KR100488397B1 - 레일운송차량 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어 스프링이 장치된 철도 차량 바디(coach body)(18)와, 철도 차량 바디(18)를 지지하는 보우기(bogie)(20), 특히 철도 차량 바디(18)가 안착되어 에어 스프링(14) 상에서 진동(swing)하는, 볼스터(bolster)가 없는 에어 스프링이 장치된 보우기와, 철도 차량 바디(18)와 보우기(20)의 사이에 각각 배치되는 가이드 및 감쇠 장치(10,12)를 구비하는 레일 운송 차량에 관한 것으로, 감쇠 장치(10,12)는 이동 속도 v>100km/h일 때 보우기(20)를 안정시키는 역할을 하고 보우기(20)의 진동을 억제시키며, 마찰판(12)이 가이드 및 감쇠 장치(10)로 제공되고, 마찰판(12)은 에어 스프링(14)의 내부 공기 압력에 의해 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)에 밀착되며, 마찰판(12)은 비상 스프링(26)의 코어(core of an emergency spring)에 또는 에어 스프링(14)의 베이스 지점에 연결되며, 그에 따라서 보우기(20)에 종방향으로 연결되어 보우기(20)의 진동을 억제시킨다.
Description
본 발명은 에어 스프링이 장치된 철도 차량 바디(coach body)와, 철도 차량 바디를 지지하는 보우기(bogie), 특히 철도 차량 바디가 안착되어 에어 스프링 상에서 진동(swing)하는, 볼스터(bolster)가 없는 에어 스프링이 장치된 보우기와, 철도 차량 바디와 보우기 사이에 각각 배치되는 가이드 및 감쇠 장치(guide and damping device)를 구비한 레일 운송 차량(rail vehicle)에 관한 것으로, 이러한 감쇠 장치는 이동 속도가 v> 100km/h일 때 보우기를 안정시키는 역할을 하며 보우기의 진동을 억제시킨다.
보우기 내에서 안내되는 휠 세트(wheel set)의 연속적인 파형 운동(wave-like sequence of motion)의 결과로, 보우기는 속도가 증가함에 따라 진동하게 된다는 것이 널리 알려져 있다. 더욱이, 보우기를 안정시키기 위하여, 이러한 목적을 위해 보우기 및 이와 결합된 철도 차량 바디 사이에 각각 배치되는 유압 진동 댐퍼(oil-hydraulic sway damper) 또는 대안적으로 마찰판(friction plate)을 제공하는 것이 알려져 있다.
보통, 진동 댐퍼들은 특히 에어 스프링이 장치된 볼스터가 없는 보우기(air-sprung, bolsterless bogie)에 사용되며, 철도 차량 바디는 에어 스프링 상에서 진동하게 된다. 보우기를 안정시키기 위한 진동 댐퍼의 사용은 비교적 복잡하고 원가도 높으며 게다가 중량도 추가되는데, 이는 진동 감쇠의 고장 분석이 항상 요구되며, 이것은 하나의 여분의 구조를 필요로 할 수도 있기 때문인데, 즉 댐퍼는 이중으로 (중복되게) 제공되어야 하며, 게다가 또는 대안적으로, 적합한 센서 요소에 의한 보우기의 지속적인 모니터링(monitoring)이 요구될 수도 있기 때문이다.
보우기의 타입과 구성에 따라서, 100 내지 120km/h의 이동 속도로부터 안정화가 시작되는 것이 요구한다. 여기서, 속도가 증가함에 따라, 안정화 효과도 증가되어야 하는데, 이는 곡선로(曲線路) 위를 이동될 때 견인력에 역효과를 주게된다. 이러한 이유에서 필요로 하는 만큼만 안정화를 제공하는 것을 꾀하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 감쇠 장치를 도시하는 횡단면도이다.
이러한 선행 기술로부터, 본 발명의 목적은, 가능한 한 단순하고 공간을 절약하며 가능한 한 안전하게 설계되고, 특별한 비용 추가 없이 개조될 수 있는, 보우기와 철도 차량 바디를 안정시키기 위한 구조적 해법을 상술하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해서 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 추가적인 유익한 진전 및 개선 사항은 종속항에 상술되어 있다.
본 발명에 따르면, 마찰판이 가이드 및 감쇠 장치로서 제공되며, 이 마찰판은 에어 스프링의 내부 공기 압력에 의해 철도 차량 바디의 하측부에 눌려진다. 여기서, 마찰판은 비상 스프링의 코어(core of an emergency spring) 또는 에어 스프링의 베이스 지점에 연결되며, 이로써, 마찰판은 보우기의 진동을 억제시킬 수 있도록 종방향(縱方向)으로 보우기에 연결된다.
