철도 커플링

커플링(또는 커플러)은 열차의 롤링 스톡을 연결하는 데 사용되는 메커니즘이다. 연결기의 설계는 표준적이며, 모든 롤링 스톡을 함께 결합할 수 있다면 유연성과 편리성이 극대화되기 때문에 트랙 게이지만큼 거의 중요하다.

커플링을 롤링 스톡에 연결하는 장비를 드래프트 기어 또는 드로잉 기어라고 한다.

명명법

호환되고 유사한 커플링 또는 커플링은 흔히 널리 다른 제조사, 브랜드, 지역 또는 닉네임을 사용하는 것을 언급하는데, 이것은 표준 또는 전형적인 설계를 혼동하게 할 수 있다. 표준과 관행도 철도, 지역 및 시대에 따라 크게 다르지만, 이러한 기사에서 언급된 치수와 등급은 대개 명목상 또는 대표적인 구성요소 및 시스템이다.

버퍼 및 체인

영국의 전통에 따른 철도에서의 커플링의 기본 유형은 버퍼와 체인 커플링이다. 3개의 고리로 이루어진 큰 체인은 인접한 마차의 후크를 연결한다. 이 커플링들은 이전의 전차 연습을 따랐지만 좀 더 규칙적으로 만들어졌다. 마차 프레임의 완충기는 열차가 감속 기관차를 오버런하면서 충격 하중을 흡수했다.

단순한 체인은 장력을 가할 수 없었고 이 느슨한 커플링은 차량들 사이에서 앞뒤로 많은 움직임과 쾅쾅 소리를 내었고, 기차를 탈 때 경련을 일으켰다. 이 커플링은 광물마차가 허용되지만, 승객 코치가 불편하게 승차할 수 있도록 해 주었고, 따라서 차량을 서로 끌어당기는 턴버클로 센터링크를 교체하여 나사 커플링을 제공함으로써 체인을 개선하였다.

이것의 단순화된 버전은 더 빨리 부착하고 분리할 수 있으며, 여전히 3개의 링크를 사용했지만 중앙 링크에는 T자 모양의 슬롯이 주어졌다. 이것은 길이를 길게 하여 커플링을 허용한 다음, 마차를 더 단단하게 고정시키면서 짧은 슬롯 위치로 수직으로 회전할 수 있다.

완전 장착 화물과^{[note 1]} 관련된 고속으로 인해 나사 텐션이 필수품이 되었다.

초기의 '덤버퍼'는 나무 마차 프레임의 고정된 연장선이었으나, 이후 봄버퍼가 도입되었다. 그 중 첫 번째는 가죽으로 덮인 말발굽의 뻣뻣한 쿠션과 그 후의 강철 스프링 그리고 유압식 댐핑이었다.

이러한 결합은 여전히 서유럽과 중앙유럽, 북아프리카, 중동, 남아시아 일부 지역에 널리 퍼져 있다.^[1]

링크 및 핀

링크 앤 핀 커플링은 북미 철도에 사용된 원래 방식의 커플링이었다. 대부분의 철도가 반자동 Janney coupler로 변환된 후, 링크 앤 핀은 숲 철도에 살아남았다. 이 시스템은 원칙적으로 단순하지만 링크의 크기와 높이, 포켓의 크기와 높이에 관한 표준화 부족으로 어려움을 겪었다.

링크 앤 핀 커플러는 긴 링크를 받은 튜브 모양의 몸체로 구성되었다. 커플링을 하는 동안, 철도 근로자는 자동차들 사이에 서서 그들이 함께 올 때 연결기를 연결기 주머니로 안내해야 했다. 일단 자동차들이 결합되면 직원은 링크가 제자리에 고정되도록 튜브 끝에서 몇 인치 떨어진 구멍에 핀을 꽂았다. 이 절차는 예외적으로 위험했고 많은 브라켓맨들은 그들이 제시간에 커플러 주머니에서 손을 떼지 못했을 때 손가락이나 손 전체를 잃었다. 자동차 사이에 깔려 죽거나 너무 빨리 연결된 차 밑으로 끌려간 결과 더 많은 사람들이 목숨을 잃었다. 브라켓맨은 링크를 제자리에 고정하는 데 사용할 수 있는 무거운 클럽을 발급받았지만 많은 브라켓맨들이 클럽을 이용하지 않아 부상을 입을 위험이 있었다.

링크 앤 핀 커플러는 다음과 같은 이유로 만족스럽지 못한 것으로 판명되었다.

• 그것은 너무 느슨한 동작으로 차들 사이를 느슨하게 연결했다.
• 표준 설계는 없었고, 열차 승무원들은 종종 자동차를 결합하면서 핀과 링크를 맞추기 위해 몇 시간을 보냈다.
• 승무원들은 커플링 도중 움직이는 차 사이를 이동해야 했고, 자주 다치고 때로는 목숨을 잃기도 했다.
• 링크와 핀은 고철로서의 가치 때문에 종종 도태되어 상당한 교체 비용이 발생하였다. 존 H. 화이트는 당시 철도가 안전 문제보다 이를 더 중요하게 여겼음을 시사한다.^{[citation needed]}
• 차가 180도 회전했을 때, 사람들은 링크를 찾아야 할 것이다.
• 철도는 점진적으로 링크 앤 핀 시스템이 감당할 수 있는 것보다 무거운 열차를 운행하기 시작했다.

1958년 텔레비전 시리즈 케이시 존스의 한^[which?] 에피소드는 링크 앤 핀 커플링의 문제에 전념했다.

영국에서 링크앤핀 쿠플러는 좁은 궤간 산업용과 군사용 철도에서 흔히 볼 수 있었고, 결국 열차가 정지해 있을 때 안정적으로 결합할 수 있는 형태로 진화했다. 일부 보존 철도에서는 여전히 다양한 링크 앤 핀 쿠플러가 특징인 재고를 사용하고 있다.^{[citation needed]}

알버트 커플러

안전 문제를 피하기 위해 당시 크레펠트 트램웨이 이사였던 칼 알베르트는 1921년 당시 알버트 커플러를 개발했는데, 키와 슬롯 커플러가 핀 2개로 개발됐다. 커플링할 차들이 서로 밀리고, 두 커플링 모두 같은 쪽으로 움직였다. 한 핀을 꽂은 다음, 자동차들을 당겨 커플링을 바로 잡고 다른 핀을 꽂았다. 이 작업에는 덜 정확한 션팅이 필요했다. 싱글피스 디자인으로 인해 최소한의 느슨함만 가능했다. 이 시스템은 전차 시스템과 좁은 게이지 라인에서 꽤 인기를 끌었다.

