KR101281489B1 - Dimensional Accuracy Improvement Apparatus of a Composite Bogie Frame Manufactured by Autoclave Curing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치에 관한 것으로서; 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 하부가 안착되는 하부몰드와, 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 상측에 구비되는 상부몰드와, 상기 하부몰드 및 상부몰드의 사이에 구비되어 상부몰드와 하부몰드가 가압되면 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 측면을 슬라이드되면서 가압하는 측면 슬라이딩 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 오토클레이브를 이용하여 복합소재 대차프레임을 성형시 발생하는 압력을 이용하여 상하부 몰드와 내부 슬라이딩 플레이트에 수직압력과 횡압력을 동시에 가하여 오토클레이브 성형시에 발생할 수 있는 복합소재 대차프레임의 치수 오차를 최소화하여 구조 안전성 및 조립성을 향상시키는 장점이 있다.The present invention relates to an apparatus for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame produced by an autoclave molding process; The upper mold and the lower mold is provided between the lower mold and the upper mold provided on the upper side of the basic structural material for the composite bogie frame, and the lower mold and the upper mold When pressed, it characterized in that the side sliding plate is configured to slide while pressing the side of the basic structural material for the composite bogie frame.
According to the present invention, by applying the vertical pressure and the lateral pressure to the upper and lower molds and the inner sliding plate at the same time by using the pressure generated during the molding of the composite bogie frame using the autoclave of the composite bogie frame that can occur during autoclave molding Minimizing the dimensional error has the advantage of improving the structural safety and assembly.
Description
본 발명은 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 철도차량의 핵심부품 중의 하나인 대차에 적용되는 대차프레임을 복합소재를 이용한 오토클레이브 성형기법(Autoclave Curing Method)을 이용하여 제작시 대차프레임의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame manufactured by an autoclave molding process, and more particularly, an autoclave molding technique using a composite material of a bogie frame applied to a bogie, which is one of the core parts of a railway vehicle. The present invention relates to a device for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame that can improve the dimensional accuracy of a bogie frame in manufacturing by using the (Autoclave Curing Method).
일반적으로 철도차량의 대차프레임은 철도차량에서 스프링 하중량을 제외한 모든 차량의 하중을 지지하는 부품으로 차량의 안전운행과 가장 밀접한 관련이 있는 부품이다. In general, the bogie frame of a railroad car is a part that supports the load of all vehicles except the unloaded weight of the railroad car and is the part most closely related to the safe operation of the vehicle.
이러한 대차프레임은 주로 지지하는 하중의 크기와 운행시 발생하는 힘의 크기에 따라 강성이 큰 철강소재를 이용하여 용접 구조의 형태로 제작되는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 금속재 대차프레임을 제작할 경우 무게는 대략 1.3 ~ 2톤으로 무겁고 강성이 크다. Such a bogie frame is generally manufactured in the form of a welded structure using a steel material having a large rigidity according to the size of a supporting load and a force generated during operation. However, when manufacturing such a metal bogie frame weight is about 1.3 ~ 2 tons heavy and rigid.
물론, 이러한 기존의 대차프레임을 경량화하기 위해 섬유강화 복합소재를 대차프레임 적용하는 시도들이 있었다. 이 경우 기존 금속재 대차프레임 대비 무게를 25 ~ 50%까지 줄일 수 있다. Of course, there have been attempts to apply the fiber reinforced composite material to the balance frame in order to reduce the weight of the existing balance frame. In this case, the weight can be reduced by 25-50% compared to the existing metal balance frame.
