KR0166957B1 - 2개의 철도차량을 접속하기 위한 관절식커플링 - Google Patents

2개의 철도차량을 접속하기 위한 관절식커플링 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

2개의 철도 차량을 접속하기 위한 관절식커플링
제1도는 원환체의 접촉 표면 및 절두 원추형으로 되어 있는 지지부의 환형 관절식 커플링 요소를 도시하는 관절식 커플링의 종방향 단면도.
제2도는 구면 섹터 형태로 되어 있는 환형 관절식 커플링 요소의 변형예를 도시하는 단면도.
제3도는 공통 보우기(bogie)와 함께 후속 차량의 본체의 관절식 커플링의 지지부를 또한 도시한 차량 본체의 단부의 사시도.
제4도는 환형 관절식 커플링 요소를 갖는 후속 차량의 단부의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 원환체 3 : 원통형 외면
4 : 원통형 볼 6 : 수평 원형 견부
9 : 바닥판 11 : 체결 부재
12 : 지지부 13,33 : 환형 관절식 커플링 요소
17 : 원통형 수직 페그 18 : 수평 원형 견부
19 : 나사 20 : 내부 원통부
21 : 안전핀 22 : 접촉 포오크
34 : 탄성 재료층
본 발명은 탄성 지지 부재들을 갖는 공통 보우기(common bogie)상에 지지된 2개이 철도 차량들을 연결하기 위한 관절식 커플링(articulated coupling)에 관한 것이다.
공통 보우기상의 종래의 관절식 커플링들은 차량들 중 하나에 연결되어 스프링들에 의해 공통 보우기 상에 지지되는 바닥판을 구비하며 탄성 중합체 부재들 상의 볼을 지탱하며, 상기 볼의 상부 표면은 다른 차량에 연결된 구형 베어링 표면에 지탱된다. 구형 표면들을 포함하는 상기와 같은 관절식 커플링들은 매우 많은 기계 가공을 요구한다. 상기 커플링들은 고가이며 비교적 무겁다.
캐나다 특허 CA-1 218 900호에는 공통 보우기를 이용하는 철도 차량들을 위한 관절식 커플링이 기재되어 있는데, 2개의 차량 본체들의 단부들은 탄성 중합체로 제조된 원환체에 의해 보우기 상의 보울(bowl)에 연결된 원통-원추형 연결부의 축 상에 피봇 장착되어 있다. 상기 관절식 커플링은 겅사진 선로로 진입 또는 이탈할 때 및 급경사 궤도(hump)및 경사로(dip)들을 통과할 때 하나의 차량이 다른 하나의 차량에 대해 경사질 수 있도록 차량의 부품들 중 하나가 수직축에 대해 특정 각도로 경사질 수 없게 되어 있다.
본 발명의 목적은 저렴하고 비교적 경량이며, 고속 열차들에 적용할 경우에도 필요한 기능들을 제공하는 관절식 커플링을 제공하기 위함이다. 열차가 굴곡 선로를 통과할 수 있도록 차량의 부품들은 서로에 대해 회전할 수 있어야 하고, 하나의 차량이 다른 하나의 차량에 대해 경사질 수 있도록 차량의 부품들 중 하나가 수직축에 대해 특정 각도를 취할 수 있도록 해야 한다. 정상 작동 중에 견인력 및 제동력에 응답하는 이외에도, 미리 설정된 한계 내의 이례적인 충격들로 인한 힘들에 대해서도 역시 반응해야 한다. 선로를 다시 설치하는 (re-railing)작업 중에는 차량에 인양력을 인가함으로써 공통 보우기를 상승시킬 수 있어야 한다. 연결 및 분리도 신속하게 수행될 수 있어야 한다.
본 발명의 관절식 커플링은
A) 바닥부에는 절두 원추형 표면을 가지고 그 상부는 원통형으로 되어 있으며, 중앙에는 원통형 볼을 구비하고 상기 원통형 볼의 상부 주위에는 수평 원형 견부가 마련되어 있는 차량들 중 하나에 연결된 원환체와,
B) 다른 차량에 연결되어 있고 원환체를 감싸며, 원환체 보다 낮은 높이에 배치되는 바닥판과, 바닥판 상에 배치되어 원환체의 절두 원추형 외면에 접촉하는 상태로 이를 감싸도록 탄성 재료층들 사이에 금속판을 협지시켜 이루어지는 탄성 합성체로 된 환형 관절식 커플링 요소와, 바닥판에 고정되고 원환체의 원통형 볼내에서 결합되며 상기 볼보다는 직경이 작고 원환체의 수평 원형 견부와 대면하는 수평 원형 견부가 부착된 원통형 수직 페그(peg), 및 주위 부분 상부에 상기 원환체 상부 부분의 원통형 외면과 대면하는 내부 원통부를 포함하는 지지부로 구성되는 것이 특징이다.
