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KR101270414B1 - 통합 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템 - Google Patents

통합 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템 Download PDF

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KR101270414B1
KR101270414B1 KR1020077000342A KR20077000342A KR101270414B1 KR 101270414 B1 KR101270414 B1 KR 101270414B1 KR 1020077000342 A KR1020077000342 A KR 1020077000342A KR 20077000342 A KR20077000342 A KR 20077000342A KR 101270414 B1 KR101270414 B1 KR 101270414B1
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KR
South Korea
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brake
hydraulic
braking force
outlet
control valve
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KR1020077000342A
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Inventor
마이클 이. 링
Original Assignee
왑텍 홀딩 코포레이션
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Abstract

철도 차량에 의해 운송된 화물에 대응하는 제동력을 보정히기 위해 이러한 철도 차량의 소정 부분(3)과 체결가능한 제어 장치(100,200)를 포함하는 철도 차량 브레이크 시스템. 상기 제어 장치는 트럭 보울스터(16)과 체결가능한 센서 메커니즘(110,210) 또는 철도 차량에 의해 운송된 화물에 해당하는 그 수직 위치를 감지하는 이용가능한 차량 구조(3)를 포함한다. 이런 화물에 대응하는 유압 신호를 발생시키는 센서 메커니즘과 체결가능한 제어 밸브(120,220)가 있다. 소정 브레이크 빔(22,24)가 체결가능한 공압 작동기(140,480)는 이런 트럭 어셈블리(10) 상에 배치되고 그런 제어 밸브(120,220)에 유동적으로 연결된다. 이러한 공압 작동기(140,180)는 유압 신호 및 센서 메커니즘에 의해 감지된 바와 같이 철도 차량에 의해 운송된 화물에 추가로 대응하는 소정 제동력을 발생시킨다. 그러한 소정 제동력은 철도 차량에 의해 운송된 화물의 변화들에 대해 비례하여 조절될 수 있다.
브레이크, 브레이크 시스템, 브레이크 어셈블리, 화물 보정 장치, 철도 차량

Description

통합 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템{BRAKE SYSTEM WITH INTEGRATED CAR LOAD COMPENSATING ARRANGEMENT}
본 발명은 철도 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이며, 더 자세하게는, 본 발명은 통합 차량 화물 보정 장치를 구비한 철도 차량 브레이크 시스템에 관한 것이다.
철도 차량 더블 액슬(axle) 휠 트럭용 브레이크 시스템들은 일반적으로 상기 액슬들 사이에 위치되는 브레이크 빔 한 쌍의 대향 엔드(opposite ends)에 장착된 브레이크 슈(brake shoes)를 포함한다. 이러한 브레이크 빔은 휠 트레드(treads)를 구비한 체결장치(engagement)로 그러한 브레이크 슈를 가져오기 위해 서로에게서 멀리 이동가능하다. 통상적으로, 이러한 종래 기술 유형의 브레이크 시스템들은 휠을 구비한 마찰 체결장치로 브레이크 슈를 작동시키기 위한 실린더 및 피스톤을 포함한다. 상기 실린더 및 피스톤은 휠 트럭이 지지하는, "차량 장착형(car mounted)", 철도 차량에 장착될 수 있거나, 또는 "트럭 장착형(truck mounted)", 휠 트럭에 장착될 수 있다. 양쪽 모든 경우에서, 다중 레버(lever) 시스템은 브레이크의 적절한 작동을 위해 피스톤과 브레이크 빔을 상호연결한다.
철도 산업에 잘 공지된 것처럼, 모든 철도 차량 브레이크 시스템들에서 일어 나는 주요 문제점들 중 하나는 그들 각각의 휠 트럭 상의 차량들에 의해 적재된 화물은 차량에서 차량으로 그리고 트럭에서 트럭으로 상당히 변화할 수 있다. 따라서, 트레인 한 칸에, 차량들 중 일부는 완전히 적재되고, 일부는 부분적으로 적재되며, 일부는 비어 있을 수 있다. 차량의 한 엔드(end)가 각 트럭에 장착된 브레이킹 시스템들에 대한 다른 요건을 갖는 나머지 엔드와 다르게 적재되는 상황들이 존재할 수 있다.
따라서, 모든 차량들의 휠들에 대해, 일정한 압력이 압축 수단, 이를 테면, 피스톤/실린더에 적용된다면, 브레이킹 효과는 완전히 적재된 차량들 보다 부분적으로 적재되고 빈 차량들에 훨씬 더 높을 것이다. 분명히, 예상되는 것처럼, 이러한 상황은 바람직하지 않다.