이와 같은 섬유강화 복합소재를 대차프레임 적용한 예로 유럽공개특허 제EP0260440호(이하 "특허문헌 1"이라 함)가 제시된 바 있다. 상기 특허문헌 1은 도 1에 도시된 바와 같은 철도차량용 복합소재 대차프레임의 제작에 관련된 것으로, 복합소재 대차프레임(composite bogie frame)의 종축 지지대(2, 4)와 횡축 지지대(6)로 이루어진다. As an example of applying the fiber-reinforced composite material to the balance frame, the European Patent Publication No. EP0260440 (hereinafter referred to as "Patent Document 1") has been presented. The patent document 1 relates to the production of a composite vehicle bogie frame for a railway vehicle as shown in FIG. 1, and consists of longitudinal supporters 2 and 4 and a
이러한 철도차량용 복합소재 대차프레임을 제작하기 위해 도 2에 도시한 바와 같은 채움재(4, 10, 12, 16, 18로 구성됨)를 먼저 제작하고, 여기에 강화섬유를 수지에 함침하여 반경화시킨 프리프레그로 적층하거나, 미리 강화시켜 놓은 표면부(skin)(22, 26, 44)를 차례로 접착하여 제작한다. In order to manufacture such a composite vehicle bogie frame for a railway vehicle, first, a filling material (consisting of 4, 10, 12, 16, and 18) as shown in FIG. It is produced by laminating with legs or by adhering the
이와 같은 종래의 복합소재 대차프레임은 형상 자체가 상당히 복잡하기 때문에 오토클레이브 성형시에는 얇은 강판을 대차프레임의 형상으로 절단 및 절곡하여 대차프레임의 표면에 맞대는 방법을 이용하게 되는데, 이 방법은 비용이 저렴하고 표면은 매끈하게 성형하는 것이 가능하나 정밀하게 치수를 조절할 수 없다. 이 방법으로 제작된 복합소재 대차프레임은 사상(sanding process)공정을 추가로 해야 하는데, 이럴 경우 제작시간 및 비용 증가의 요인이 된다. Since the conventional composite bogie frame is quite complicated in shape, autoclave molding uses a method of cutting and bending a thin steel plate into the bogie frame to face the surface of the bogie frame. This inexpensive and smooth surface is possible but cannot be precisely dimensioned. Composite bogie frames manufactured in this way require an additional sanding process, which increases manufacturing time and costs.
또한, 대차프레임과 동일한 형태의 틀을 이용할 경우 성형과정에서 열변형에 의한 팽창 및 변형에 의해 치수를 정밀하게 성형하는 것이 어렵다. 따라서, 성형과정에서 발생하는 열변형과 무관하게 치수의 정밀도를 확보할 수 있는 방법이 필요한 실정이다.
In addition, when using the frame of the same shape as the bogie frame, it is difficult to precisely mold the dimensions by expansion and deformation due to thermal deformation during the molding process. Therefore, there is a need for a method capable of securing the accuracy of the dimensions regardless of thermal deformation occurring during the molding process.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 복합소재 대차프레임 제작시 최고의 강도를 확보하기 위해 오토클레이브를 이용하여 복합소재 대차프레임을 성형시 가해지는 압력을 이용, 추가 하중부과나 장치의 도움 없이 상하부 몰드와 내부 슬라이딩 플레이트들을 이용하여 복합소재 대차프레임의 치수정밀도를 극대화할 수 있는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve these problems, the present invention uses the pressure applied when forming the composite bogie frame by using an autoclave to secure the best strength when manufacturing the composite bogie frame, additional load An object of the present invention is to provide a device for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame manufactured by an autoclave forming process capable of maximizing the dimensional accuracy of a composite bogie frame using upper and lower molds and internal sliding plates.
아울러, 본 발명은 오토클레이브를 이용하여 제작되는 복합소재 대차프레임의 제작단계에서 발생 가능한 치수 오차를 최소화하여 구조 안전성 및 조립성을 향상시킬 수 있는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치를 제공하는데에도 그 목적이 있다.
In addition, the present invention is the dimension of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process to minimize the dimensional error that can occur in the manufacturing step of the composite bogie frame produced by using the autoclave to improve structural safety and assembly It is also an object to provide a precision improving device.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,
복합소재 대차프레임용 기본구조재의 하부가 안착되는 하부몰드와, 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 상측에 구비되는 상부몰드와, 상기 하부몰드 및 상부몰드의 사이에 구비되어 상부몰드와 하부몰드가 가압되면 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 측면이 슬라이드 되면서 가압하는 측면 슬라이딩 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치를 제공한다.The upper mold and the lower mold is provided between the lower mold and the upper mold provided on the upper side of the basic structural material for the composite bogie frame, and the lower mold and the upper mold Provides an apparatus for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the side sliding plate which is pressed when the side of the basic structural material for the composite bogie frame slides when pressed.
이때, 상기 측면 슬라이딩 플레이트는 측면 슬라이딩 플레이트의 상단과 하단 테두리를 따라 제1 및 제2경사부가 각각 형성되고, 상기 상부몰드의 하부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트의 상단에 형성되는 제1경사부를 안내하는 제1안내홈이 형성되고, 상기 하부몰드의 상부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트의 하단에 형성되는 제2경사부를 안내하는 제2안내홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the side sliding plate is the first and second inclined portion is formed along the upper and lower edges of the side sliding plate, respectively, the lower portion of the upper mold guides the first slope formed on the upper end of the side sliding plate A first guide groove is formed, and the second guide groove for guiding the second inclined portion formed at the lower end of the side sliding plate is formed on the lower mold.