1960년대 동안 대부분의 도시들은 그것들을 자동 쿠플러로 대체했다. 하지만 현대 자동차에서도 알버트 쿠플러는 고장 난 차를 견인하기 위해 비상 쿠플러로 설치된다.

밀러 후크와 플랫폼

링크와 핀은 19세기 후반에 밀러 플랫폼으로 알려진 조립체에 의해 북미 승용차의 사용으로 대체되었는데 밀러 후크라고 불리는 새로운 커플러가 포함되었다.^[2] 밀러 플랫폼(및 후크 커플러)은 Janney 커플러로 대체되기 전에 수십 년 동안 사용되었다.

노르웨이의

노르웨이(또는 고기 헬리콥터) 커플링은 중앙 완충기의 슬롯에 떨어지는 기계적 고리를 가진 중앙 완충기로 구성된다.^[3] 또한 반대쪽 버퍼에 U자형 고정 래치가 있을 수 있으며, 고정시키기 위해 후크 상단에 고정될 수 있다. 노르웨이는 1,067mm(3ft 6인치), 1,000mm의 좁은 게이지 철도에서만 찾을 수 있다.3ft 3+3⁄8 in) 이하, 예를 들어, 맨 섬 철도, 서부 오스트레일리아 정부 철도, 탄자니아, 프페스티니노그 철도, 린튼과 반스타플 철도, 웨일스 하이랜드 철도 등 저속 및 감소된 열차 부하가 보다 단순한 시스템을 가능하게 한다. 노르웨이의 연결기는 완충망과 체인보다 더 날카로운 커브를 허용하는데, 이는 철도의 장점이다.

롤링 스톡이 항상 같은 방향을 가리키는 철도 노선에서 기계식 후크는 각 마차의 한쪽 끝에만 제공될 수 있다. 마찬가지로 핸드 브레이크 손잡이도 마차의 한쪽에만 있을 수 있다.

노르웨이 커플링은 특별히 강하지 않으며, 보조 사이드 체인으로 보충될 수 있다.

모든 노르웨이 커플링은 높이, 너비가 다르며 동시에 하나의 갈고리로 제한되거나 제한되지 않을 수 있기 때문에 서로 호환되는 것은 아니다.

로이드 커플러

로이드 커플러는^[4] 노르웨이의 커플러와 비슷하다.

방사형 쿠플러

방사형 커플러의 두 가지 버전이 남아프리카에서 사용되었다. 첫째, 일반적으로 벨 링크-앤-핀 커플러로 알려진 존스턴 커플러는 1873년에 도입되었으며, 링크-앤-핀 커플러와 작동 및 호환성이 유사하지만 원형 커플러 면이 있는 벨 모양이다. 다른 하나는 벨앤후크 커플러(bell-and-hook coupler)로 1902년에 도입되어 노르웨이 커플러와 유사하지만, 원형 커플러 면과 드라후크를 수용하기 위해 커플러 면 상단에 열려 있는 커플러 포켓이 있다.^[5]

존스턴 커플러

흔히 종 모양에서 벨 링크-앤핀 커플러로 알려진 존스턴 커플러는 1872년 케이프 정부 철도(CGR)가 설립되고 케이프 정부가 내부로 철도를 확장하고 기존 선로를 4ft 8+1½에서 전환하기로 한 데 이어 1873년 희망봉에 처음 도입됐다.(1,435 mm) 표준 게이지에서 3 ft 6 in (1,067 mm) Cape 게이지까지. 1873년부터 취득한 모든 신형 케이프 게이지 기관차와 롤링 스톡에는 리틀 베스라는 이름의 건설 기관차인 1873년의 CGR 0-4-0ST를 시작으로 이 또는 이와 유사한 쿠플러가 장착되었다.^[6][7][8]

1875년 나탈의 식민지에 설립된 나탈 정부 철도(NGR)는 그 뒤를 이어 1877년 NGR 등급 K 2-6-0T를 시작으로, 그 철도에 의해 취득한 모든 기관차와 롤링 스톡에는 존스턴 쿠플러가 장착되었다.^[9][10]

마찬가지로 1889년, 주이드-아프리카 레푸블리에크에 새로 설립된 네덜란드-남아프리카 철도 회사에 의해 최초의 기관차가 입수되었을 때, 그들은 존스턴 쿠플러를 장착했다.^[7][11]

CGR의 2ft(610mm) 협궤 철도와 달리 NGR의 협궤 철도는 존스턴 쿠플러를 사용하기도 했다. 이러한 좁은 게이지 라인 중 첫 번째는 1906년 첫 번째 NGR Class N 4-6-2T 기관차가 에스트코트 외곽의 위넨 지사에서 운행이 시작되면서 시작되었다.^[8][12]

커플링과언커플링은 수동으로 이루어졌으며, 이는 커플링 도중 링크를 커플링 포켓으로 유도하기 위해 움직이는 차량 사이를 이동해야 하는 승무원들에게 심각한 부상이나 사망의 위험을 야기했다. 존스턴 쿠플러는 1927년부터 남아프리카 철도에서 점차 교체되기 시작했지만 좁은 궤간에서 교체되지는 않았다. 그해 획득한 모든 신형 케이프 게이지 기관차와 롤링 스톡에는 AAR 너클 쿠플러가 장착됐다. 모든 오래된 롤링 스톡의 전환은 몇 년이 걸릴 예정이었고 1950년대 후반까지 일부 차량에서는 여전히 두 종류의 커플러를 볼 수 있었다. 전환 기간 동안 많은 기관차의 너클 쿠플러는 너클 자체에 수평 간극과 수직 구멍이 있어 링크와 핀을 각각 수용할 수 있었고, 이는 여전히 구형 존스턴 쿠플러가 장착된 차량과 결합할 수 있었다.^[7][13]