발명의 개요
본 발명은 그러한 철도 차량에 의해 운송된 화물에 대응하는 제동력을 보정하기 위해 그러한 철도 차량의 소정 부분에 체결가능한(engageable) 제어 장치를 갖춘 철도 운송 수단 브레이크 시스템을 제공한다. 상기 제어 장치는 트럭 보울스터(bolster) 또는 철도 차량에 의해 운송된 화물에 해당하는 그 수직 위치를 감지하기 위한 이동가능한 차량 구조물과 체결가능한 센서 메카니즘을 포함한다. 그러한 화물에 대응하는 유압(fluid pressure) 신호를 발생시키는 상기 센서 메카니즘과 체결가능한 제어 밸브가 존재한다. 소정 브레이크 빔과 체결가능한 공압 작동기(pneumatic actuator)는 그러한 트럭 어셈블리에 배치되고 그러한 제어 밸브에 연결된다. 이 공압 작동기는 유압 신호 및 센서 메카니즘에 의해 감지된 것처럼 철도 차량에 의해 운송된 화물에 추가 대응하는 소정 제동력을 발생시킨다. 제 1 실시예에서, 유압 신호는 빈 화물을 운송하는 철도 차량과 그러한 빈 화물보다 더 무거운 화물에 대응한다. 방향 유동 제어 밸브가 존재하는 제어 밸브는 그러한 빈 화물과 그러한 제 1 유압 신호의 결합에 대응하는 제 1 유압 신호 및 빈 화물 보다 더 무거운 화물에 대응하는 제 2 유압 신호를 발생시킨다. 따라서, 공압 작동기는 빈 화물 보다 더 무거운 화물에 대응하는 제동력의 발생으로 빈 화물을 운송하는 철도 차량에 대응하는 제동력을 발생시키기 위한 그러한 제 1 유압 신호를 수신하는 제 1 작동 수단 및 그러한 제 1 유압 신호를 수신하는 그러한 제 1 작동 수단과 실질적으로 동시에 존재하는 그러한 제 2 유압 신호를 수신하는 제 2 작동 수단으로 적응된다. 제 2 실시예에서, 제어 밸브는 미터링 유동 제어 밸브이며 그러한 철도 차량에 의해 운송된 화물에 점증적으로 비례하는 유압 신호를 발생시킨다. 따라서, 공압 작동기는 비례적으로 조정된 유압을 수신하여 비례적으로 조정된 해당 제동력을 발생시킨다. 그러한 소정 제동력은 철도 차량에 의해 운송된 화물의 변화들에 비례하여 조정될 수 있다.
발명의 목적
따라서, 본 발명의 주요한 목적들 중 하나는 철도 차량에 의해 운송되고 트럭에 적재된 다른 화물들에 대해 자동적으로 보정하는 철도 차량의 휠 트럭용 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다른 차량 화물들에 대한 일정한 제동력을 보장하는 철도 차량의 휠 트럭용 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 표준 트럭 구성요소 및 브레이크 빔을 사용하고 높은 제동 효율을 제공하며, 차량 적재에 대한 보정에 추가하여 브레이크 슈 웨어에 대한 자동 슬랙(slack) 조정기를 포함하는 휠 트럭용 브레이크 시스템이 장착된 단순하면서 경량의 트럭을 제공하는 것이다.
본 발명의 다수의 목적들 및 이점들이 상기 상세한 사항들에 설명되었지만, 본 발명의 브레이크 실린더의 다양한 부가 목적들 및 이점들이 본 발명의 하기의 좀 더 자세한 설명, 특히, 첨부된 도면들 및 첨부된 청구항들과 함께 기술된 그러한 자세한 설명에서 당업자의 숙련자들에게 좀 더 쉽게 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술 유형의 트럭 장착형 브레이크 어셈블리의 사시도;
도 2는 종래 기술 유형의 차량 장착형 브레이크 어셈블리의 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템에 대한 도식적 표상;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템에 대한 도식적 표상;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 화물 보정 장치를 구비한 브레이크 시스템에 대한 도식적 표상;
본 발명의 상세한 설명 및 다양한 대안적인 실시예들
본 발명의 좀더 상세한 설명을 하기에 앞서, 차량 장착형 및 트럭 장착형 브레이킹 시스템과 그들 기능의 설명이 본 발명을 이해하는데 있어서 유용해야 한다. 또한, 분명하게 하기 위해, 동일한 기능을 갖는 동일한 구성요소들은 첨부된 도면들에 도시된 몇몇의 관점 내내 동일한 참조 번호들로 부여된다.
이제 도 1로 돌아가면, 철도 차량(2)용 트럭 어셈블리가 도시되며, 일반적으로 10으로 지정한다. 그러한 트럭 어셈블리(10)는 사이드 프레임 한 쌍을 포함하며, 그 중 하나는 12로 표시되고, 트럭 사이드 프레임(12)의 각 엔드에, 휠 및 액슬(axle) 세트(14)와 그러한 트럭 사이드 프레임(12)에 이동가능하게 부착되며 부분적으로 도시된 트럭 보울스터 멤버(16)가 도시된다. 일반적으로, 작동에 있어서, 사이드 프레임(12)은 휠 및 액슬 세트(14)에 대해 고정되어 있는 반면, 보울스터 멤버(16)는 철도 차량(2)에 의해 운송된 화물에 대응하여 수직으로 움직이도록 허용된다. 그러한 철도 차량의 화물이 증가될 때, 보울스터 멤버(16)는 최대 화물에 다다를 때까지 아래로 이동한다. 화물이 감소함에 따라, 보울스터 멤버(16)는 위로 이동하며, 전체 화물이 철도 차량(2)으로부터 제거되면, 그것의 원래 수직 위치로 복귀한다.
트럭 장착형 브레이크 시스템의 일례가 트럭 어셈블리(10) 내에 배치되며, 일반적으로 20으로 지정한다. 이러한 트럭 장착형 브레이크 어셈블리(20)의 세부 사항은 그러한 보울스터 멤버(16)에 사실상 평행한 브레이크 빔 한 쌍(22 및 24), 각 브레이크 빔(22 및 24)에 고정된 스트럿(strut) 멤버(25) 및 각 브레이크 빔(22 및 24)의 각 엔드에 부착된 브레이크 헤드(30)를 포함한다. 각 브레이크 헤드(30) 는 그 위에 브레이크 슈(32)를 운송하며 브레이크 적용 동안 각 철도 차량 휠(15)과 맞물리도록 위치된다.