특히, 상기 측면 슬라이딩 플레이트의 제1 및 제2경사부는 1 ~ 90°의 경사각을 가지며, 상기 제1 및 제2안내홈은 1 ~ 90°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.In particular, the first and second inclined portions of the side sliding plate has an inclination angle of 1 to 90 °, and the first and second guide grooves are inclined angle of 1 to 90 °.
그리고, 상기 하부 몰드와 상부 몰드는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The lower mold and the upper mold may be made of a metal material.
또한, 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재는 강화섬유로 이루어지는 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재를 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 체결부재의 체결을 통해 결합하여 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the base material for the composite bogie frame is characterized in that it is formed by combining the filling material for the longitudinal support and the transverse support for the horizontal axis support made of reinforcing fibers integrally using an adhesive or through the fastening of the fastening member.
이때, 상기 종축지지대용 채움재는 복합소재 리브 사이에 포상물질을 매워서 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the longitudinal support material is characterized in that the filling material is filled between the composite ribs.
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또한, 상기 복합소재 리브는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 절단하여 제작되는 것을 특징으로 한다.In addition, the composite rib is cured by laminating a prepreg impregnated with a base material of carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or the like, or hardened by injecting a resin into a reinforced fiber preform. After cutting is characterized in that it is produced.
그리고, 상기 횡축지지대용 채움재는 강화섬유에 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하는 것을 특징으로 한다.And, the filling material for the transverse support is characterized in that to produce a prepreg (prepreg) impregnated in the base material on the reinforcing fiber.
아울러, 상기 횡축지지대용 채움재는 금속재로 제작되는 것을 특징으로 한다.In addition, the filling material for the transverse support is characterized in that it is made of a metal material.
또한, 상기 횡축지지대용 채움재는 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the filling member for the transverse support is characterized in that the cross section is a cylindrical shape of a circular or polygonal.
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본 발명에 따르면, 오토클레이브를 이용하여 복합소재 대차프레임을 성형시 발생하는 압력을 이용하여 상하부 몰드와 내부 슬라이딩 플레이트에 수직압력과 횡압력을 동시에 가하여 오토클레이브 성형시에 발생할 수 있는 복합소재 대차프레임의 치수 오차를 최소화하여 구조 안전성 및 조립성을 향상시키는 장점이 있다.According to the present invention, by applying the vertical pressure and the lateral pressure to the upper and lower molds and the inner sliding plate at the same time by using the pressure generated during the molding of the composite bogie frame using the autoclave of the composite bogie frame that can occur during autoclave molding Minimizing the dimensional error has the advantage of improving the structural safety and assembly.
특히, 본 발명은 오토클레이브 성형과정에서 부과하게 되는 내부의 압력을 이용하여 추가 하중부과나 장치의 도움 없이 상하부 몰드와 내부 슬라이딩 플레이트만을 이용하여 복합소재 대차프레임의 치수정밀도를 극대화하는 장점도 있다.
In particular, the present invention has the advantage of maximizing the dimensional accuracy of the composite bogie frame by using only the upper and lower molds and the inner sliding plate without the use of additional load or device using the pressure inside the autoclave molding process.
도 1 및 도 2는 종래 복합소재로 이루어지는 대차프레임의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 복합소재 대차프레임을 제작하기 위한 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재의 결합한 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치의 결합 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 상하부몰드 내부에 구비되는 슬라이딩 플레이트(Sliding plate)를 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치의 일측 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 복합소재 대차프레임의 오토클레이브 성형 예를 도시한 단면도이다.1 and 2 are views illustrating an example of a bogie frame made of a conventional composite material.
Figure 3 is a view showing the filling material for the longitudinal support and the transverse support for producing a composite material frame according to the present invention.
Figure 4 is a view showing the basic structural material for the composite bogie frame combined of the longitudinal support material filling material and the transverse support material filling material of the present invention.
Figure 5 is an exploded perspective view of the dimensional accuracy improving apparatus of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process according to the present invention.
Figure 6 is a combined perspective view of the dimensional accuracy improving device of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process according to the present invention.
