었다 하더라도, AAR-M-901G 규정의 요구조건을 만족하기에 충분하지 못한 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 주 목적 중 하나는 적어도 AAR-M-901G 표준에 부합하는 동시에 종래 기술의 드래프트 기어 조립체들보다 경량이 될 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 드래프트 기어 조립체의 마찰 부분에서 향상된 윤활 성능을 갖는 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 설치용 철도 차량을 제공하는 어떤 수정예도 필요로 하지 않을 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 에너지 필요조건을 감소시킬 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 마찰 타입 드래프트 기어 조립체의 사용 중에 생길 수 있는 바람직하지 않은 환경 조건에 덜 영향 받는 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공하는데 있다.

전술한 목적 및 이점에 더하여, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 서류의 상세한 설명 부분을 통해, 특히, 상세한 설명을 첨부 도면 및 청구범위를 참조하여 설명하는 경우, 본 명세서에 개시된 드래프트 기어 조립체의 마찰 클러치 메커니즘의 다양한 다른 목적 및 이점을 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 발명은 열차 편성표에 따른 열차 차량의 연결 작동 중 및 트랙 구조물 상의 이러한 열차 편성표의 정상 작동 중에 이러한 철도 차량에서 통상적으로 생길 수 있는 버프 및 드래프트 충격을 흡수하는 철도 차량 마찰 타입 드래프트 기어 조립체를 제공한다. 상기 드래프트 기어 조립체는 소정의 길이를 가지며 단부 벽에 의해 그의 일 단부에서 폐쇄되는 하우징 부재를 포함한다. 상기 하우징 부재는 그의 축 방향 반대쪽에 있는 제 2 단부에서 개방된다. 이러한 하우징 부재는 상기 제 1 단부에 인접한 후방 부분 및 이러한 축 방향 반대쪽 제 2 단부에 인접한 전방 부분을 갖는다. 상기 전방 부분은 이러한 후방 부분과 개방 연통하며, 소정의 브리넬 경도를 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 및 축 방향 대향 내부 마찰 표면을 갖는다. 압축 가능한 쿠션 요소는 상기 하우징 부재의 이러한 후방 부분 내에 중심에 배치된다. 이러한 쿠션 요소의 일단부는 상기 하우징 부재의 이러한 제 1 단부를 폐쇄하는 단부 벽의 내면의 적어도 일부와 결합한다. 이러한 압축 가능한 쿠션 요소는 이러한 단부 벽의 이러한 내면으로부터 길이방향으로 연장한다. 위치설정 수단은 상기 하우징 부재의 제 1 단부에서 이러한 단부 벽의 내면에 인접하게 제공된다. 이러한 위치설정 수단은 이러한 압축 가능한 쿠션 요소의 압축 및 연장 중에 상기 압축 가능한 쿠션 요소의 일 단부를 상기 하우징 부재의 후방 부분 내에 유지한다. 이러한 압축 가능한 쿠션 요소의 축 방향 반대쪽 단부와 결합하는 그의 일 표면의 적어도 일부를 갖는 시트(seat) 수단이 제공된다. 이러한 시트 수단은 이러한 드래프트 기어 조립체에 가해지는 힘의 적용 및 해제 중에 이러한 압축 가능한 쿠션 요소를 각각 압축 및 해제하도록 이러한 하우징 부재 내에서 길이방향으로 이동하도록 장착된다. 마찰 쿠션 수단은 이러한 하우징 부재의 전방 부분 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 상기 마찰 쿠션 수단은 이러한 드래프트 기어 조립체의 압축 중에 에너지를 흡수한다. 이러한 마찰 쿠션 수단은 거의 균일한 두께를 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 이동 가능한 판 부재를 포함한다. 각각의 이동 가능한 판 부재는 외부 마찰 표면 및 내부 마찰 표면, 및 이러한 외부 마찰 표면 및 이러한 내부 마찰 표면 사이에 배치되는 적어도 하나의 거의 평평한 에지를 갖는다. 이러한 하나의 에지는 이러한 시트 수단과의 결합을 위해 배치된다. 상기 이동 가능한 판 부재의 이러한 외부 마찰 표면의 적어도 일부는 상기 하우징 부재의 이러한 전방 부분의 각각의 내부 마찰 표면과 이동 및 마찰 가능하게 결합한다. 상기 이동 가능한 판 부재 각각은 대략 7.84인치 및 대략 8.93인치 사이의 길이를 갖는다. 상기 마찰 쿠션 요소는 또한 외부 마찰 표면 및 내부 마찰 표면을 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 테이퍼 판 부재를 포함한다. 각각의 이러한 테이퍼 판 부재의 이러한 외부 마찰 표면은 이러한 이동 가능한 판 부재 각각의 내부 마찰 표면의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합한다. 한 쌍의 측 방향 이격 웨지 슈(shoe) 부재는 이러한 마찰 쿠션 수단 내에 제공된다. 이러한 웨지 슈 부재는 이러한 테이퍼 판 부재의 각각의 하나의 내부 마찰 표면의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합하는 외부 마찰 표면의 적어도 일부를 갖는다. 각각의 웨지 슈 부재는 이러한 시트 수단과 결합하는 하나의 에지의 적어도 일부를 갖는다. 또한, 이러한 쌍의 웨지 슈 부재는 소정의 테이퍼를 갖는 반대쪽 에지 상에 일부를 포함한다. 상기 마찰 쿠션 수단은 또한 이러한 웨지 슈 부재들의 각각의 하나의 이러한 테이퍼 부분과 결합하는 한 쌍의 정합하는 소정의 테이퍼 부분을 갖는 중앙 웨지 부재를 포함한다. 상기 중앙 웨지 부재는 이러한 마찰 쿠션 수단의 마찰 결합을 시작하여 에너지를 흡수한다. 결국, 이러한 마찰 쿠션 수단은 이러한 이동 가능한 판 부재의 내부 마찰 표면, 이러한 테이퍼 판 부재의 이러한 외부 마찰 표면, 이러한 테이퍼 판 부재의 이러한 내부 마찰 표면, 및 이러한 웨지 슈 부재의 외부 마찰 표면으로부터 선택되는 적어도 네 개의 소정의 마찰 표면을 윤활하는 네 개의 윤활 수단을 포함한다. 상기 드래프트 기어 조립체는 상기 시트 수단 및 상기 중앙 웨지 부재 사이에서 결합하고 길이방향으로 연장하는 스프링 해제 수단을 더 포함한다. 이러한 스프링 해제 수단은 이러한 마찰 쿠션 수단을 상기 압축 가능한 쿠션 수단으로부터 연속적으로 외측으로 가압하여 이러한 드래프트 기어 조립체를 압축하는 힘이 제거되는 경우 이러한 마찰 쿠션 요소를 해제한다.