본 커플링은 또한 다음의 특징들 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 환형 관절식 커플링 요소를 이루는 탄성 재료층들 및 금속판들이 구면 섹터(sector)형태로 되어 있고,
탄성 재료층들에는 환형 관절식 커플링 요소가 종방향 및 횡방향으로 상이한 반경 방향 강성을 나타내도록 배치되어 있는 내부 중공부가 제공되어 있으며,
원환체에는 찌부의 환형 관절식 커플링 요소 외부의 바닥 평면 하방에 상기 환형 관절식 커플링 요소에 고정된 대향 포오크에 결합하는 안전핀들이 제공되어 있고,
환형 관절식 커플링 요소는 체결 부재에 의해 바닥판에 연결되어 있는 지지부에 의해 바닥판에 고정되어 있으며,
원환체의 절두 원추형 외면들과 환형 관절식 커플링 요소의 수직에 대한 각도 및 원환체의 원통형 볼과 지지부의 원통형 수직 페그 사이의 간극은 원환체가 상당한 편심도를 갖고 대향할 때에도 원환체 및 지지부를 서로 연결시킬 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 따른 관절식 커플링에 대해 첨부된 도면을 참고로 하여 아래와 같이 설명하기로 한다.
제1도에서, 관절식 커플링은 중심 원환체(1)를 포함하는데, 상기 원환체는 차량들 중 하나의 차량 본체에 연결되어 있고, 합성 재료로 제조된 탄성 환형 관절식 커플링 요소(13)와 결합되는 절두 원추형 외면(2)를 갖는다. 절두 원추형 외면(2)의 상부에는 인접 차량의 본체에 고정된 바닥판(9)의 원통형 표면(20)과 대향하고, 그 원통형 표면으로부터 이격되어 있는 원통형 외면(3)이 마련되어 있다.
원환체는 그 중앙부에 중공부(5)를 포함하는 원통형 볼(4)를 갖는다. 상기 원환체 상부의 중앙부에는 상부 표면이 연마된 원형 강철 링(8)을 지지하는 탄성 중합체 요소(7)들을 구비한 원형 견부(6)가 마련된다.
인접 차량이 본체에 연결된 바닥판(9)는 서로 용접된 다수의 요소들로 구성되며, 볼트 등의 체결 부재(11)에 의해 고정된 직각 삼각형 횡단면을 가진 원형 지지부(12)를 구비하고 환형 관절식 커플링 요소(13)을 지지하는 원통형 수직 림(10)을 포함한다. 상기 환형 관절식 커플링 요소(13)은 탄성 재료층(15)들 사이에 금속판(14)이 협지되어 이루어진다. 절두 원추형 판(16)은 원환체(1)의 기부 주위에 지지 표면을 형성한다. 이러한 환형 관절식 커플링 요소는 단일 부품으로 구성될 수 있는 또는 2개 또는 3개의 부품들로도 구성될 수 있다.
원통형 수직 페그(17)은 바닥판(9)의 중심에 나사(19)로 고정되어 있는데, 상기 원통형 수직 페그(17)은 볼에 대해 큰 간극을 둔 채로 상기 원환체(1)을 통하여 볼(4)에 결합되어 있다. 상기 간극은 견인시 또는 제동시의 정상의 종방향 변위 중에 상기 페그의 주변부가 볼과 접촉되지 않도록 충분히 크게 되어 있고, 이례적인 충격 발생시에만 접촉되게 한다. 상기 페그의 상부 구역은 원환체(1)상의 연마된 경질 금속제 원형 링(8)과 대면하는 편평 바닥면(18A)를 갖는 뚜껑 형태의 수평 원형 견부(18)을 갖는다.
원환체 중앙측에 고정된 안전핀(21)들은 특히, 곡률 반경이 작은 반경의 커어브를 통과할 때, 상대적인 회전을 허용하면서 원환체와 환형 관절식 커플링 요소사이의 임의의 미끄럼을 방지하도록, 환형 관절식 커플링 요소(13)에 고정된 포오크(22)에 결합되어 있다.