7 and 8 are views illustrating a sliding plate provided in the upper and lower molds of the present invention.
9 is a view showing one side cross-sectional structure of the device for improving the dimensional accuracy of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process according to the present invention.
10 and 11 are cross-sectional views showing an example of autoclave molding of the composite bogie frame according to the present invention.
본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
With reference to the accompanying drawings, an apparatus for improving the dimensional accuracy of a composite bogie frame manufactured by an autoclave molding process according to the present invention will be understood by its embodiments described in detail below.
먼저, 도 3은 본 발명에 따른 수지이송법을 이용하여 제작되는 복합소재 대차프레임을 제작하기 이전에 준비된 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)를 나타낸 것이다. First, Figure 3 shows the longitudinal support
이때, 상기 본 발명의 수지이송법을 이용하여 제작되는 복합소재 대차프레임은 두 개의 종축지지대와 이 종축지지대를 연결하는 1개 이상의 횡축지지대로 구성되기 때문에 이러한 종축지지대와 횡축지지대를 구성하는 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)는 수지이송법을 이용한 복합소재 대차프레임의 기본 구조를 형성하게 된다. In this case, the composite bogie frame produced by the resin transfer method of the present invention is composed of two longitudinal support and one or more horizontal support connecting the longitudinal support, the longitudinal support constituting such longitudinal support and the horizontal support
먼저, 상기 종축지지대용 채움재(110)는 복합소재 리브(112)의 사이에 포상물질(114)을 메워서 이루어진다. First, the longitudinal
좀 더 상세하게는 상기 종축지지대용 채움재(110)를 구성하는 복합소재 리브(112)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 원하는 크기와 형상으로 절단하여 제작된다. 그리고, 상기 포상물질(foam)(114)은 복합소재 리브(112) 사이의 공간을 메우는 가볍고 변형이 쉬운 물질(foam)로 구성된다. More specifically, the
이와 같은 종축지지대용 채움재(110)의 구성요소들의 두께, 길이 및 폭 등은 적용되는 철도차량의 하중크기에 따라 변하게 된다. 그리고 종축지지대용 채움재(110)를 제작하기 위해서는 종축지지대용 채움재(110)를 구성하는 복합소재 리브(112) 및 포상물질(114)을 접착제를 이용하여 접착하게 된다.The thickness, length, and width of the components of the longitudinal
한편, 상기 횡축지지대용 채움재(120)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하거나 알루미늄이나 강재 등의 금속재를 이용하여 제작할 수 있다. On the other hand, the
특히, 상기 횡축지지대용 채움재(120)는 종축지지대용 채움재(110)를 연결하기 위해 1개 이상이 이용되며, 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상으로 이루어질 수 있다.In particular, the horizontal support
이때, 상기 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)는 도 4 도시된 바와 같이 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 리벳이나 볼트 및 너트 등과 같은 체결부재의 체결을 통해 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 제작하게 된다.At this time, the
이와 같이 제작된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)에 요구 두께만큼의 프리프레그(prepreg)를 적층하여 대차프레임의 성형전 준비를 완료하게 된다.
The prepreg of the required thickness is laminated to the basic
한편, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치(200)를 설명하기 위한 도면으로 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유를 이용한 대차프레임을 제작하는데 이용한다.On the other hand, Figure 5 and Figure 6 is a view for explaining the dimensional
이때, 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 이용해 복합소재 대차프레임의 제작하는데 사용되는 복합소재 프리프레그(prepreg)는 반경화 상태로 약간의 점성이 존재한다. At this time, the composite prepreg used to manufacture the composite bogie frame using the base material for
그러나, 오토클레이브에서 성형할 경우 프리프레그에 함침된 수지들은 액화되어 유동을 하게 된다. 따라서, 이러한 복합소재의 특성상 최종 제작되는 대차프레임의 비틀림 및 치수공차를 최소화하기 위한 방법이 요구된다. However, when molded in an autoclave, the resins impregnated in the prepreg liquefy and flow. Therefore, there is a need for a method for minimizing the torsional and dimensional tolerances of the final bogie frame produced due to the characteristics of the composite material.
특히, 복합소재 대차프레임은 제작시 강도를 확보하기 위해 오토클레이브를 이용하여 복합소재 대차프레임을 성형하게 되는데 고압의 압력과 고온의 온도를 가하게 된다. In particular, the composite bogie frame is to form a composite bogie frame by using an autoclave to secure the strength when manufacturing the high pressure and high temperature.