도 1은 본 발명의 마찰 타입 드래프트 기어 조립체의 사시도이다.

도 2는 도 1의 2-2선을 따른 길이방향 부분 단면도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드래프트 기어 단축 장치를 부분적으로 도시하는 도면이다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예의 마찰 타입 드래프트 기어 조립체의 하나의 형태를 구비하는 도 1의 3-3선을 따른 길이방향 단면도이다.

도 3b는 본 발명에 따른 마찰 드래프트 기어 조립체의 다른 바람직한 실시예의 압축 가능한 쿠션 요소의 선택적 실시예를 구비하는 도 1의 3-3선을 따른 길이 방향 단면도이다.

도 3c는 본 발명에 따른 마찰 타입 드래프트 기어 조립체의 다른 실시예의 유압식 쿠션 요소를 구비하는 도 1의 3-3선을 따른 길이방향 단면도이다.

본 발명에 따른 마찰 타입 드래프트 기어 조립체의 상세한 설명에 들어가기 전에, 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성요소에는 몇몇 도면에 걸쳐 동일한 참조 번호가 부여된다는 것을 알려 두고자 한다.

본 발명을 보다 상세히 설명하면, 도 1 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 드래프트 기어 조립체는 참조번호 10으로 지칭된다. 드래프트 기어 조립체(10)는 열차 편성표에 따른 이러한 철도 차량의 연결 작동 중에 뿐만 아니라 트랙 구조물 상의 상기 열차 편성표의 통상적 작동 중에 철도 차량에서 통상 생길 수 있는 버프 및 드래프트 충격을 흡수한다.