벨 앤 후크 커플러

벨 앤드 후크 연결 장치는 1902년 희망봉에서 처음 도입되었는데, 당시 랑클루프를 통해 포트 엘리자베스에서 건설 중이던 2피트(610mm)의 협궤 아본투르 철도에 건설엔진으로 CGR 타입 A 2-6-4T 기관차 2대가 인수되었다. 남아프리카에서는 희망봉의 좁은 궤간에만 이 쿠플러가 사용되었다.^{[5][8][14][15]}

그 커플러는 노르웨이 커플러와 비슷하다. 커플링 면 상단에 열려 있는 커플러 포켓이 있는 레이디얼 커플러다. 링크와 핀 대신, 연결 시 열차 내 다음 차량의 커플러에 있는 드라후크 핀 위로 미끄러지는 드라후크를 사용한다. 짝짓기 커플러의 드라욱이 실수로 분리되는 것을 방지하기 위해 커플러 벨에는 커플러 포켓 위에 흔히 브리들(bridle)이라고 알려진 드라후크 가드가 장착되어 있다.^[5]

통상적인 연습은 짝짓기 쿠플러와 열차 승무원 중 한 명에만 드라후크를 장착하는 것으로, 따라서 예비 드라후크와 드라후크 핀을 기관차에 실어 나른다. 자동 커플링이 가능한 반면, 이러한 일은 거의 발생하지 않으며 커플링 중에 수동 지원이 필요하다. drawhook을 손으로 들어 올려 풀어주면 Uncoupling이 수동으로 이루어진다. 연결기는 동일한 drawhook 핀을 사용하여 부착된 U자형 어댑터 링크로 drawhook을 교체하여 Johnston coupler와 호환되도록 조정할 수 있었다.^[5]

아본투르 철도는 1973년 좁은 게이지 시스템에 91-000대의 디젤 전기 기관차가 도입되면서 벨 앤드 후크 쿠플러가 대체되기 시작했다. 그 해부터 그 라인에 대해 취득한 모든 새로운 좁은 게이지 롤링 스톡에는 윌리슨 쿠플러가 장착되었다. 구형 롤링 스톡은 변환되지 않았으며 두 유형 간의 결합을 가능하게 하는 어댑터를 사용했다. 벨 앤 후크 커플러의 드라후크는 동일한 드라후크 핀을 사용하여 부착된 어댑터로 교체된다.^[5]

자동커플러

많은 자동 열차 연결 장치가 있는데, 대부분은 상호 양립할 수 많은 자동 열차 연결 장치들이 있다. 자동화 수준은 다양하며 다음과 같이 분류할 수 있다.

• 차량의 기계적 연결만 필요하며 공압 및 전기 라인을 수동으로 연결해야 한다.
• 공압 라인의 자동 연결이 있는 차량의 기계적 연결은 전기 라인의 수동 연결이 필요하다.
• 공압 및 전기 라인의 자동 연결이 있는 차량의 기계적 연결(데이터 전송 라인은 아님)
• 공압 및 전기 라인의 자동 연결이 있는 차량의 기계적 연결(데이터 전송 라인 포함)
• 공압 및 전기 라인(데이터 전송 라인 포함)의 자동 연결과 자동 분리 기능이 있는 차량의 기계적 연결.^[16]

Buckeye /Janney /MCB /ARA /AAR /APTA Couplers

Janney Coupler, 후에 Master Car Builders Association (MCB) Coupler,^[17] 현재 미국 철도 협회 (AAR) Coupler는 흔히 부케예, 너클 또는 Alliance Coupler로도 알려져 있다. AAR/APTA TypeE, TypeF, TypeH Coupler는 모두 호환되는 Janney Coupler이지만, 다른 철도 차량(일반 화물, 탱크 자동차, 회전식 호퍼, 승객 등)에 사용된다.

너클 커플러 또는 재니 커플러는 1873년(미국 특허 138,405) 특허를 받은 일라이 H. 재니에 의해 발명되었다.^[18] 그것은 또한 부케예 커플러로도 알려져 있는데, 특히 영국에서는 (대부분 여객열차의 경우) 롤링 스톡이 장착되어 있다. Janney는 건조한 물품 사무원이었고 버지니아주 알렉산드리아 출신의 전 남부 연합군 장교였는데, 그는 점심시간을 이용해서 나무에서 링크와 핀 연결기에 대한 대체물을 훔쳤다. '부키아이'라는 용어는 미국 오하이오 주, '부키아이 주', 오하이오 브라스 회사의 별칭에서 유래되었는데, 원래 이 커플링을 시판한 회사는 오하이오 주(州)는 오하이오 주(州)이다.^[19][20]

1893년, 자동 연결기가 상용 철도 운영의 요구를 충족시킬 수 있고, 동시에 안전하게 조작될 수 있다고 만족하면서, 미국 의회는 안전 장치법을 통과시켰다. 스위치야드 안전을 홍보하는 그것의 성공은 놀라웠다. 1877년과 1887년 사이에, 전체 철도 근로자 사고의 약 38%가 결합과 관련이 있었다. 이 비율은 철도가 링크와 핀 쿠플러를 자동 쿠플러로 대체하기 시작하면서 하락했다. SAA 시행일로부터 불과 2년이 지난 1902년까지 연결 사고는 전체 직원 사고의 4%에 불과했다. 연결기 관련 사고는 1892년 1만1000여 건에서 1902년 2000여 건으로 감소했는데, 그 10년 동안 철도 종사자가 꾸준히 증가했음에도 불구하고 계속 감소하고 있다.

재니 커플러가 북미 표준으로 선정되었을 때, 선택할 수 있는 특허 받은 대안이 8,000여 개 있었다. Janney 설계를 사용할 때 유일한 중요한 단점은 때때로 그림자를 수동으로 정렬해야 한다는 것이다. 많은 AAR 연결기 설계는 다양한 자동차 설계 요건을 수용하기 위해 존재하지만, 모든 설계는 하나의 설계가 다른 설계와 결합할 수 있는 일정한 공통의 치수를 가져야 한다.^[21]

잔니 커플러는 미국, 캐나다, 멕시코, 일본, 인도, 대만, 호주, 뉴질랜드, 남아프리카 공화국, 사우디아라비아, 쿠바, 칠레, 브라질, 포르투갈, 중국 등에서 사용된다.