이때, 상기 오토클레이브를 이용한 복합소재 대차프레임의 성형과정에서 6기압의 압력과, 120℃ ~ 135℃의 온도를 가함이 바람직하다. At this time, it is preferable to add a pressure of 6 atm and a temperature of 120 ℃ ~ 135 ℃ in the molding process of the composite bogie frame using the autoclave.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치(200)를 이용하면 성형과정에서 가하는 오토클레이브 내부의 압력을 이용하여 추가 하중부과나 장치의 도움 없이 복합소재 대차프레임의 치수정밀도를 극대화할 수 있다. As shown, using the
이와 같은 본 발명에 따른 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치(200)는 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 하부가 안착되는 하부몰드(Lower mold)(210)와, 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 상측에 구비되는 상부몰드(Upper mold)(220)와, 상기 하부몰드(210)와 상부몰드(220)의 사이에 구비되어 상부몰드(220)와 하부몰드(210)가 가압되면 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 측면이 슬라이드 되면서 가압하는 측면 슬라이딩 플레이트(Side slinding plate)(230)로 구성된다.The dimensional
즉, 하부 몰드(210)와 상부 몰드(220) 사이에는 도 7에 도시된 바와 같은 측면 슬라이딩 플레이트(230)가 구비되어 대차프레임 성형시에 상부 몰드(220)의 슬라이딩 압력을 이용해 대차프레임 기본 구조재(100)를 고정시켜 준다. 이때, 상기 하부 몰드(210)와 상부 몰드(220)는 강철, 스테인레스 및 알루미늄 등의 금속재로 이루어진다.That is, the
상기 측면 슬라이딩 플레이트(230)는 다수 개로 분할 구비되어 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 측면에 밀착되어 가압하는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 측면 슬라이딩 플레이트(230)는 다수의 안쪽 슬라이딩 플레이트(Inner side sliding plate)(232)와 하나의 바깥쪽 슬라이딩 플레이트(Outer side sliding plate)(234)로 구성된다. The
이와 같은 하부 몰드(210)와 상부 몰드(220) 및 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 조립상태 단면이 도 9에 도시된다.The assembled cross section of the
한편, 도 10 및 도 11에 의하면 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 상단과 하단 테두리를 따라 제1 및 제2경사부(236,238)가 각각 형성되고, 상기 상부몰드(220)의 하부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 상단에 형성되는 제1경사부(236)를 안내하는 제1안내홈(222)이 형성되고, 상기 하부몰드(210)의 상부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 하단에 형성되는 제2경사부(238)를 안내하는 제2안내홈(212)이 형성된다. Meanwhile, according to FIGS. 10 and 11, first and second
이때, 상기 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 제1 및 제2경사부(236,238)는 1 ~ 90°의 경사각을 갖으며, 상기 제1 및 제2안내홈(222,212)도 제1 및 제2경사부(236,238)와 동일하게 1 ~ 90°의 경사각을 갖는다.
In this case, the first and second
이와 같은 구조에 의하면 스킨부의 적층이 완료된 복합소재 대차프레임 구조재(100)를 측면 슬라이딩 플레이트(230)사이에 넣고 상하부몰드(210,220)를 체결한 후 오토클레이브에서 성형하게 된다.According to such a structure, the composite
이 과정에서 오토클레이브 내부의 압력에 의해 상부몰드(220)와 하부 몰드(210)가 상하부에서 압력이 가해지면 측면 슬라이딩 플레이트(Side sliding plate)(230)는 상부몰드(220)의 하면에 형성된 제1안내홈(222)과 하부 몰드(210)의 상면에 형성된 제2안내홈(212)을 따라 상기 측면 슬라이딩 플레이트(230)의 제1 및 제2경사부(236,238)가 안내되어 측면 슬라이딩 플레이트(230)가 측방향으로 이동하면서 복합소재 대차프레임 구조재(100)의 측면을 가압시켜 주면서 대차프레임을 고정시켜 주게 된다. In this process, when the
이와 같이 오토클레이브 내부의 상부몰드(220)와 하부 몰드(210) 및 측면 슬라이딩 플레이트(230)에 가해지는 수직압력과 횡압력에 의해 상부몰드(210)와 하부 몰드(220)가 서로 맞물려 가며 오토클레이브 성형시에 발생할 수 있는 치수 오차를 최소화하여 구조 안전성 및 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.