드래프트 기어 조립체(10)는 참조번호 12로 표시되는 하우징 부재를 포함한다. 상기 하우징 부재(12)는 그의 제 1 단부에서 개방되며, 상기 하우징 부재(12)의 축 방향 반대쪽 타단부를 폐쇄하는 단부 벽(16)에 인접한 후방 부분(14)을 갖는다. 후방 부분(14)은 참조번호 18로 표기되는 압축 가능한 쿠션 수단을 그 안에 중심에 수용하도록 제공된다. 하우징 부재(12)는 후방 부분(14)과 개방 연통하는 개방 단부에 인접한 전방 부분(20)을 포함하며, 한 쌍의 측 방향 이격 및 축 방향 대향 내부 마찰 표면(21)을 구비하는바, 상기 마찰 표면은 대략 361 내지 444 사이의 브리넬 경도를 가지며, 이는 적어도 상기 내부 마찰 표면(21)의 마모를 감소시 키고 상기 하우징 부재(12)의 전체 수명을 증가시키는 데 이점이 있는 것으로 밝혀졌다. 상기 하우징 부재(12)는 대략 19.0인치 및 대략 19.25인치 사이의 소정 임계 길이를 갖는다. 바람직하게는, 상기 하우징 부재(12)의 이러한 길이는 19.125인치가 될 것이다.

상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)는 하우징 부재(12)의 바닥 벽(16)의 내면(22)의 적어도 일부와 접촉하는 그의 일 단부를 갖는다. 상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)는 상기 축 방향 반대쪽 대향 단부가 시트 수단(24)의 일표면(26)의 적어도 일부와 접촉 관계로 위치되는 이러한 바닥 벽(16)의 내면(22)으로부터 길이방향으로 연장한다. 시트 수단(24)은 상기 드래프트 기어 조립체(10) 상의 힘의 적용 및 해제 중에 상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)를 각각 압축 및 해제하도록 그 안의 길이방향 이동을 위해 하우징 부재(12) 내에 위치된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 압축 가능한 쿠션 요소(18)는 적어도 하나 및 바람직하게는 적어도 두 개의 스프링(28, 18a)을 포함한다. 도 3b는 외부 코일 스프링(30) 및 내부 스프링(32)을 포함하는 압축 가능한 쿠션 요소(18)의 선택적 실시예를 도시한다. 스프링(32)은, 예를 들면, 하이트렐(hytrel)과 같은 고무 또는 탄성중합체일 수 있다. 도 3c는 상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)가 미국특허 제 3,447,693 호에 개시된 바와 같은 유압 유닛(34)인 본 발명의 다른 선택적 실시예를 도시한다.

상기 드래프트 기어 조립체(10)는 이러한 압축 가능한 쿠션 요소(18)의 압축 및 연장 중에 하우징 부재(12)의 후방 부분(14) 내에 중앙에 위치되는 상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)의 단부를 유지하기 위한 상기 하우징 부재(12)의 바닥 벽(16)의 내면(22)에 인접 위치되는 이러한 쿠션 요소(18)의 단부에 인접 배치되는 위치설정 수단(36)을 포함한다.

바람직한 실시예에 따라, 상기 위치설정 수단(36)은 상기 바닥 벽(16)의 내면(22) 및 상기 하우징 부재(12)의 연결 측벽(40)의 내면에 인접한 두 개의 반대쪽 측면을 따라 상기 하우징 부재(12) 내의 빌트업 부분(38)을 포함한다. 상기 위치설명 수단(36)은 상기 하우징 부재(12)의 일체형 부분으로서, 즉, 단일 피스 주물이지만 선택적으로 이러한 위치설정 수단(36)이 필요에 따라 별도의 삽입물이 됨에 따라, 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 드래프트 기어 조립체(10)는 하우징 부재(12)의 전방 부분(20) 내에 적어도 부분적으로 장착되는, 참조번호 42로 표기되는, 마찰 쿠션 수단을 더 포함한다. 상기 마찰 쿠션 수단(42)은 상기 드래프트 기어 조립체(10)의 압축을 유발하기에 적어도 충분한 힘의 적용 중에 발생하는 에너지를 흡수한다.