Janney coupler는 일반적으로 기계적 연결만 제공하며, 오직 타입 H만이 공압선과 전기선의 자동 연결을 추가한다.^[22]

1873년 이후의 변화

베이즐리 커플러

헤리코트 커플러

헤리코트 커플러는 벨기에의 엔지니어 겸 기업가 에밀 에리코트(Court-Saint-étienne)가 소개한 재니 커플러의 변형이다. 75등급[fr]을 포함한 벨기에 국립철도회사의 특정 EMU에 사용된다.

윌리슨/SA3 커플러

윌리슨 커플러는 Janney 커플링에 존재하는 문제들을 다루기 위해 1916년 미국에서 개발되었다.^[23]

러시아 SA3 연결기는 AAR 연결기와 동일한 원리에 따라 작동하지만 두 가지 유형이 호환되지 않는다.^[24] 1932년 영국 특허를 기반으로 소련에 도입됐으며 이후 몽골을 포함한 전체 1,520mm(4ft 11+27⁄32 in) 네트워크에 사용되고 있다. 핀란드 기관차에는 핀란드 주식에 사용되는 UIC 쿠플러와 러시아 주식에 사용되는 SA3 쿠플러가 결합할 수 있는 유니링크 쿠플러가 있다.

이란 표준궤도망 1435mm(4ft 8+1⁄2 인치)와 스웨덴의 말바난에서도 광석 열차에 사용된다. 퀸즐랜드의 약 2피트(610mm) 게이지 지팡이 전차선에는 소형 윌리슨 쿠플러가 장착됐다.^[25] 1973년 남아프리카 철도의 2피트(610mm) 협궤 아본투르 철도에 도입되었다.^[5]

• 러시아 열차는 약 750m(2,461ft)^{[citation needed]}보다 긴 경우가 드물고 최대 톤수인 약 6,000t(장기 5,900t, 단거리 6,600t)을 넘는 경우도 드물다.^{[citation needed]} 이 쿠플러를 사용하는 가장 무거운 열차는 말바난에 있는데, 말바난에는 최대 9,000t(길이 8900t, 단거리 9900t)이다.^[26]
• SA3 연결기가 인장 및 압축을 통해 전달할 수 있는 최대 하중은 약 2.5 MN(280 STf, 250 LTf)이다.^[27]
• SA-3에 대한 최대 허용 견인 노력은 러시아 백서에 의해 135 tf(1,320 kN, 133 LTF; 149 STf)(1.32 MN 또는 30만 lbf)로 제한된다.^{[citation needed]}
• 제안된 유럽식 자동 연결기는 러시아식 연결기와 호환되지만 자동 공기, 제어 및 전원 연결과 호환된다.^[28] 소수의 사용자를 제외하고는 구현이 영구히 지연된다. 아래의 유럽을 참조하십시오.
• SA3는 왼손 주먹을 닮았다.

SA3 커플러는 세계에서 가장 강력한 커플러 중 하나이며, 이러한 유형의 커플러를 사용하는 열차의 최대 톤수는 약 8000 t이지만^[29] 기계적인 커플링만 제공한다.^[22] 자동 전기 및 공압 연결을 추가하는 것은 복잡한 도전이다.^[30]

이 쿠플러는 많은 변형과 브랜드 이름이 있다.

2020년^[update] 현재 CAF는 유럽 철도의 버퍼와 체인 커플링의 대체 가능한 SA3 기반 자동 연결기를 개발 중이다.^[31]

유니커플러/인터마트

유니커플러는 1970년대 서독 출신의 Knorr에 의해 호환 가능한 상대인 인터매트 커플러와 병행하여 동독 출신의 VEB Waggonbau Bautzen에 의해 개발되었다.^[32][33] 유니커플러/인터매트 커플러는 2개의 공압선과 최대 6개의 전기 연결을 자동으로 결합할 수 있다.^[23]

이 커플러는 SA-3 및 Wilison Coupler와 기계적으로 호환된다(그러나 공압 및 전기 연결은 수동으로 수행해야 한다). 유니커플러는 AK69e로도 알려져 있다.

이러한 유형의 커플러를 사용하는 열차의 최대 톤수는 약 6000 t이다.^[29] AK69e와 물질 간 채택 실패는 경제적 성과에 기인한다.^[34]

2020년을^[update] 기점으로 이란 철도에^[35] 의해 제한적으로 이용되고 있으며, 독일에서도 함부르크와 살츠기터 사이를 철광석을 수송하는 열차에서 사용되고 있다.^[36]

C-AKV

C-AKV 커플러(트랜스팩트라고도 함)는 페이벌리 트랜스포트(Faiveley Transport)가 개발한 신형 소형 윌리슨 커플러다.^[37] SA3 커플러(단, 공압 및 전기 연결은 수동으로 해야 함)와 기계적으로 호환되며 유니커플러와 완전히 호환되며, 추가 버퍼를 장착할 경우 기존의 유럽식 스크류 커플링과도 결합할 수 있다.^[38] C-AKV 커플러는 두 개의 공압 라인을 자동으로 결합할 수 있다.^[34] 2020년^[update] 현재, 독일에서는 로테르담과 딜링겐 제철소 사이에 광석을 수송하는 열차와 베를리츠와 부나 사이에 있는 리나이트에 한정되어 있다.^[36]

Z-AK

Z-AK 연결기는 Knorr Bremse가 개발한 또 다른 Wilison 연결기다. 그것은 유니커플러/인터마트의 명백한 고장에 대응하여 설계되었다. 버퍼 및 나사 커플링과 호환된다. 인장력을 전달할 수 없는 몇 안 되는 자동커플러 중 하나인데, 이 타입의 커플러를 사용하는 철도 차량에도 버퍼가 장착되어야 한다.^[39]

유니링크 커플러

Unilink coupler는 예를 들어 핀란드에서 사용되는 SA3 및 Screw coupler와 호환되는 coupler이다.^[40] 체인의 후크가 가능한 경적음이 추가된 SA3 연결기로, 후크를 SA3 헤드에 연결하는 어댑터도 장착했다. 유니링크 쿠플러가 장착된 롤링 스톡에도 사이드 버퍼가 장착됐다.^[41]

다기능 쿠플러

다기능 Coupler(MFC) 또는 완전 자동 Coupler는 사람의 개입 없이 레일 차량(기계, 에어 브레이크 및 전기적) 사이에 모든 연결을 하며, 기계적인 측면만 다루는 반자동 Coupler와 대조적이다. 이러한 유형의 쿠플러가 장착된 열차의 대부분은 다중 단위, 특히 대중 교통 운영에 사용되는 단위들이다.