트럭 장착형 브레이크 어셈블리(20)는 또한 슬랙 조정기로 잘 공지되어 있는 힘(force) 전달 멤버(36) 및 힘 전달 레버 한 쌍(40 및 42)과 함께, 보울스터의 개구부 한 쌍(도시하지 않음)의 각 개구부를 각각 지나, 힘 전달 멤버 한 쌍(36 및 38)과 함께 그러한 브레이크 빔(22 및 24)에 연결된 공압 작동기(34)를 포함한다. 브레이킹 상태 동안 공압 작동기(34)에 의해 제동력이 인가되면, 이러한 힘 전달 멤버(36 및 38) 및 힘 전달 레버(40 및 42)는 브레이크 빔(22 및 24)에 제동력을 전송 및 전달하여, 결국 그 위에 장착된 브레이크 헤드(30) 및 브레이크 슈(32)로 전송 및 전달한다.
도 2의 상세한 도면에서 차량의 각 엔드에 배치된 트럭 어셈블리(10) 한 쌍을 구비한 철도 차량(2)용 차량 장착형 브레이크 어셈블리가 도시되며, 일반적으로 50으로 지정한다. 차량 장착형 브레이크 어셈블리(50)는 공압 작동기(52), 슬랙 조정기(54) 및 차량 장착형 브레이크 어셈블리(50)의 각 엔드에 장착된 브레이크 빔 두 쌍(22 및 24)을 포함한다. 이러한 브레이크 빔(22 및 24)은 직렬의 레버 및 이음새들(linkages)을 통하여 공압 작동기(52)에 의해 작동된다.
브레이크 레버는 힘의 방향을 전이 또는 변경하기 위해서 뿐만 아니라, 제동력을 전달, 증가, 또는 감소시키기 위해 브레이킹 시스템 도처에 사용된다. 제 1 카테고리는 실린더 레버(56) 및 펄크럼 레버(fulcrumd lever, 58)와 같은 바디 레버이다. 레버들의 제 2 카테고리는 라이브 레버(live lever, 60) 및 데드 레 버(dead lever, 62)와 같은 트럭 레버이다. 트럭 레버 연결부, 또는 하부 로드(rod)(64)는 트럭(11)을 통해 확장될 수 있게 제공된다. 이러한 로드(64)는 라이브 레버(60)에서 데드 레버(62)로 힘을 전달하기 위해 사용된다. 상부 로드(66)는 트럭 레버(56 및 28)와 바디 레버(56 및 58)를 연결하며 중앙 로드(68)는 두 개의 바디 레버(56 및 58)를 연결한다. 따라서, 브레이킹 상태 동안, 공압 작동기(52)에 의해 힘이 인가되며, 이러한 레버 및 로드는 브레이크 빔(22 및 24)에 제동력을 전송 및 전달하여, 결국 그 위에 장착된 브레이크 헤드(30) 및 브레이크 슈(32)에 제동력을 전송 및 전달한다.
도 1의 작동기(34) 및 도 2의 작동기(52)에 대한 유압은 브레이크 호스(4) 또는 응급 저장기(6)에 의해 제공된다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 철도 차량(2)에 대한 화물을 감지하고 그러한 화물에 대한 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키기 위한 수단이 도 3에 잘 도시되며, 일반적으로 100으로 지정한다. 바람직하게는, 그러한 수단(100)은 철도 차량(2)의 수직 이동가능한 소정 부분(3)과 함께 작동하는 선형 이동가능한 수단(110) 또는 그 위에 수직 위치를 감지하기 위한 이동가능한 보울스터 멤버(16) 및 사이드 프레임(12) 또는 그러한 사이드 프레임(12)에 부착된 매개 멤버(도시하지 않음)에 직접 부착되며 그러한 소정 부분(3) 또는 보울스터 멤버(16)의 위치에 대응하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키기 위한 그러한 센서 수단(110)에 연결가능하거나 체결가능한, 일반적으로 120으로 지정된, 수단을 포함하는 밸브 수단이다.
센서 수단(110)의 장착 및 신호 발생 수단(120)은 본 발명의 작동에 영향을 주지 않고 전환됨이 이해될 것이다.
바람직하게는, 센서 수단(110)은 수직 이동가능한 그러한 소정 부분(3)의 움직임 동안 마찰력을 최소화하기 위해 그 위의 한 엔드에 부착된, 롤러(112)와 같은 멤버로 제공된다.