상기 마찰 쿠션 수단(42)은 거의 균일한 두께를 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 이동 가능한 판 부재(50)를 포함한다. 이동 가능한 판 부재들(50)은 외부 마찰 표면(52) 및 내부 마찰 표면(54), 및 상기 외부 마찰 표면(52) 및 상기 내부 마찰 표면(54) 사이에 배치되는 적어도 하나의 거의 평평한 에지 부분(56)을 갖는다. 이러한 평평한 에지 부분(56)은 상기 시트 수단(24)과 결합하도록 위치된다. 상기 외부 마찰 표면(52)의 적어도 일부는 상기 하우징 부재(12)의 전방 부분(20)의 각각의 마찰 표면(21)과 이동 및 마찰 가능하게 결합한다. 이러한 이동 가능한 판 부재(50) 각각은 대략 0.75인치 및 대략 1.25인치 사이의 임계 두께를 갖는다. 이러한 이동 가능한 판 부재(50) 각각의 바람직한 두께는 대략 1.00인치이다. 이러한 이동 가능한 판 부재(50) 각각은 또한 대략 7.84인치 및 8.93인치 사이의 임계 길이를 갖는다. 보다 바람직한 실시예에 있어서, 이러한 이동 가능한 판 부재(50)의 길이는 대략 8.25인치 및 대략 8.65인치 사이가 될 것이며, 이러한 이동 가능한 판 부재(50)의 가장 바람직한 길이는 대략 8.34인치 및 대략 8.44인치 사이이다. 이러한 이동 가능한 판 부재(50) 각각의 재료는 8620 카본 스틸인 것이 더 바람직하다.

바람직하게도, 상기 하우징 부재(12)의 연결 측벽(40)은 도 3a 내지 도 3c에 잘 도시된 바와 같은 거의 각진 구보로 형성되어, 미국특허 제 5,152,409 호에 개시된 종래 기술의 드래프트 기어와 비교하여 상기 하우징(12)의 내면 및 상기 이동 가능한 판들(50) 사이에 추가의 간극을 제공한다.

상기 마찰 쿠션 수단(42)은 한 쌍의 측 방향 이격 테이퍼 판 부재(58)를 포함한다. 상기 테이퍼 판 부재(58)는 외부 마찰 표면(60) 및 내부 마찰 표면(62)을 포함한다. 상기 외부 마찰 표면(60)은 상기 이동 가능한 판 부재(50)의 내부 마찰 표면(54)의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합한다.

마찰 쿠션 수단(42)은 테이퍼진 고정 판 부재(58)의 내부 마찰 표면(62)의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합하는 외부 마찰 표면(66)의 적어도 일부를 갖는 한 쌍의 이격 웨지 슈 부재(64)를 더 포함한다. 웨지 슈 부재들(64)은 시트 수단(24)과 결합하는 하나의 에지(68)의 적어도 일부 및 그의 반대쪽 에지 상의 소정의 테이퍼 부분(70)을 갖는다.

상기 마찰 쿠션 수단(42)의 마찰 결합을 개시하도록 상기 웨지 슈 부재(64)의 테이퍼 부분(70)과 결합하기 위한 한 쌍의 정합 테이퍼 부분을 갖는 중앙 웨지(72)가 제공된다.

상기 드래프트 기어 조립체(10)의 길이방향 중심을 교차하는 평면으로부터 상향 및 외향 테이퍼지는 웨지 슈 부재들(64)의 테이퍼 부분 및 중앙 웨지 부재(72)의 테이퍼 부분(74)이 대략 46도 및 48도 사이의, 바람직하게는 46.5도 및 47도 사이의, 상기 압축 가능한 쿠션 수단(18)이 상기 스프링(28, 28a)과 스프링(30) 및 탄성 스프링(32)의 조합 중 하나인 경우 대략 47도가 최적인, 매우 밀착한 공차 내에서 제어되어야만 한다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 테이퍼는 이러한 압축 가능한 쿠션 요소(18)가 유압 유닛(34)인 경우 대략 47도이어야 한다는 것이 발견되었다.

마찰 타입 드래프트 기어 조립체(10)의 AAR-M-901G와 부합하기 위해, 이러한 마찰 쿠션 요소(42)가 적어도 네 개의 소정의 마찰 표면을 윤활하기 위한 적어도 네 개의 윤활 수단(77)을 더 포함해야 한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 네 개의 마찰 표면은 상기 이동 가능한 판 부재(50)의 내부 마찰 표면(54), 이러한 테이퍼 판 부재(58)의 외부 마찰 표면(60), 이러한 테이퍼 판 부재(58)의 내부 마찰 표면(62), 및 이러한 웨지 슈 부재(64)의 외부 마찰 표면(66)으로부터 선택된다.