There are a few designs of fully automatic couplers in use worldwide, including the Scharfenberg coupler, various knuckle hybrids such as the Tightlock (used in the UK), the Wedgelock coupling, Dellner couplings (similar to Scharfenberg couplers in appearance), BSI coupling (Bergische Stahl Industrie, now Faiveley Transport) and the Schaku-Tomlinson 잠금 커플링.

샤펜베르크 커플러와 유사한 다수의 자동 열차 커플링이 있지만 반드시 그것과 호환되는 것은 아니다. 나이든 미국의 운송 사업자들은 이러한 비 Janney 전기-공압 커플러 설계를 계속 사용하고 있으며 수십 년 동안 사용해 왔다.

웨스팅하우스 H2C

이전의 H2A가 BMT 표준에서 처음 사용되었고 이후 R1에서 R9 등급까지 사용된 웨스팅하우스 H2C 연결기는 현재 뉴욕 지하철의 R32, R42, R62A, R68, R68A 등급의 지하철에서 사용되고 있다. 차량의 A 끝에는 일반적으로 웨스팅하우스 커플러가 있고, B 끝에는 반영구적인 차량 연결봉 또는 웨스팅하우스 커플러가 사용된다.

WABCO N-타입

WABCO N-Type Coupler는 3대의 스카이버스 차량에만 적용되는 초기 모델 N-1로 피츠버그 스카이버스 시스템의 프로토타입용으로 처음 개발되었다. 4인치(101.6 mm)의 집진 범위가 더 큰 업데이트된 N-2 모델은 클리블랜드 급전 노선의 새로운 "에어리포터" 급전차에 처음 적용되었다. N-2 모델은 날카로운 커브를 도는 데 필요한 넓은 스윙을 허용하기 위해 중심 실 아래 경량 드래프트 기어를 사용했다. 이로 인해 N-2는 본선 철도 사용에 적합하지 않아 해당 시장에 맞게 업데이트된 N-2-A 버전이 개발되었다. 이 중 첫 번째는 1968년에 228개의 전기 접점이 있는 UAC TurboTrain과 138개의 접점이 있는 Budd Metropolitan EMU에 장착되었다. 1970년대부터 N-2-A는 MU의 SEPA 실버라이너 계열, MU의 NJT Arrow 계열, MU 철도/Long Island Road M 계열에 장착되었다. N-2는 PATCO Speedline에서도 사용되었으나 전기 접점에 문제가 있어 교체되었다. 이후 WABCO는 직사각형 깔때기가 필요한 6-by-4인치(152.4mm × 101.6mm)의 집진 범위를 가진 BART 시스템을 위한 새로운 모델 N-3을 만들 것이다.

WABCO N형식을 핀과 컵 연결기 또는 창 연결기라고도 한다.

톰린슨

톰린슨 커플러는 오하이오 브래스 컴퍼니에^[19][20] 의해 대중 교통 애플리케이션을 위해 개발되었지만, 결국 일부 간선 철도 차량에서도 사용된다는 것을 알게 되었다. 위와 아래에 공기 라인 연결부가 있는 더 큰 직사각형 프레임에서 서로 맞물리는 두 개의 정사각형 금속 고리로 구성된다. Coupler의 개발 이후 오하이오 브래스의 제조 암은 WABCO에 의해 구매되었고, WABCO는 현재 N타입과 함께 라인을 제조하고 있다. The Tomlinson coupler is the most widely used fully automatic heavy rail coupling in North America having been adopted by the Washington Metro, Massachusetts Bay Transportation Authority, PATCO Speedline, SEPTA Broad Street Subway, Los Angeles Metro Rail, Baltimore Metro, Miami Metro, MARTA Rail and the New York City Subway for its R44/R46 fleet a그리고 R142로 시작하는 모든 현대 클래스. 고속 수송 이외의 응용 프로그램의 경우, 먼저 버드 메트로라이너와 나중에 일리노이 중앙 하이라이너 기단에서 이 용량에 나타나는 증가된 강도 요건을 충족하기 위해 연결기를 크게 확장해야 했다. N타입이 간선 철도 분야에서 더 큰 성공을 거둔 이유 중 하나는 상대적으로 힘이 부족하기 때문이다.

미국 이외의 지역에서는 도쿄 메트로의 긴자 선과 마루노우치^[42] 선과 중용량 타이베이 메트로 선에서 톰린슨 커플러가 사용된다.^[43]

샤펜베르크 커플러

샤펜베르크 커플러^[44](독일어: 샤펜베르크쿠플룽(Sharfenbergkupplung) 또는 샤쿠)은 아마도 완전 자동 커플링의 가장 일반적으로 사용되는 유형일 것이다. 1903년 카를 샤펜베르크가 독일 쾨니히스베르크(오늘날 러시아 칼리닌그라드)에서 설계한 이 열차는 일반적으로 유럽 밖에서는 대중 교통 시스템으로 사용이 제한되지만 점차 환승 열차에서 일반 여객 서비스 열차로 확산되었다. 샤쿠 커플러는 공압 연결과 전기 연결을 자동으로 만들고 자동 분리 기능이 있기 때문에 많은 다른 자동 연결기에 비해 여러 면에서 우수하다.^[45] 그러나 이러한 전기-공압 연결부 배치기준은 없다. 어떤 철도 회사들은 그것들을 측면에 배치하고 다른 회사들은 샤쿠 연결기의 기계 부분 위에 배치한다.