또한 도 3을 참조하면, 신호 발생 수단(120)은 제 1 유동 상태 및 제 2 유동 상태 사이에서 작동가능한 방향 유동 제어이며 바이어스 스프링(122)에 의해 제 1 및 제 2 유동 상태 중 하나의 움직임에 바이어스된다. 유동 제어 밸브(120)은 브레이크 파이프(4)와 같은 유압원에 연결된 흡입구(inlet port,124), 및 유압 신호를 발생시키기 위한 배출구 한 쌍(outlet port, 126 및 128)을 구비한다. 제 1 유동 상태에서, 제 2 배출구(128)가 분출구(vent port,130)를 통해 외부로 분출시키도록 하는 동안, 제 1 배출구(126)만이 흡입구(124)를 통해 밸브를 꽂아 유압을 통과시키도록 한다. 제 2 유동 상태에서, 유압은 분출구(130)가 막혀있는 동안 두개의 배출구(126 및 128) 모두를 통해 유동 제어 밸브(120)를 탈출시킨다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 또한 도 1의 브레이크 시스템(20) 또는 도 2의 브레이크 시스템(50)은 파티션(147)에 의해 그들간에 밀봉되고 분리되는, 제 1 챔버(144) 및 제 2 챔버(146)를 갖춘 하우징(142)를 구비한 실린더인, 일반적으로 140으로 지정된, 작동기(actuator)를 제공한다. 제 1 챔버(144) 내에 배치된 제 1 피스톤(148) 및 제 2 챔버(146) 내에 배치된 제 2 피스톤(150)은 도 1의 힘 전달 레버(40) 또는 도 2의 바디 레버(56)에 단단히 부착된다. 소정 스프링 비율을 가지는 스프링 수단(154)은 로드(152), 제 1 피스톤(148), 제 2 피스톤(150) 및 각 브레이크 슈(32)에 의해 발생되는 제동력을 제한하기 위한 그리고 그러한 제 1 피스톤(148) 및 제 2 피스톤(150)을 초기 비-피스톤 작동으로 복귀하기 위한 그것의 어떠한 결합 중 하나와 체결가능하다.
제 1 챔버(144)는 제 1 제어 라인(158)을 통해 제어 밸브(120)의 제 1 배출구(126)에 연결가능한 흡입구(156)를 구비하며, 제 2 챔버(146)는 제 2 제어 라인(162)를 통해 제어 밸브(120)의 제 2 배출구(128)과 연결가능한 흡입구(160)를 구비한다. 각 제 1 및 제 2 챔버(144 및 146) 모두는 그들 각각의 배출구(164 및 166)를 통하여 대기로 분출된다.
작동에 있어서, 철도 차량(2)이 비어있을 때, 유동 제어 밸브(120)는 제 1 유동 상태에 있을 것이며, 브레이킹 시퀀스의 시작시, 제 1 배출구(126)을 통하여 유압을 통과시킬 것이며 따라서 제 1 제어 라인(158)을 통해 제 1 챔버(144)의 흡입구(156)에서 수신된 제 1 제어 유압 신호를 발생시킨다. 그 후, 유압이 제 1 피스톤(148)의 한 표면에서 발생될 것이다. 각 제 1 및 제 2 피스톤(148 및 150)의 결과적인 움직임은 브레이크 시스템 내 이음새 및 각각의 브레이크 슈(32) 추가에 대한 로드(152)에 의해 전달될 유동 제어 밸브(120)의 제 1 유동 상태에 대응하는 제 1 소정 제동력을 발생시키기 위한 작동기(140)를 작동시킬 것이며, 이때 제 1 소정 제동력은 화물이 없는 철도 차량(2)의 움직임을 중단시키기에 충분할 것이다. 유리하게는, 스프링 수단(154)의 소정 스프링 비율은 각각의 브레이크 슈(32)에 의해 발생되는 추가 제동력을 방지하고 브레이크 해제 시퀀스 동안 초기 피스톤에 대 해 제 1 및 제 2 피스톤이 각각 복귀하도록 하여 각 제 1 및 제 2 피스톤(148 및 150)의 추가 움직임을 제지하도록 선택된다.
철도 차량(2)의 화물이 증가함에 따라, 그것의 구조는 제 2 유동 상태로 전환하도록 유동 제어 밸브(120)를 작동시키는 센서 수단(110)의 움직임을 발생시켜 아래로 움직일 것이다. 그러한 제 2 유동 상태에서, 유압은 제 1 배출구(126) 및 작동기(140)의 제 1 챔버(144)의 흡입구(156)에서 수신된 제 1 제어 유동 신호를 발생시키는 제 1 제어 라인(158)을 통해 통과될 것이며, 동시에, 유압은 작동기(140)의 제 2 챔버(146)의 흡입구(160)에서 수신된 제 2 제어 유압 신호를 발생시키는 제 2 배출구(128)을 통해 통과될 것이다. 그 후, 작동기(140)는 각 제 1 및 제 2 피스톤(148 및 150) 각각의 한 표면에서 유압을 발생시킬 것이다. 그러한 작동기(140)는 화물을 운송하는 철도 차량(2)의 움직임을 중단시키기에 충분한 제 2 소정 제동력을 발생시킬 것임을 알게될 것이다. 그러한 제 2 소정 제동력은 빈 화물을 운송하는 철도 차량(2)에 대응하는 제 1 소정 제동력 보다 더 클 것임이 이해될 것이다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 도 1의 브레이크 시스템(20) 또는 도 2의 브레이크 시스템(50)은 또한 도 4에 잘 도시되며, 일반적으로 180으로 지정된 작동기를 제공하며, 이 작동기는 제 1 제어 라인(158)을 통해 유동 제어 밸브(120)의 제 1 배출구(126)에 연결가능한 흡입구(184)를 구비한 제 1 에어 스프링 작동기(182)를 포함한다. 그러한 제 1 에어 스프링 작동기(182)는 제 2 제어 라인(162)를 통해 유동 제어 밸브(120)의 제 2 배출구(128)에 연결가능한 흡입구(190)를 구비하는 제 2 에어 스프링 작동기(188) 내에 배치된다. 제 1 및 제 2 에어 스프링 작동기(182 및 188)는 하나의 엔드에 단단히 배치된 장착 수단(194) 및 최종 엔드상의 푸쉬 로드(push rod, 196)에 부착된다.