바람직하게는, 이러한 윤활 수단(77)은 상기 마찰 쿠션 수단(42)의 선택된 부재들 내에 형성되는 홈 내에 수용되는 흑연 삽입물(77)이다. 이러한 흑연 삽입 물(77)은 상기 웨지 슈 부재(64) 및 상기 테이퍼 판 부재(58) 내에 있는 것으로 도시된다. 도시되지는 않았지만, 이러한 흑연 삽입물(77)은 다른 표면들 상에 설치될 수 있다. 임계성은 네 개의 마찰 표면이 윤활되어 본 발명의 요구되는 능력 및 이점을 달성해야만 한다는 사실에 있게 된다. 흑연 삽입물(77)을 사용함으로써 윤활성을 향상시키며 이동 가능한 마찰 표면들 사이에 형성되는 마찰을 감소시킴으로써 마찰 쿠션 요소(42)의 보다 매끄러운 운동 및 철도 차량(도시하지 않음)의 커플러(도시하지 않음)에 가해지는 반발력에 있어서의 스파이크들의 감소를 유발한다. 이러한 보다 매끄러운 이동은 500,000파운드 이하의 피크 반발력 및 적어도 5MPH의 충돌 속도의 달성을 가능하게 하여, AAR-M-901G 규정의 요구 사항에 부합한다.

스프링 해제 수단(76)은 상기 시트 수단(24) 및 중앙 웨지 부재(72) 사이에서 길이방향으로 결합 및 연장하여 상기 마찰 쿠션 수단(42)을 상기 압축 가능한 쿠션 수단(18)으로부터 외향 가압함으로써 상기 드래프트 기어 조립체(10)를 압축하는 힘이 제거되는 경우 상기 마찰 쿠션 수단(42)을 해제한다.

드래프트 기어 단축 핀(80)은 상기 하우징 부재(12)의 측벽의 소정의 위치 내에 제공되는 개구(82) 내로 삽입되며, 상기 마찰 타입 드래프트 기어 조립체(10)의 조립 중에 상기 개구(82)와 정렬되는 중앙 웨지(72) 내에 배치되는 상보형 공동(84) 내로 더 삽입된다. 상기 단축 핀(80)을 사용함으로써 마찰 타입 드래프트 기어 조립체(10)의 전체 길이를 감소시키며 철도 차량(도시하지 않음) 내의 설치를 용이하게 할 수 있다. 작동 중에, 상기 단축 핀(80)은 도 2의 참조번호 80a 및 80b로 도시된 바와 같이 가공된다.

작동 중에, 버핑(buffing) 충격은 상기 커플러로부터 전방 종동자를 통해 상기 중앙 웨지 부재(72)까지 전달되어, 상기 웨지 슈 부재들(64)를 통해 작동하도록 하여 쿠션 요소들 모두를 동시에 압축한다. 이들 부품들은 충격을 광 버핑하는 충분한 쿠션을 제공할 것이다. 적절한 이동 후, 그러나, 상기 종동자는 상기 하우징(12)의 상기 이동 가능한 판 부재(50) 및 상기 전방 부분(20)의 내부 마찰 표면(21) 사이에 에너지-흡수 마찰을 도입하는 상기 이동 가능한 판 부재(50)의 외측 단부들에 대해 접근할 것이다. 이러한 작용이 계속됨에 따라, 상기 이동 가능한 판 부재들(50)의 인접 표면들 및 상기 하우징 부재(12)의 전방 부분(20) 사이의 압력은 상기 웨지 슈 부재들(64)이 상기 쿠션 메커니즘(42)에 대해 부과되는 사실로 인해 막대하게 증가되었다. 상기 쿠션 메커니즘(42)의 마찰 및 압축을 통한 에너지 흡수 및 소산은 상기 드래프트 기어 조립체(10)가 쿠션 요소(18)의 압축을 둘러싸 폐쇄될 때까지 계속된다.

상기 드래프트 기어 조립체(10)의 해제 중에, 상기 압축 가능한 쿠션 요소(18)는 상기 시트 수단(24)에 의한 정렬 상태로 유지된다.