소형 공기 실린더는 커플러의 회전 헤드에 작용하여 샤쿠 커플러 체결을 보장하므로, 좋은 커플링을 얻기 위해 충격을 사용할 필요가 없다. 승객들이 떠밀려 다니지 않도록 여객열차의 일부분을 매우 낮은 속도(최종 접근에서 2mph 또는 3.2km/h 미만)로 결합할 수 있다. 봄바디어와 같은 철도 장비 제조업체들은 샤쿠 커플러를 대중교통 시스템과 승용차와 기관차에 대한 옵션으로 제공한다. 북미에서는 덴버, 볼티모어, 뉴저지의 새로운 경전철 시스템과 마찬가지로 몬트리올 메트로의 모든 열차에 이 장치가 장착되어 있다. 포틀랜드, 미니애폴리스, 밴쿠버 스카이트레인, 토론토 3호선 스카버러 등의 경전철 차량에도 사용된다. 그것은 또한 채널 터널의 셔틀 서비스에 사용되는 모든 전용 롤링 스톡을 장착한다.

1000t 미만 최대 톤수(단거리 1,100t, 길이 980t)

2020년^[update] 현재 보이스와 델너는 유럽 철도의 버퍼와 체인 커플링 교체 가능성 있는 샤쿠를 기반으로 자동 연결기를 제작하고 있다.^[46]

자동 버퍼링 접촉 커플러

• 자동 버핑 접점(ABC) 커플러^[47]

델너 커플러

스웨덴제 델너 커플링(Dellner coupler)^[48]은 샤펜베르크 커플러의 독점 버전으로 차량, 공압기, 전자장치를 동시에 연결한다. 특허받은 에너지 흡수 D-BOX 기술은 구조적인 손상이 없는 최대 시속 15km(9mph)의 속도에서, 변형이 있는 최대 시속 36km(22mph)의 속도로 커플링이 가능하지만 차량이 궤도에 남아 있다. 특허받은 D-REX 시스템은 100Mbit/s의 속도로 이더넷 고속 데이터 연결을 제공한다.

워드 커플러

워드 커플러^[49]

웨지록 커플러

웨지록은 런던 지하철의 표준 연결기다.

웨지록 원칙의 기원은 분명하지 않지만, 지금은 없어진 런던 사우솔에 있는 AEC 회사에 의해 한때 생산되었던 많은 변형들이 있다. 쐐기록 지적 재산은 1979년 라덴톤에 의해 인수되었다. 이후 1994년 라덴톤 샤펜베르크가 되었다. 살츠기터의 영국과 모회사가 보이스 내 터보 사업부의 일부가 되었다. 그린포드의 Voith Turbo는 Voith 그룹 내에서 Weglock 활동의 지정 센터다. 윌리엄 쿡 레일 또한 웨지록 커플링 시스템의 OEM이다. 기본 설계 및 연결 원리: 구형 커플러 디자인은 형태 블록으로 분리된 두 개의 수평 철판으로 구성된 차체를 가지고 있는데, 오른쪽의 한 개(드라이버의 관점)는 몸체에 볼트로 연결된 전면 판의 앞쪽으로 돌출된 모양 고리를 고정하기 위한 수직 핀을 가지고 있다. 몸체 왼쪽에 있는 두 번째 빈 공간에는 'D자형' 단면을 만들기 위해 커다란 플랫이 있는 원통형 핀이 들어 있다. 후크는 약 5도의 호를 통해 좌우로 자유롭게 회전할 수 있으며, 반대편 커플러에서 D핀과 결합할 수 있다. 커플링 도중 - 반대쪽 전면판이 접촉되면 좌측 보이드 내의 공압식 액추에이터가 반대쪽 후크의 바깥쪽 가장자리 뒤로 쐐기 모양의 블록을 구동하여 호스트 D-핀과 결합한다. 경사진 '웨지' 기하학은 블록의 중앙 수평 3분의 1을 차지하며, D-핀과 결합하기 위해 반대쪽 고리의 유사한 수평 경사 홈에 접촉한다. 쐐기의 상부 및 하부 3분의 1은 연결기의 세로축에 평행하게 면들을 만들기 위해 가공된 주머니를 가지고 있다. 쐐기가 차체 구조물에 의해 새장되기 때문이다. 이 얼굴들은 반대편 갈고리의 횡방향 이동을 방지하고 따라서 분리되는 것을 방지한다. 비교적 가벼운 스프링은 액추에이터의 전개 측(웨지 엔진이라고도 함)에 압축 공기가 손실될 경우 쐐기 위치를 유지하기에 충분하다. 언커플링은 웨지를 수축시키고 후크를 풀어주기 위해 양쪽 쿠플러에 있는 웨지 엔진의 수축 측으로 향하는 공기에 의해 달성된다. 언커플링은 단순히 차량을 분리하여 이동함으로써 완성된다. 공기가 '회수'되는 경우 웨지를 수동으로 이동하여 분리할 수 있다.

슈와브 커플러

슈와브 베르케슈테니크 AG, 샤프하우젠이 만든 슈와브 커플러[nl]는 스테들러 키스와 SZU Be 510에 사용된다. 이 제품은 네 가지 버전으로 제공되었다.

• Schwab coupler (FK-15-12) for standard gauge trainsets can be found on "Stadler GTW" and "Stadler FLIRT" trainsets of the SBB (GTW and FLIRT), Thurbo (GTW), BLS (GTW), Transports Régionaux Neuchâtelois [fr] (FLIRT) and SOB (FLIRT).
• 트램 및 지하철용 슈와브 커플러(FK-9-6)
• 좁은 게이지 레일카용 Schwab 연결기(FK-5.5-4 및 FK-3-2.5)
• 표준 게이지용 Schwab 연결기(FK-15-10)는 샤펜베르크 타입 10과 호환된다.