본 발명의 유익한 실시예에 있어서, 철도 차량 바디가 진동할 때, 철도 차량 바디의 하측부에 접해있는 에어 스프링에 대해서 철도 차량 바디의 하측부가 (상대적으로) 움직이며, 이러한 과정에서 행해진 마찰 작용의 결과로, 철도 차량 바디의 하측부는 발생되는 보우기의 진동 운동(swaying motion)을 억제한다.
본 발명의 다른 진전 사항은, 마찰판이 종방향 캐리어(longitudinal carrier)로 지칭되는 연결 스트랩(connecting strap)을 통해 횡방향으로 비상 스프링에 관절 방식(articulated manner)으로 연결되며, 철도 차량 바디의 횡방향 운동시 이러한 비상 스프링을 따르는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 횡방향으로의 진동 디튜닝(oscillation detuning) 및 그에 따른 횡방향 승차감이 영향을 받지 않게 된다.
본 발명의 다른 유익한 개선 사항은 철도 차량 바디의 하측부와 마찰판 사이에 통풍구(vent opening)를 가지며, 이러한 통풍구는 마찰판과 철도 차량 바디 사이에 항상 최대의 차등 압력(differential pressure)을 보장하며, 그래서 최대의 접촉력(contact force)을 보장한다.
추가로, 마찰판이 밀폐 장치(sealing device)에 의해 둘러 싸여지도록 유익하게 제공될 수 있으며, 예를 들면, 기계적인 마모 또는 손상에 의해 야기되거나 노후로 인한 공극(porosity)의 결과로 발생되는 이러한 밀폐 장치의 누설(漏泄)은, 이것이 에어 스프링의 고장을 나타내는 한 심각하지는 않다. 이러한 경우를 위해서, 본 발명의 다른 개선 사항에서는 철도 차량 바디가 비상 스프링 상에 안착되도록 제공되며 그 사이에는 마찰판이 위치된다. 여기서, 무게로 인한 전체 힘이 마찰판에 작용하지만, 안정화를 위한 충분한 마찰력이 이와 같이 항상 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 진보 사항으로서, 대향 스프링(opposing spring), 예를 들면 헬리컬 압축 스프링이 제공될 수 있다. 이러한 대향 스프링은 접촉력을 증가시키는 일을 하지 않지만, 에어 스프링 및/또는 비상 스프링이 해제되는 경우에 철도 차량 바디의 하측부에 마찰판을 밀착하는 역할을 하며, 그래서 중단되지 않는 힘의 흐름을 제공하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 상기의 유익한 진전 및 다른 유익한 진전 및 개선 사항은 종속항에 기재되어 있다.
본 발명과, 본 발명의 유익한 진전 및 개선 사항뿐만 아니라 본 발명의 특별한 이점이 개략도로 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 더 상세히 설명되고 기술될 것이다.
에어 스프링(14)과 상호 작용하며 해당 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)에 밀착되는 마찰판(12)에 의해 형성되는, 감쇠 장치(10)가 도 1에 횡단면도로 도시되어 있다. 도 1에 따른 감쇠 장치(10)의 본 발명에 따른 구성에 있어서, 환형(環形)의 벨로우즈(annular bellows)로 형성되는 에어 스프링(14)은 해당 보우기(20) 상에 배치되는 가이드(22)에 일측이 연결되고, 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)에 타측이 연결되며, 상기 하측부(16)에는 마모 저항성 코팅이 제공된다. 여기서, 가이드(22)는, 바람직하게는 가황 경화 처리된(vulcanized-on) 환형의 고무 스프링(rubber spring)(24)을 통해서 보우기(20)(더 상세히 도시되지는 않음)에 배치된 지지 원추부(supporting cone)(28)에 접하면서 동시에 비상 스프링(26) 역할을 하는 지지 링(supporting ring)(23)으로 설계된다.
지지 원추부(28)의 상단부에는 가이드 파일럿(29)이 일체로 형성되며, 이 가이드 파일럿(29)에는 마찰판(12)에 연결되며 종방향 캐리어 역할을 하는 연결 스트랩(connecting strap)(30)이 부착된다.
잘 한정된 방식으로 마찰판(12)을 종방향으로 안내하기 위해, 적어도 하나의 가이드 스트립(strip)(32)이 철도 차량 바디의 하측부(16)에 부착되며, 마찰판은 반응시에 이 가이드 스트립을 따라서 휘게된다. 마찰판 자체는 철도 차량 바디(18)의 하측부(16) 맞은편에 갭 공간(gap space)(36)을 형성하는 환형의 마찰 라이닝(34)을 구비하며, 이 갭 공간(36)은 통풍구(37)를 통해서 주변 압력이 존재하는 주변 대기에 연결된다.