작동에 있어서, 철도 차량(2)이 그것의 빈 화물 중량일 때, 유동 제어 밸브(120)는 제 1 유동 상태일 것이며, 브레이킹 시퀀스의 시작시, 화물 없이 운송하는 철도 차량(2)의 움직임을 중단시키기에 충분한 제 1 소정 제동력을 발생시켜 그것을 야기하는 제 1 에어 스프링 작동기(182)의 흡입구(184)에서 수신된 제 1 제어 유동 신호의 발생 결과 제 1 제어 라인(158)을 통한 제 1 배출구(126)을 통해 유압을 통과시킬 것이다.
철도 차량(2) 구조의 하향 움직임은 제 1 유동 상태로 전환시키기 위한 제어 밸브(120)를 작동시키는 센서 수단(110)의 상향 움직임을 발생시킬 것이다. 그러한 제 2 유동 상태에서, 유압은 제 1 배출구(126)에서 제 1 에어 스프링 작동기(182)의 흡입구(184)에서 수신된 제 1 제어 유동 신호를 발생시키는 제 1 제어 라인(158)으로 통과될 것이며, 동시에 유압은 유동 제어 밸브(120)의 제 2 피스톤에 대응하는 제 2 소정 압력을 발생시킬 제 2 에어 스프링 작동기(188)의 흡입구(190)에서 수신된 제 2 제어 유동 신호를 발생시키는 제 2 배출구(128)로부터 통과될 것이며, 더 자세하게는, 그러한 작동기(180)는 화물을 운송하는 철도 차량(2)의 움직임을 중단시키기에 충분한 각각의 브레이크 슈(32)에 의해 제 2 제동력을 발생시킬 것이다.
대안적으로, 그러한 작동기(180)는 본 발명의 양수인에 의해 획득된 도허티, 주니어의 미국 특허 번호 제 6,269,916호에 교시된 것처럼 듀얼 피스톤 장치를 구비한 브레이크 실린더일 수 있다. 미국 특허 번호 제 6,269,916호의 교시는 본원에 참조로서 병합된다.
도 5에 잘 도시된, 본 발명의 제 3 실시예에서, 수직으로 이동가능 철도 차량(2)의 소정 부분(3)과 함께 작동하여 그러한 소정 부분(3)의 위치를 감지하기 위해 선형 이동가능한 센서 수단(210)을 포함하는 철도 차량(2)상의 화물을 감지하기 위한 수단이 있으며, 일반적으로 200으로 지정하고, 그러한 소정 부분(3)의 피스톤에 비례하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키기 위한 그러한 센서 수단(210)과 체결가능하고 단단한 구조에 부착된 수단이 있으며, 일반적으로 220으로 지정한다.
그러한 실시예에서, 신호 발생 수단(200)은 하우징(222), 하우징(222) 내 그리고 하나의 엔드에서 수단(210)에 연결가능한 선형 상호 움직임을 위해 장착된 스템(stem, 224)을 포함하는 미터링 제어 밸브(200)이다. 스템(224)의 다른 엔드는 오리피스(orifice, 228)와 체결가능한 시트 수단(226)으로 적응된다. 유압원에 연결된 흡입구(230), 및 도 1의 브레이크 시스템(20)의 작동기(34) 또는 도 2의 브레이크 시스템(50)의 작동기(52)와 연결부를 가지는 배출구(232)가 있다. 스프링 수단(234)은 오리피스(228)과 함게 작동하여 시트 수단(226)을 바이어스 하도록 제공된다.
철도 차량(2)에 의해 운송된 화물의 점증적 변화(incremental variation)는 스템(224)을 움직일 것이며 오리피스(228)를 통해 흡입구(230)에서 수신된 유압의 통로를 점증적으로 변화시킬 것이며, 그리하여 철도 차량(2)의 화물에 비례하는 배출구(232)에서 소정 유압을 제공할 것이다.
유리하게는, 미터링 제어 밸브(220)의 사용은 널리 사용된 공압 작동기의 이용을 가능하게 하며 그리하여 브레이크 슈에서의 제동력 제어에 비용 이익을 제공한다.
당업계의 숙련자들은 도 1의 각 트럭 장착형 브레이크 어셈블리(20)가 도 3의 밸브 수단(100) 또는 철도 차량(2)의 하나의 엔드에서의 화물이 철도 차량(2)의 다른 엔드에서의 화물과 다른 경우 상황적으로 유리할 수 있는 각 트럭 어셈블리(11)에서 제동력의 독자적인 제어를 제공하는 도 5의 밸브 수단(200)을 구비하게 될 것임을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명은 그러한 철도 차량 구조의 수직로 이동가능한 부분 또는 트럭 어셈블리의 보울스터 멤버를 직접 연결하는 수단을 감지하는 차량 화물에 관해 나타내었으나, 이는 본 발명이 신호 발생 수단에 통합되거나 그것으로부터 멀리 배치되며 그것에 연결된, 업계에 잘 공지된 다른 비-접촉 감지 수단에 적용될 수 있음이 당업계의 숙련자들에게 명백해질 것이다. 예를 들면, 감지 수단은 적어도 잘 공지된 광학 또는 하나의 타겟에서 감지하고 전기적으로 작동가능한 작동기 수단을 구비하는 제어 밸브에 의해 수신되는 전기 신호를 생산하는 초음파 비 접촉 센서일 수 있다.