슈와브 커플러는 공압 및 전기 연결을 자동으로 만들고 자동 분리 기능이 있기 때문에 많은 다른 자동 커플러보다 여러 면에서 우수하다.^[50]

2020년^[update] 현재 그것은 주로 스위스에서 지역 철도 여객 운송에 사용된다.^[51]

2020년^[update] 현재 와브텍은 유럽 철도에서 버퍼와 체인 커플링의 대체 가능성인 Schwab을 기반으로 자동 연결기를 개발 중이다.^[31]

시바타 커플러

시바타(또는 시바타형) 커플러는 1930년대 일본 정부철도(JGR) 엔지니어 시바타 마모루(ja)가 전동차를 위해 개발한 샤펜베르크 커플러의 변형이다.^{[note 2]} 한국의 통근 및 지하철뿐 아니라 일본의 모든 여객열차의 표준 연결형이다.

신칸센(불렛열차) 연주는 1960년대 스미토모 금속공업이 개발한 시바타 커플러의 변형을 활용하는데, 회전식 타이트락 핀을 사용하는데, 공교롭게도 시바타 커플러보다는 샤펜베르크 커플러와 더 흡사하다.^[52]

갤러리

• 자동커플러
• 

  샤펜베르크 커플러
  델너제

• 

  샤펜베르크 커플러
  보이스가 만든

• 

  BSI 커플러
  영국 등급 144 DMU로

• 

  APTH형 타이핑 잠금 커플러
  브리티시 레일 등급 321로
  북미에서는 전기 커넥터가 일반적이지 않음

• 

  웨지록 커플러
  런던 지하철로

• 

  WABCO 타입 N 커플러
  셉타 에뮤에.

• 

  슈와브 커플러
  스위스 SBB EMU로

• 

  슈와브 커플러
  스위스 SBB EMU로

• 

  +GF+ 타입 V 커플러
  벨기에의 EMU로

• 

  +GF+ T형
  프라하 전차의 커플러

• 

  +GF+ 타입 N 커플러
  주라 EMU의 체민스 드 페르 듀 주라 EMU에.

이중 커플링 및 매치 웨건

때로는 하나의 연결장치를 가진 마차를 다른 연결장치를 가진 마차에 결합시킬 필요가 있다. 이것은 그것의 제조회사에서 사용할 도시로 메트로 롤링 재고를 가져갈 때 필요할 수 있다. 다음과 같은 두 가지 해결책이 있다.

• 양쪽 끝에 서로 다른 커플링이 있는 성냥 마차를 사용하다.
• 커플링 어댑터를 사용한다.

마차 끝에는 어떤 종류의 커플링만이 동시에 공존한다. 왜냐하면 다른 이유들 중에서도 그들은 같은 높이에 있어야 하기 때문이다. 예를 들어, 오스트레일리아 빅토리아 주에서는 엔진에 AAR 연결기가 있고, 버퍼와 함께 러그 캐스트에 장착된 체인이 AAR 연결기에 장착되었다.

성냥갑차 또는 성냥갑차(영국에서는 "배리어 차량"/마차, 북아메리카에서는 "전환용 차량"이라고도 한다)는 양쪽 끝마다 다른 종류의 커플링을 가지고 있다. 성냥갑차 한 쌍을 사용하는 경우, 연결 장치 A를 사용한 마차 레이크를 연결 장치 B를 사용하여 열차에 삽입할 수 있다.

연결 장치 어댑터 또는 절충형 연결기는 왜건의 AAR 연결 장치에 결합될 수 있으며, 예를 들어 다음 왜건에는 메치코퍼 연결기 또는 고속 트랜짓 연결기가 있다. 그러한 어댑터의 무게는 100kg(220lb)이 될 수 있다. 어댑터 피스는 Janney Coupler와 SA3 Coupler를^[53] 결합할 수 있다.

이중 커플링

마차 세트

Janney와 같은 자동 쿠플러는 충돌 시 마차 텔레스코핑을 방지하는 데 도움이 되기 때문에 더 안전하다. 따라서 브리티시 레일은 전통적인 완충장치와 체인 시스템을 갖춘 엔진과 결합하기 위해 연결기가 방향을 틀 수 있는 Janney 변종을 그것의 객차에 채택하기로 결정했다.

뉴사우스웨일스에서는 작업장에서만 마차가 분리되었기 때문에 객차 세트와 고정 바가 영구적으로 결합되었다. 화물차는 쌍으로 짝을 이루거나 세 쌍으로 연결되며, 그 사이에 막대 커플링을 사용한다.

연결식 마차 또는 마차 세트는 중간 보그를 공유하며 중간 위치에서 커플링이 필요하지 않다.

브레이크 커플링

커플링은 모든 연속 제동계통에 필요하다.

전자 제어식 브레이크

전자 제어 공압 브레이크(ECP)는 전원 및 명령 신호를 위해 전기적으로 인접한 왜건을 연결하는 방법이 필요하며, 이는 플러그와 소켓 또는 매우 짧은 거리 무선 신호로 수행할 수 있다.

그리기어

드래프트 기어(초안 기어라고도 함)는 열차의 마차 사이의 압축력과 장력을 처리하기 위해 마차의 각 끝에서 연결 장치 뒤에 있는 조립체다. 초기 드로잉 기어는 나무로 만들어졌고, 점차 강철로 대체되었다.

Janney Couplers는 밀고 당기는 힘(슬랙 동작)을 흡수하기 위해 중심부에 드래프트 기어를 가지고 있다.^[54]

또한 Tightlock Coupler, SA3 Coupler, C-AKV Coupler, Sharpenberg Coupler 및 기타 다기능 Coupler 뒤에 연결 기어가 있다.

버퍼와 체인 쿠플러의 경우 후크 뒤쪽의 드로 기어가 있으면 장력을 흡수하고 측면 버퍼는 압축력을 흡수한다.

어떤 쿠플러는 그리기어가 없을 수도 있다.

모델 철도 쿠플러

모델 철도는 규모에 따라 다르며, 여러 해 동안 발전해 왔다. 초기 모델 열차는 다양한 후크 앤 루프 배열을 사용하여 결합되었는데, 이는 종종 비대칭적이어서 모든 자동차가 같은 방향을 가리키도록 요구되었다. 더 큰 규모에서, Janney Coupler의 작업 규모나 근거리 모델은 꽤 흔했지만, HO와 더 작은 규모에서는 비현실적인 것으로 판명되었다.