이러한 목적을 위해, 환형의 마찰 라이닝(34)에 의해 둘러싸인 갭 공간(36)은 주변 압력과 에어 스프링(14)의 내부 압력 사이에 발생하는 압력차를 전달하는 씰(밀폐부, seal)(환형 씰(annular seal))(38)에 의해 밀폐된다. 이렇게 확보되는 차등 압력은 마찰판(12)이 항상 에어 스프링의 최대 압력으로 철도 차량 바디의 하측부(16)에 밀착되는 것을 보장한다.
더욱이, 지지 스프링 또는 대향 스프링(40)이 지지 링(23)과 마찰판(12) 사이의 동심 피치원(concentric pitch circle) 상에 배치되며, 이들 지지 스프링 또는 대향 스프링(40)은 에어 스프링(14)이 해제되는 경우에 마찰판(12)을 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)에 밀착한다.
최종적으로, 참조 번호 42는 에어 스프링(14)을 위한 압축 공기 연결부를 가리키며, 이 압축 공기 연결부(42)를 통해서 에어 스프링(14)이 충전되며 그 압력이 각각 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 레일 운송 차량에 이용될 수 있다.
Claims (9)
- 에어 스프링이 장치된 철도 차량 바디(coach body)(18)와,상기 철도 차량 바디(18)를 지지하며 상기 철도 차량 바디(18)가 안착되어 있고 상기 철도 차량 바디(18)가 에어 스프링(14) 상에서 진동(swing)하는 보우기(bogie)(20)와,상기 철도 차량 바디(18)와 상기 보우기(20) 사이에 각각 배치되며 이동 속도 v> 100km/h일 때 상기 보우기(20)를 안정시키는 역할을 하고 상기 보우기(20)의 진동을 억제하는 가이드 및 감쇠 장치(guide and damping device)(10)를 구비하는, 레일 운송 차량으로서,마찰판(12)이 가이드 및 감쇠 장치(10)로서 제공되며, 상기 마찰판(12)은 상기 에어 스프링(14)의 내부 공기 압력에 의해 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)에 밀착되며,상기 마찰판(12)은 비상 스프링(26)의 코어(core af an emergency spring)에 또는 상기 에어 스프링(14)의 베이스 지점에 연결되고, 상기 마찰판(12)이 상기 비상 스프링(26) 또는 상기 에어 스프링에 연결됨에 따라 상기 마찰판(12)이 길이방향(longitudinal direction)으로 상기 보우기(20)에 연결되며, 상기 마찰판(12)이 상기 보우기(20)의 진동을 억제시키는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항에 있어서, 상기 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)는상기 보우기(20)의 진동 운동(swaying motion)을 억제시키는 마찰 작용을 발생시키는 상기 마찰판(12)을 받쳐주는 상기 에어 스프링(14)에 관련해서 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 마찰판(12)은 종방향 캐리어(longitudinal carrier)로 지칭되는 연결 스트랩(connecting strap)(30)을 통해 횡방향으로 상기 비상 스프링(26)에 관절 방식(articulated manner)으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 레일 운송 차량은상기 철도 차량 바디(18)의 하측부(16)와 마찰판(12) 사이에 통풍구(37)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 4항에 있어서,상기 통풍구(37)는 항상 상기 에어 스프링의 상기 내부 압력과 주변 압력 사이에 최대의 차등 압력(differential pressure)을 제공하며, 그에 따라 상기 마찰판(12)과 상기 철도 차량 바디(18) 사이에 최대의 접촉력(contact force)을 제공하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 마찰판(12)에는 상기 철도 차량 바디(18)의 상기 하측부(16)에 접하는 씰(38)이 제공되며 상기 씰(38)에 의해 둘러싸인 갭 공간(gap space)(36)을 밀폐하고 상기 갭 공간(gap space)(36)은 상기 마찰판(12)과 상기 철도 차량 바디(18)의 상기 하측부(16) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 철도 차량 바디(18), 상기 마찰판(12), 상기 비상 스프링(26)은상기 에어 스프링(14) 및/또는, 상기 마찰판(12)을 둘러싸는 상기 씰(38)이 고장을 일으키는 경우에, 상기 철도 차량 바디(18)는 상기 철도 차량 바디(18)와 상기 에어 스프링(14) 사이에 상기 마찰판(12)이 위치하는 상태로 상기 비상 스프링(26)상에 안착되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 레일 운송 차량은상기 에어 스프링(14) 및/또는 상기 비상 스프링(26)이 해제되는 경우에, 상기 마찰판(12)을 상기 철도 차량 바디(18)의 상기 하측부(16)에 밀착하는 대향 스프링(40)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 보우기(20)는볼스터(bolster)가 없는 에어 스프링이 장치된 보우기인 것을 특징으로 하는, 레일 운송 차량.
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