As such, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 대차프레임 기본구조재 110: 종축지지대용 채움재
120: 횡축지지대용 채움재 130: 스킨부
200: 치수 정밀도 향상 장치 210: 하부몰드
220: 상부몰드 230: 측면 슬라이딩 플레이트100: bogie frame basic material 110: longitudinal support material
120: filler for the transverse support 130: skin portion
200: dimensional accuracy improving device 210: lower mold
220: upper mold 230: side sliding plate
Claims (12)
The upper mold and the lower mold is provided between the lower mold and the upper mold provided on the upper side of the basic structural material for the composite bogie frame, and the lower mold and the upper mold Dimensional precision improving device of the composite bogie frame produced by the autoclave forming process, characterized in that consisting of a side sliding plate which is pressed while the side of the basic structural material for the composite bogie frame slides when pressed.
상기 측면 슬라이딩 플레이트는 측면 슬라이딩 플레이트의 상단과 하단 테두리를 따라 제1 및 제2경사부가 각각 형성되고, 상기 상부몰드의 하부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트의 상단에 형성되는 제1경사부를 안내하는 제1안내홈이 형성되고, 상기 하부몰드의 상부에는 상기 측면 슬라이딩 플레이트의 하단에 형성되는 제2경사부를 안내하는 제2안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
The method of claim 1,
The side sliding plate has a first guide and a second inclined portion is formed along the upper and lower edges of the side sliding plate, respectively, the first guide for guiding the first inclined portion formed at the upper end of the side sliding plate Grooves are formed, and a dimension of the composite bogie frame manufactured by the autoclave forming process, characterized in that a second guide groove for guiding the second inclined portion formed at the lower end of the side sliding plate is formed on the lower mold. Precision improving device.
상기 측면 슬라이딩 플레이트의 제1 및 제2경사부는 1 ~ 90°의 경사각을 가지며, 상기 제1 및 제2안내홈은 1 ~ 90°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
The method of claim 2,
The first and second inclined portions of the side sliding plate has an inclination angle of 1 ~ 90 °, the first and second guide grooves are manufactured by the autoclave molding process, characterized in that having an inclination angle of 1 ~ 90 ° Device for improving the dimensional accuracy of material bogie frames.
상기 하부 몰드와 상부 몰드는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
The method of claim 1,
The lower mold and the upper mold is a dimensional accuracy improving device of the composite material bogie frame produced by the autoclave molding process, characterized in that made of a metal material.
상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재는 강화섬유로 이루어지는 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재를 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 체결부재의 체결을 통해 결합하여 형성된 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
The method of claim 1,
The basic structural material for the composite bogie frame is produced by the autoclave forming process characterized in that the longitudinal support member and the transverse support member made of reinforcing fibers are integrally combined with an adhesive or formed by fastening a fastening member. Improved dimensional accuracy of composite bogie frames.
상기 종축지지대용 채움재는 복합소재 리브 사이에 포상물질을 매워서 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
6. The method of claim 5,
Filling material for the longitudinal support is a device for improving the dimensional accuracy of the composite material frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the foam filling material between the composite ribs.
상기 복합소재 리브는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 절단하여 제작되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
The method according to claim 6,
The composite rib is cured by laminating prepreg impregnated with a matrix of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber, or by injecting a resin into the reinforcing fiber preform and curing it. Dimensional precision improving device of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the production.
상기 횡축지지대용 채움재는 강화섬유에 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
6. The method of claim 5,
Filling material for the transverse support is a dimensional precision improving device of the composite material frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the prepreg (prepreg) impregnated on the reinforcing fibers are laminated.
상기 횡축지지대용 채움재는 금속재로 제작되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
6. The method of claim 5,
Filling material for the transverse support is a dimensional accuracy improving device of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the metal material is made.
상기 횡축지지대용 채움재는 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상인 것을 특징으로 하는 오토클레이브 성형공정으로 제작되는 복합소재 대차프레임의 치수 정밀도 향상 장치.
6. The method of claim 5,
Filling material for the transverse support is a dimensional accuracy improving device of the composite bogie frame produced by the autoclave molding process, characterized in that the cross-section is a circular or polygonal cylinder shape.
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|---|---|---|---|---|
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| KR20110064096A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 한국철도기술연구원 | An elastic bogie frame and the fabrication method for railway vehicles |
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