바람직하며 선택적인 실시예들이 이상에서 도시 및 설명되었지만, 철도 드래프트 기어 설계 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 다양한 다른 변형예 및 수정예가 본 발명의 사상 및 첨부된 청구범위의 범주를 이탈하지 않고도 이루어 질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

열차 편성표에 따른 열차 차량의 연결 작동 중 및 트랙 구조물 상의 이러한 열차 편성표의 정상 작동 중에 이러한 철도 차량에서 통상적으로 생길 수 있는 버프 및 드래프트 충격을 흡수하는 철도 차량 마찰 타입 드래프트 기어 조립체에 있어서:

(a) 단부 벽에 의해 제 1 단부에서 폐쇄되며 축 방향 반대쪽에 있는 제 2 단부에서 개방되는 하우징 부재로서, 상기 하우징 부재는 상기 제 1 단부에 인접한 후방 부분 및 상기 축 방향 반대쪽 제 2 단부에 인접하며 상기 후방 부분과 개방 연통하는 전방 부분을 가지며, 상기 전방 부분은 한 쌍의 측 방향 이격 및 축 방향 대향 내부 마찰 표면을 가지며, 상기 한 쌍의 내부 마찰 표면은 소정의 브리넬 경도를 가지며, 소정의 길이를 갖는 상기 하우징 부재;

(b) 상기 하우징 부재의 상기 후방 부분 내에 중심에 배치되는 압축 가능한 쿠션 요소로서, 상기 쿠션 요소의 일단부는 상기 하우징 부재의 상기 제 1 단부를 폐쇄하는 상기 단부 벽의 내면의 적어도 일부와 결합하며, 상기 단부 벽의 내면으로부터 길이방향으로 연장하는 상기 압축 가능한 쿠션 요소;

(c) 상기 하우징 부재의 제 1 단부에서 상기 단부 벽의 내면에 인접하게 제공되어 상기 압축 가능한 쿠션 요소의 압축 및 연장 중에 상기 압축 가능한 쿠션 요소의 일 단부를 상기 하우징 부재의 후방 부분 내에 유지하는 위치설정 수단;

(d) 상기 압축 가능한 쿠션 요소의 축 방향 반대쪽 단부와 결합하는 일 표면의 적어도 일부를 가지며, 상기 드래프트 기어 조립체에 가해지는 힘의 적용 및 해제 중에 상기 압축 가능한 쿠션 요소를 각각 압축 및 해제하도록 상기 하우징 부재 내에서 길이방향으로 이동하도록 장착되는 시트 수단;

(e) 상기 하우징 부재의 전방 부분 내에 적어도 부분적으로 위치되어 상기 드래프트 기어 조립체의 압축 중에 에너지를 흡수하는 마찰 쿠션 수단으로서,

(i) 균일한 두께를 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 이동 가능한 판 부재로서, 각각의 이동 가능한 판 부재는 외부 마찰 표면 및 내부 마찰 표면, 및 상기 외부 마찰 표면 및 상기 내부 마찰 표면 사이에 배치되는 적어도 하나의 평평한 에지를 가지며, 상기 하나의 에지는 상기 시트 수단과 결합하며, 상기 이동 가능한 판 부재의 상기 외부 마찰 표면의 적어도 일부는 상기 하우징 부재의 상기 전방 부분의 각각의 내부 마찰 표면과 이동 및 마찰 가능하게 결합하며, 상기 이동 가능한 판 부재 각각은 7.84인치 내지 8.93인치 사이의 길이를 갖는 상기 한 쌍의 측 방향 이격 이동 가능한 판 부재;

(ii) 외부 마찰 표면 및 내부 마찰 표면을 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 테이퍼 판 부재로서, 각각의 상기 테이퍼 판 부재의 상기 외부 마찰 표면은 상기 이동 가능한 판 부재 각각의 내부 마찰 표면의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합하는 상기 한 쌍의 측 방향 이격 테이퍼 판 부재;