제2도에 도시된 다른 실시예에서, 환형 관절식 커플링 요소(33)의 탄성 재료층(34) 및 금속판(35)는 지지부의 추력면과 같은 구면 형태로 되어 있다, 중심 원환체(도시되지 않음)의 접촉면(32)는 절두 원추형으로 되어 있다.
제3도는 공통 보우기 및 관절식 커플링 지지부를 구비한 차량 본체의 단부를 도시한다. 상기 차량 본체의 단부(40)은 휘일(42, 43)에 의해 지지되는 공통 보우기(41)에 의해 지지되는데, 차축(46)들 중 하나의 차축만이 도시되어 있다. 상기 차축들은 횡단 부재(47)에 의해 서로 유지된 종방향 부재(44, 45)들에 의해 상호 연결되어 있고, 상기 종방향 부재들은 공기 현가 요소(58, 59)들을 지지한다. 관절식 커플링 부분(48)은 본체의 단부면에 연결된 경사 아암(49)에 의해 지지된다.
제4도는 인접 차량 본체의 단부(50)을 도시한다. 단부 원통형 주변부(53)을 갖는 원환체(51)은 경사 아암(56, 57)들에 의해 본체의 단부면에 연결된 비임(54, 55)들에 의해 지지된다. 연결되었을 때, 상기 부분은 인접 본체의 지지부(48)내에 수용된다. (제3도)
전술된 대로, 본 발명의 관절식 커플링이 매우 많은 기계 가공을 요하는 종래의 관절식 커플링이 구형 표면을 포함하고 있지 않기 때문에, 저렴하고 비교적 경량인 관절식 커플링을 제공할 수 있게 된다.
또한, 원환체에 고정된 안전 핀(21)이 환형 관절식 커플링 요소(13)에 고정된 포오크(22)내에 결합되기 때문에, 상대적인 회전을 허용하면서 원환체와 환형 관절식 커플링 요소 사이의 임의 의 미끄럼을 방지할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 탄성 요소들을 통해 2개의 차량들 사이의 공통 보우기에 의해 지지되는 2개의 철도 차량을 위한 관절식 커플링에 있어서, 바닥부에는 절두 원추형 표면을 갖고 그 상부는 원통형으로 되어 있으며, 중앙에는 원통형 볼(4)을 구비하고, 상기 원통형 볼의 상부 주위에는 수평 원형 결부(6)가 마련되어 있는, 차량들 중 하나에 연결된 원환체(1)와, 다른 차량에 연결되어 있고 원환체(1)를 감싸며, 원환체(1) ㅗ다 낮은 높이에 배치되는 바닥판(9)과, 바닥판(9)상에 배치되어 원환체(1)의 절두 원추형 외면(2)에 접촉하는 상태로 이를 감싸도록 탄성 재료층들 사이에 금속판(14)이 협지되어 이루어지는 탄성 합성체로 된 환형 관절식 커플링 요소(13)와, 바닥판에 고정되어 원환체의 원통형 볼에 결합되며 상기 볼 보다는 직경이 작고 원환체이 수평 원형 견부(6)와 대면하는 수평 원형 견부(18)가 부착된 원통형 수직 페그(17), 및 주위 부분상부에 상기 원환체 상부 부분의 원통형 외면(3)과 대면하는 내부 원통부(20)를 포함하는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 환형 관절식 커플링 요소(33)를 이루는 탄성 재료층(34)들 및 금속판(35)들이 구면 섹터 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 재료층들에, 환형 관절식 커플링 요소가 종방향 및 횡방향으로 상이한 반경 방향 강성을 나타내도록 배치되어 있는 내부 중공부들이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원환체에는 지지부의 환형 관절식 커플링 요소 외부의 바닥 평면 하방에 상기 환형 관절식 커플링 요소에 고정된 대향 포오크(22)에 결합하는 안전핀(21)들이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 관절식 커플링 요소(13)는 체결 부재(11)에 의해 바닥판(9)에 연결되어 있는 지지부(12)에 의해 바닥판(9)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원환체(1)의 절두 원추형 외면들과 환형 관절식 커플링 요소(13)의 수직에 대한 각도 및 원환체(1)의 원통형 볼(4)과 지지부의 원통형 수직 페그(17)사이의 간극이, 원환체가 상당한 편심도를 갖고 지지부와 대향 할 때에도 원환체 및 지지부를 서로 연결시킬 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 관절식 커플링.
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