게다가, 신호 발생 수단은 전기적으로 작동가능한 장치, 예를 들어 제동력을 야기 및 발생시키도록 전기적으로 작동하는 밸브 또는 전기적으로 구동하는 모터와 같은, 장치를 사용하는 어플리케이션들에서 전기 신호를 발생시키도록 적응될 수 있다.
추가적으로, 본 발명은 트럭 장착형 브레이크 시스템(TMX.RTM 및 UBX.RTM은 본 발명의 양수인, 웨스팅하우스 에어브레이크 컴패니의 등록된 상표들임)의 잘 공지된 TMX.RTM 또는 UBX.RTM 형에 관해 나타내었으나, 본 발명은 브레이크 시스템의 다른 유형들, 예를 들면, 유압의 공급을 수신하는 것에 대응하여 각 휠에 제동력을 개별적으로 적용하는데 사용된 디스크형 브레이크 시스템에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 그것이 속하는 당업계의 어떠한 숙련자들에 대해서도 그와 동일한 것을 제작 및 사용하도록 완전하고, 분명하고, 간결하며 정확한 그러한 용어들을 기술해왔다. 본 발명의 상세하게 설명된 실시예들의 구성요소들에 대한 변경, 변용, 등가 및 대체는 첨부된 청구항에 진술된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 당업계의 숙련자들에 의해 제작될 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 철도 차량용 화물 보정 브레이크 시스템에 있어서, 상기 화물 보정 브레이크 시스템은:
    (a) 유압 동작식 제어 밸브로서,
    (i) 왕복 이동을 위해 장착되며, 상기 철도 차량, 한 쌍의 트럭 어셈블리 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 트럭 어셈블리의 수직 이동 부분의 수직 위치를 검출하며, 상기 철도 차량 및 상기 수직 이동 부분 중 하나와 결합 가능한 제1 단부를 갖는 밸브 작동 수단으로서, 상기 수직 위치는 상기 철도 차량에 의해 운반되는 부하를 규정하며, 공차 부하(empty load)를 운반하는 상기 철도 차량을 검출하는 제1 위치 및 상기 공차 부하보다 큰 부하를 운반하는 상기 철도 차량을 검출하는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 상기 밸브 작동 수단, 및
    (ii) 상기 한 쌍의 트럭 어셈블리 중 상기 적어도 하나의 수직 고정 부분에 부착되며, 유압 공급원에 연결되는 입구, 상기 입구와 유체 연통하는 제1 출구 및 제2 출구를 갖는 밸브 하우징으로서, 상기 밸브 하우징은 상기 유압이 상기 입구로부터 상기 제1 출구까지 흐르는 제1 유체 유동 상태와 상기 유압이 상기 입구로부터 상기 제1 출구 및 상기 제2 출구까지 흐르는 제2 유체 유동 상태 사이에서 동작 가능하며, 상기 밸브 하우징은 상기 밸브 작동 수단의 제2 단부를 수용하며 상기 제1 출구에서 제1 유압 신호를 생성하도록 동작 가능하며, 상기 밸브 작동 수단에 응답하는 상기 제1 유압 신호는 상기 제1 위치에서 나타나며 상기 제1 출구에서의 상기 제1 유압 신호 및 상기 제2 출구에서의 제2 유압 신호의 조합을 생성하며, 상기 밸브 작동 수단에 응답하는 상기 조합은 상기 제2 위치에서 나타나는 상기 밸브 하우징을 포함하는 상기 유압 동작식 제어 밸브; 및
    (b) 상기 브레이크 시스템의 소정 부분 및 상기 유압 동작식 제어 밸브의 소정 부분과 결합 가능한 작동 수단으로서, 상기 제1 유압 신호에 응답하여 제1 제동력을 생성하고 상기 제1 및 제2 유압 신호의 조합에 응답하여 상기 철도 차량에 의해 운반되는 부하와 관련한 제2 제동력을 생성하고 상기 한 쌍의 트럭 어셈블리 중 적어도 하나의 각각의 휠에 상기 제1 및 제2 제동력을 가하는 상기 작동 수단 포함하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유압 신호 및 상기 제 2 유압 신호는 동시에 존재하는 것을 특징으로 하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 동작식 제어 밸브는 상기 밸브 하우징을 상기 제 1 유체 유동 상태로 바이어싱하기 위한 바이어스 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 작동 수단은
    (a) 상기 브레이크 시스템에 부착되는 장착 수단;
    (b) 상기 브레이크 시스템의 적어도 하나의 레버에 연결 가능한 로드;
    (c) 상기 장착 수단 및 상기 로드의 중간에 배치되어 상기 장착수단 및 상기 로드에 연결되는 제1 에어 스프링 작동기로서, 상기 제1 유압 신호를 수신하도록 상기 유압 동작식 제어 밸브의 상기 제1 출구에 연결되는 제1 유동 전달 수단을 가짐으로써, 상기 제1 유압이 상기 제1 에어 스프링 작동기를 부풀게 하고 상기 제1 제동력을 생성하여 상기 로드에 의해 전달되도록 하는 상기 제1 에어 스프링 작동기; 및