오랜 세월 동안, "X2F" 또는 "Horn-Hook" 연결기는 HO 척도에서 꽤 흔했는데, 그것은 성형 플라스틱의 한 조각으로 생산될 수 있었기 때문이다. 마찬가지로, 수년 동안 독일의 N-스케일 모형 열차 제조업체인 아놀드가 개발한 Rapido로 알려진 "리프트-훅" 연결기가 그 규모에서 일반적으로 사용되었다.

진지한 모델들 사이에서 더 인기 있는 이 두 커플러의 주요 경쟁자는 키스 앤 데일 에드워즈가 개발하고 그들이 시작한 회사인 카데가 제조한 자석 방출 너클 커플러인 마그네 마틱이었다. 미니어처 재니 쿠플러와 비슷하게 생겼지만, 너클이 옆쪽이 아닌 커플러 헤드 중앙에서 선회하는 등 기계적으로 다소 다르다. 에어 브레이크 호스를 닮도록 설계된 강철 핀은 쿠플러를 자력으로 방출할 수 있게 한다; 커플링된 커플 쿠플러로 열차가 연결되지 않은 자석 위에 직접 정차하거나 후진하지 않는 한, 커플링 헤드의 설계는 이러한 현상을 방지한다. 일찍이 기계적으로 트립된 설계의 경우 너클 자체에서 아래로 뻗은 직선 핀이 있었고, 이는 레일 사이에 다이아몬드 모양의 기계식 "램프"를 결속시켰으며, 이는 분리할 필요가 있을 때 레일 높이 위로 올려야 했다.

Kadee 특허가 소진되자, 많은 다른 제조업체들이 유사한 자기 너클 쿠플러를 생산하기 시작했다.

최근 AAR 연결기의 정확한 크기의 HO 모델은 프랭크 세르젠트에 의해 설계되고 제조되고 있다.^[55] 이 디자인은 너클을 닫아 잠그기 위해 작은 스테인리스 스틸 볼을 사용한다. 자석 막대를 커플러 위로 잡아 잠금 포켓에서 볼을 빼내는 방식으로 언커플링이 가능하다.

O 스케일로, "Aliance" 커플러의 정확한 크기의 소형 버전인 "Aliance" Coupler는 1980년대부터 호주의 GAGO 모델에 의해 제조되었다. 2002년부터 와라타 모델 철도 회사에 의해 마케팅되었다.^[56] 유럽 모델들은 체중계 갈고리와 체인 커플링을 사용하는 경향이 있다.

영국식 00 스케일(H0 스케일과 유사) 모델에서는 트라이앙이 개발한 '텐션 잠금' 커플러가 표준이다. 이는 메치오퍼 유형의 커플링과 작동 방식이 유사하다. 레일 사이의 스프링 램프를 사용하면 원격으로 분리할 수 있다. 후크 설계는 장력을 받을 때(대신 램프를 누를 때) 커플링이 분리되지 않도록 설계한다. 열차가 램프 위로 밀리면 열차가 통과할 때 연결 고리도 들어 올린다. 경사로를 넘어 열차를 멈춰서 이 지점에서 갈라진다. 잘 작동하지만, 종종 추하고 난해한^{[citation needed]} 것으로 보여지고 (작은 디자인이 있지만, 이것들은 항상 다른 모델과 완전히 호환되는 것은 아니다) 많은 영국^{[citation needed]} 모델들은 카데 타입이나 작업용 고리 및 체인 커플링 중 하나를 개조하는 것을 선호한다.

최근의 개발은 NEM 362라고 알려진 표준 소켓에 연결되고 필요에 따라 쉽게 플러그를 뽑을 수 있는 교환식 커플링이다. 이를 통해 제조자는 개별 제조자가 연결 유형을 변경할 필요 없이 원하는 연결 장치에 쉽게 표준화할 수 있다.

7 mm 규모로, 현재 영국에서 Zamzooded에^[57] 의해 저울로 작동하는 노르웨이 커플링이 제조되고 있다.

커플러 타입의 비교는 "Coupler 소개"에 게재되었다.^[58]

사고

연결 장치의 종류에 따라 사고율이 다르다.

• 1926년의 무룰라 철도 사고는 폭주로 이어지는 "드라후크"가 부서지고 나서 충돌하는 것을 포함한다. Drawhooks는 "버퍼와 체인 쿠플러"^[59]를 암시한다.
• 라운드 오크 레일 사고 – 1858 – 커플링이 파손되고 열차 후미가 뒤로 굴러 떨어졌다.

참고 항목

메모들

참조

원천

• Tymczasowe wytyczne obsługi sprzęgu samoczynnego typu UIC/OSŻD, radzieckiego – typu SA3 oraz sprzęgu mieszanego [Interim guidelines for operation of automatic coupler type UIC/OSJD, Soviet—SA3 and adapter] (in Polish). Warsaw: Ministerstwo Komunikacji. 1979.
• Development of Functional Requirements for Sustainable and Attractive European Rail Freight: D5.1 – State of the Art on Automatic Couplers (PDF) (Technical report). Shift2Rail. 3 March 2017.
• Prof. Dr. Markus Hecht, Markus; Mirko Leiste, M.Sc.; Saskia Discher, B.Sc., eds. (29 June 2020). Development of a concept for the EU-wide migration to a digital automatic coupling system (DAC) for rail freight transportation (PDF) (Technical report). Berlin: Berlin University of Technology for the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI).
• 노퍽 & 웨스턴 철도 회사 대 하이레스 (95-6), 516 미국 400 (1996년) (클라렌스 토마스 대법관의 미국 대법원 판결)
• Eli Janney — The Janney Coupler (위 사례 기준)
• Dellner Couplers AB — 자동 및 반영구 Coupler
• 캐나다 밴쿠버 스카이트레인 경전철 네트워크(Dellner 데이터의 경우 이 두 개)
• 제인의 세계 철도
• 커플링 작동 방식
• White, John H. (1985) [1978]. The American Railroad Passenger Car. Baltimore, Maryland: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-2743-3.

외부 링크

• 화물 차량 쿠플러 및 드래프트 기어
• Janney Coupler와 SA3 Coupler 사이의 어댑터 조각