(iii) 외부 마찰 표면, 바닥 에지 및 반대쪽 에지, 상기 테이퍼 판 부재의 각각의 하나의 내부 마찰 표면의 적어도 일부와 이동 및 마찰 가능하게 결합하는 외부 마찰 표면의 적어도 일부, 및 상기 시트 수단과 결합하는 상기 바닥 에지의 적어도 일부를 가지며, 상기 반대쪽 에지 상에 소정의 테이퍼 부분을 갖는 한 쌍의 측 방향 이격 웨지 슈(shoe) 부재;

(iv) 상기 웨지 슈 부재들의 각각의 하나의 상기 테이퍼 부분과 결합하는 한 쌍의 정합하는 소정의 테이퍼 부분을 가짐으로써 상기 마찰 쿠션 수단의 마찰 결합을 시작하여 에너지를 흡수하는 중앙 웨지 부재; 및

(v) 상기 이동 가능한 판 부재의 내부 마찰 표면, 상기 테이퍼 판 부재의 상기 외부 마찰 표면, 상기 테이퍼 판 부재의 상기 내부 마찰 표면, 및 상기 웨지 슈 부재의 외부 마찰 표면으로부터 선택되는 적어도 네 개의 소정의 마찰 표면을 윤활하는 네 개의 윤활 수단을 포함하는 상기 마찰 쿠션 수단; 및

(f) 상기 시트 수단 및 상기 중앙 웨지 부재 사이에서 결합하고 길이방향으로 연장하여 상기 마찰 쿠션 수단을 상기 압축 가능한 쿠션 수단으로부터 연속적으로 외측으로 가압하여 상기 드래프트 기어 조립체를 압축하는 힘이 제거되는 경우 상기 마찰 쿠션 요소를 해제하는 스프링 해제 수단을 포함하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 압축 가능한 쿠션 요소는 적어도 하나의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 2 항에 있어서,

상기 압축 가능한 쿠션 요소는 복수의 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 2 항에 있어서,

상기 압축 가능한 쿠션 요소는 상기 적어도 하나의 스프링 내에 배치되는 탄성 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 압축 가능한 쿠션 요소는 유압 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징은 상기 폐쇄 단부의 내면에 인접하는 두 개의 반대쪽 측면을 따른 빌트업 부분 및 상기 압축 가능한 쿠션 요소의 일단부의 위치를 설정하는 상기 하우징의 연결 측벽의 내부 표면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 6 항에 있어서,

상기 연결 측벽은 각진 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징 부재의 상기 전방 부분의 상기 한 쌍의 내부 마찰 표면의 상기 소정의 브리넬 경도는 361 내지 444 사이인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 드래프트 기어 조립체는 상기 하우징 부재의 측벽 내의 소정의 위치 내에 배치되는 개구 내로의 조립 과정 중에 삽입되며 상기 중앙 웨지 내에 배치되는 상보형 공동 내로 더 삽입되며 이러한 조립 과정 중에 상기 개구와 정렬하는 단축 부재를 포함하며, 상기 단축 부재는 상기 드래프트 기어 조립체의 초기 작동 중에 가공되는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징 부재의 상기 소정의 길이는 19.0인치 내지 19.25인치 사이인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 10 항에 있어서,

상기 이동 가능한 판 부재들의 상기 길이는 8.25인치 내지 8.65인치 사이인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 11 항에 있어서,

상기 이동 가능한 판 부재들의 상기 길이는 8.34인치 내지 8.44인치 사이인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 가능한 판 부재들의 두께는 0.75인치 내지 1.25인치 사이인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 가능한 판 부재들 각각은 8620 카본 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 윤활 수단은 흑연 삽입물인 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 15 항에 있어서,

상기 이동 가능한 판 부재 각각의 상기 내부 마찰 표면은 윤활되는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 15 항에 있어서,

상기 테이퍼 판 부재 각각의 상기 내부 마찰 표면은 윤활되는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 한 쌍의 웨지 슈의 테이퍼 부분 및 상기 중앙 웨지의 상기 한 쌍의 테이퍼 부분들은 상기 드래프트 기어 조립체의 길이방향 중심선과 교차하는 평면으로부터 46도 내지 48도 사이의 각도로 상향 및 외향 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 18 항에 있어서,

상기 테이퍼 부분들은 46.5도 내지 47도 사이의 각도에서 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.
제 19 항에 있어서,

상기 테이퍼 부분들은 47도의 각도에서 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 경량 고용량 마찰 드래프트 기어 조립체.