    (d) 상기 장착 수단 및 상기 로드의 중간에 배치되어 상기 장착수단 및 상기 로드에 연결되는 제2 에어 스프링 작동기로서, 상기 제2 유압 신호를 수신하도록 상기 유압 동작식 제어 밸브의 상기 제2 출구에 연결되는 제3 유동 전달 수단을 가지며, 상기 제1 에어 스프링 작동기를 축 방향으로 수용함으로써, 상기 제1 유압 신호 및 상기 제2 유압 신호의 상기 조합이 상기 제1 에어 스프링 작동기 및 상기 제2 에어 스프링 작동기를 동시에 부풀게 하고 상기 제2 제동력을 생성하여 상기 로드에 의해 전달되도록 하는 상기 제2 에어 스프링 작동기를 포함하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 작동 수단은 실린더로서, 상기 실린더는
    (a) 상기 철도 차량 브레이크 시스템과 결합 가능하며 제1 챔버 및 반대쪽의 제2 챔버를 갖는 하우징;
    (b) 상기 제1 챔버 및 상기 반대쪽의 제2 챔버의 중간의 상기 하우징 내에 단단하게 밀봉 가능하게 배치되는 파티션;
    (c) 상기 하우징 내에 왕복 이동을 위해 배치되며 상기 파티션 및 제2 챔버를 통해 연장하는 실린더 로드로서, 상기 하우징의 상기 제2 챔버를 통해 연장하는 단부에서 상기 브레이크 시스템의 적어도 하나의 레버에 연결 가능한 상기 실린더 로드;
    (d) 상기 제1 챔버 및 상기 파티션 중간에 형성되는 제1 유체 챔버;
    (e) 상기 파티션 및 상기 제2 챔버 중간에 형성되는 제2 유체 챔버;
    (f) 상기 제1 유체 챔버 내에 밀봉 가능하게 배치되며 상기 실린더 로드와 함께 이동하도록 상기 실린더 로드에 부착되는 제1 피스톤;
    (g) 상기 제2 유체 챔버 내에 밀봉 가능하게 배치되며 상기 실린더 로드와 함께 이동하도록 상기 실린더 로드에 부착되는 제2 피스톤;
    (h) 상기 제1 유압 신호를 수신하고 이를 상기 제1 유체 챔버로 공급하도록 상기 제1 유체 챔버 및 상기 유압 동작식 제어 밸브의 상기 제1 출구와 유체 연통함으로써, 상기 제1 유압 신호가 상기 제1 피스톤 및 상기 실린더 로드를 이동시키고, 상기 실린더 로드에 의해 전달되는 상기 제1 제동력을 생성하도록 하는 제1 유동 전달 수단; 및
    (i) 상기 제2 유압 신호를 수신하고 이를 상기 제2 유체 챔버로 공급하도록 상기 제2 유체 챔버 및 상기 유압 동작식 제어 밸브의 상기 제2 출구와 유체 연통함으로써, 상기 제1 유압 신호 및 상기 제2 유압 신호의 조합이 동시에 상기 제1 피스톤, 상기 제2 피스톤 및 상기 실린더 로드를 이동시키고, 상기 실린더 로드에 의해 전달되는 상기 제2 제동력을 생성하도록 하는 제2 유동 전달 수단을 포함하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 실린더는 소정 스프링 비율을 가지며 상기 실린더 로드, 상기 제 1 피스톤, 상기 제 2 피스톤 및 상기 제 1 제동력, 상기 제 2 제동력과 상기 제 1 제동력과 상기 제 2 제동력의 결합 중 하나를 제어하고 브레이크 해제 동안 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤을 초기 비-작동 피스톤으로 복귀시키기 위한 어떠한 결합 중 하나와 체결가능한 스프링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 상기 유압 동작식 제어 밸브는 미터링(metering) 제어 밸브이며, 상기 미터링 제어 밸브는
    (a) 상기 한 쌍의 트럭 어셈블리 중 적어도 하나의 상기 수직 고정 부분에 부착되며 유압 공급원에 연결되는 흡입구, 배출구 및 상기 흡입구 및 상기 배출구 사이에 배치되는 파티션을 갖는 하우징;
    (b) 소정의 크기를 가지며 상기 파티션 내에 배치되는 오리피스로서, 상기 입구로부터 상기 출구까지의 상기 유압의 흐름이 상기 오리피스를 통과하도록 하는 상기 오리피스;
    (c) 상기 하우징 내의 왕복 이동을 위해 장착되며 상기 수직 이동 철도 차량 구조 및 상기 한 쌍의 트럭 어셈블리 중 적어도 하나의 상기 수직 이동 부분 중 하나와 결합 가능한 제1 단부를 갖는 밸브 작동 수단으로서, 공차 부하를 운반하는 상기 철도 차량과 관련되는 제1 위치 및 전체 부하를 운반하는 상기 철도 차량과 관련되는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 상기 밸브 작동 수단;
    (d) 밸브 작동 수단의 제2 단부에 부착되며 오리피스의 소정의 크기를 변화시키도록 상기 오리피스와 적어도 부분적으로 결합 가능한 시트 수단으로서, 상기 제1 및 제2 위치 사이의 상기 밸브 작동 수단의 점증적 변화가 상기 시트 수단의 점증적 변화 및 상기 오리피스의 크기의 점증적 변화를 초래하여 상기 입구에서 상기 유압 공급원으로부터 수용되는 상기 유압의 측정 및 상기 철도 차량에 의해 운반되는 부하에 비례하는 상기 출구에서의 소정의 유압 신호의 생성을 유발하도록 하는 상기 시트 수단을 포함하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 작동 수단은 소정 제동력의 생성 결과 상기 브레이크 적용 동안 상기 유압 신호를 수신하기 위한 상기 배출구에 연결된 유동 전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 보정 브레이크 시스템.
  10. 철도 차량 트럭 어셈블리용 부하 보상 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 어셈블리는:
    (a) 볼스터(bolster) 부재와 휠 및 차축 중 각각의 하나 사이에 배치되어 상기 볼스터 부재와 평행한 관계를 이루는 제1 및 제2 브레이크 빔으로서, 상기 제1 및 제2 브레이크 빔이 서로 벌어지는 경우 상기 제1 및 제2 브레이크 빔과 결합하도록 설정되는 상기 휠 및 차축의 각각의 휠 트레드에 인접하여 운반되는 브레이크 슈(brake shoe)를 갖는 상기 제1 및 제2 브레이크 빔;
    (b) 상기 제1 및 제2 브레이크 빔에 각각의 단부의 중간 지점에서 각각 피벗 가능하게 연결되는 제1 및 제2 이송 레버로서, 각각의 이송 레버는 제1 및 제2 레버 암을 형성하며, 상기 제1 및 제2 이송 레버의 적어도 하나의 상기 제1 및 제2 레버 암의 유효 길이는 다른 상기 제1 및 제2 이송 레버;
    (c) 상기 제1 및 제2 이송 레버의 상기 제1 레버 암과의 연결을 위해 상기 볼스터 부재의 제1 개구부 통과하는 제1 힘-전달 수단;
    (e) 상기 제1 및 제2 이송 레버의 상기 레버 암과의 연결을 위해 상기 볼스터 부재의 제2 개구부를 통과하여 상기 제2 이송 레버를 회전시킴으로써, 힘이 상기 제1 및 제2 이송 레버의 피벗 연결부에서 상기 제1 및 제2 브레이크 빔에 각기 반대 방향으로 가해지도록 하는 제2 힘-전달 수단;
    (f) 유압 공급원에 연결되며 상기 철도 차량, 한 쌍의 프레임 중 적어도 하나 및 상기 볼스터 부재, 철도 차량 구조의 수직 이동 부분 중 하나에 부착되는 유압 동작식 제어 밸브 수단으로서, 상기 수직 위치는 상기 철도 차량에 의해 운반되는 부하에 대응하며, 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단은 상기 수직 위치가 상기 철도 차량에 의해 운반되는 공차 부하를 규정하는 경우 제1 출구에서 제1 유압 제어 신호를 더 생성하고 상기 수직 위치가 상기 철도 차량에 의해 운반되는 상기 공차 부하보다 큰 부하를 규정하는 경우 상기 제1 출구에서의 상기 제1 유압 제어 신호 및 제2 출구에서의 상기 제2 유압 제어 신호의 조합을 생성하며, 상기 제1 및 제2 출구는 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단의 입구와 유체 연통하는 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단; 및
    (g) 상기 제1 이송 레버를 회전시키도록 상기 제1 힘-전달 수단 내에 배치되는 작동 수단으로서, 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단의 소정 부분과 결합 가능하며 상기 제1 유압 제어 신호에 선택적으로 응답하여 제1 제동력을 생성하고 상기 제1 및 제2 유압 제어 신호의 조합에 응답하여 제2 제동력을 생성하는 상기 작동 수단을 포함하는 철도 차량 트럭 어셈블리용 부하 보상 브레이크 시스템.
  11. 브레이크 작동기, 슬랙(slack) 조절기 및 철도 차량의 각각의 트럭 어셈블리에 장착되는 한 쌍의 브레이크 빔을 갖는 철도 차량 장착식 브레이크 어셈블리로서, 상기 브레이크 빔은 일련의 레버 및 이음새를 통해 상기 브레이크 작동기에 의해 작동되며, 각각의 브레이크 빔은 각각의 단부에서 브레이크 헤드를 가지며, 상기 브레이크 헤드는 브레이크 적용 중에 각각의 철도 차량과 각각 결합하도록 위치되는 브레이크 슈를 운반하는 상기 철도 차량 장착형 브레이크 어셈블리에 있어서,
    (a) 유압 공급원에 연결되며, 상기 철도 차량, 상기 트럭 어셈블리 중 적어도 하나 및 상기 트럭 어셈블리의 적어도 하나의 수직 이동 부분, 상기 철도 차량 구조의 수직 이동 부분 중 하나의 수직 위치를 검출하기 위한 조합 중 하나에 부착되는 유압 동작식 제어 밸브 수단으로서, 상기 수직 위치는 상기 철도 차량에 의해 운반되는 부하를 규정하며, 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단은 상기 수직 위치가 상기 철도 차량에 의해 운반되는 공차 부하를 규정하는 경우 제1 출구에서 제1 유압 제어 신호를 더 생성하고 상기 수직 위치가 상기 철도 차량에 의해 운반되는 상기 공차 부하보다 더 큰 부하를 규정하는 경우 상기 제1 출구에서의 상기 제1 유압 제어 신호 및 제2 출구에서의 제2 유압 제어 신호의 조합을 생성하며, 상기 제1 및 제2 출구는 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단의 입구와 유체 연통하는 상기 유압 동작식 제어 밸브 수단; 및
    (b) 상기 제1 유압 제어 신호에 응답하여 상기 공차 부하와 관련되는 제1 제동력을 생성하고 상기 제1 및 제2 유압 제어 신호의 상기 조합에 응답하여 상기 철도 차량에 의해 운반되는 상기 공차 부하보다 더 큰 상기 부하와 관련되는 제2 제동력을 생성하고 상기 트럭 어셈블리 중 적어도 하나의 각각의 휠에 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 하나를 각각 가하는 상기 브레이크 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량 장착식 브레이크 어셈블리.
  12. 삭제
  13. 삭제
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