KR102466907B1 - 철도 차량용 보기 대차 프레임, 관련된 보기 대차, 및 그러한 보기 대차 프레임을 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철도 차량용 보기 대차 프레임(10)에 관한 것으로, 이 보기 대차 프레임은, 각기 2개의 플랭크 및 적어도 하나의 중앙 코어를 포함하는 적어도 2개의 스트링거, 및
두 스트링거를 서로에 연결하는 적어도 하나의 횡방향 튜브를 포함하고,
스트링거의 중앙 코어는 스트링거의 두 플랭크를 서로에 연결하며,
각 스트링거(30)의 두 플랭크(46, 47) 및 중앙 코어(50) 각각은,실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성되어 있다.
두 스트링거를 서로에 연결하는 적어도 하나의 횡방향 튜브를 포함하고,
스트링거의 중앙 코어는 스트링거의 두 플랭크를 서로에 연결하며,
각 스트링거(30)의 두 플랭크(46, 47) 및 중앙 코어(50) 각각은,실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성되어 있다.
Description
본 발명은 철도 차량용 보기 대차 프레임에 관한 것으로, 이 보기 대차 프레임은,
각기 2개의 플랭크 및 적어도 하나의 중앙 코어를 포함하는 적어도 2개의 스트링거(stringer), 및
상기 두 스트링거를 서로에 연결하는 적어도 하나의 횡방향 튜브를 포함하고,
상기 스트링거의 상기 중앙 코어는 스트링거의 상기 두 플랭크를 서로에 연결한다.
본 발명은 또한 그러한 프레임을 포함하는 보기 대차에 관한 것이다.
본 발명은 또한 적어도 그러한 보기 대차를 포함하는 철도 차량에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 철도 차량용 보기 대차 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다.
예컨대 화물차와 같은 철도 차량 분야에서, 특정의 형태를 갖는, 예컨대 직선형 바아의 형태인 스트링거를 포함하는 보기 대차 프레임을 접힌 판금이 용접되는 박스형 케이싱을 이용하여 제조하는 것은 공지된 기술이다.
그러나, 그러한 보기 대차 프레임의 용접부의 질은 용접부의 침투의 부족으로 인해 최적이지 않은데, 이 결과 프레임이 덜 튼튼하게 된다.
더욱이, 스트링거를 형성하는 박스형 케이싱은 시일링과 관련된 문제를 갖고 있다.
마지막으로, 보기 대차 프레임의 질량은 박스형 케이싱 때문에 상당히 큰데, 그래서 취급과 제조가 더욱 어렵게 된다.
그래서 본 발명의 일 목적은, 가볍고, 단단히 시일링되며 또한 쉽게 제어가능하고 제조가 간단한 철도 차량용 보기 대차 프레임을 제공하여 상기 단점들을 해결하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 각 스트링거의 두 플랭크 및 중앙 코어 각각, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성되어 있는 철도 차량용 보기 대차 프레임에 관한 것이다.
접히지 않은 절단된 판금을 사용함으로써, 보기 대차 프레임을 형성하기 위해 박스형 케이싱과 같은 지지부를 사용하지 않아도 된다. 실질적으로 평평한 판금은 사실 보기 대차 프레임을 형성하기 위해 서로에 직접 용접된다. 따라서, 박스형 케이싱이 더 이상 존재하지 않으므로, 보기 대차 프레임의 시일링 관련 문제를 극복할 수 있다. 또한, 스트링거를 형성하기 위해 실질적으로 평평한 모든 판금을 조립하고 직접 용접함으로써 용접의 질을 개선할 수 있다. 추가로, 보기 대차 프레임은 특히 박스형 케이싱이 없으므로 훨씬 더 가볍고 또한 접힌 판금이 없으므로 더 큰 강도 및 내성을 가질 수 있다. 마지막으로, 제조가 더 간단하게 되고 또한 보기 대차 프레임은 더욱 쉽게 제어가능하다.
상기 보기 대차 프레임은 다음과 같은 특징 중의 하나 이상을 포함한다:
- 각 스트링거의 각 플랭크는 길이 방향 축선을 따라 연장되어 있는 중앙 부분 및 길이 방향 축선을 따라 연장되어 있는 2개의 외측 부분을 포함하고, 두 외측 부분은 상기 중앙 부분의 양 측에서 길이 방향 축선을 따라 분산되어 있고 또한 각각의 외측 부분은 플랭크의 중앙 부분과 각도를 형성한다;
- 각 스트링거의 상기 중앙 코어는 스트링거의 플랭크의 중앙 부분을 서로에 연결하며, 상기 스트링거는, 2개의 개별적인 플랭크에 속하는 스트링거의 플랭크의 외측 부분을 둘씩 연결하는 적어도 2개의 단부 코어를 포함하고, 각 단부 코어는, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성되어 있다;
- 상기 스트링거의 플랭크의 중앙 부분의 단부에 위치되어 있는 각 스트링거의 플랭크의 외측 부분은, 각 스트링거의 중앙 부분의 길이 방향 축선을 따라 중심을 통과하는 수직면에 대해, 스트링거의 플랭크의 중앙 부분의 다른 단부에 위치되어 있는 스트링거의 플랭크의 외측 부분에 대칭이며, 플랭크의 단부 코어는 플랭크의 외측 부분의 형상을 따르며 상기 수직면에 대해 서로에 대칭이다;
- 스트링거의 상기 중앙 코어와 단부 코어는 상기 횡방향 튜브 및 스트링거의 플랭크에 용접된다;
- 서로다른 개별적인 스트링거의 상기 외측 부분을 연결하는 2개의 횡방향 단부 튜브 및 서로 다른 개별적인 스트링거의 상기 중앙 부분을 연결하는 2개의 중앙 횡방향 튜브를 포함한다;
- 적어도 하나의 스트링거는 스트링거의 플랭크를 서로에 연결하는 적어도 하나의 리브를 포함한다;
- 적어도 하나의 리브는 롤링 방지 바아(anti-roll bar)를 위한 지지부로서 기능한다;
본 발명은 또한 그러한 프레임을 포함하는 보기 대차에 관한 것이다.
본 발명은 또한 철도 차량용 보기 대차 프레임을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 방법은,
스트링거를 형성하기 위해 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금을 공급하는 단계;
적어도 하나의 횡방향 튜브를 공급하는 단계;
적어도 2개의 스트링거를 형성하기 위해 상기 판금을 조립하는 단계 - 각각의 스트링거는 2개의 플랭크 및 적어도 하나의 중앙 코어를 포함하고, 스트링거의 중앙 코어는 스트링거의 두 플랭크를 서로에 연결함 -; 및
보기 대차 프레임을 형성하기 위해 상기 횡방향 튜브를 사용하여 상기 스트링거를 조립하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 순수하게 일 예로 주어진 이하의 설명을 통해 또한 첨부 도면을 참조하여 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명에 다른 보기 대차 프레임을 포함하는 보기 대차를 개략적으로 나타낸다.
도 2 는 도 1 에 나타나 있는 보기 대차 프레임을 위에서 본 개략도이다.
도 3 은 도 2 에 나타나 있는 보기 대차 프레임을 밑에서 본 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 나타나 있는 보기 대차 프레임을 위에서 본 개략도이다.
도 3 은 도 2 에 나타나 있는 보기 대차 프레임을 밑에서 본 개략도이다.
이하의 설명에서, "길이 방향"이라는 용어는, 보기 대차가 속하는 차량이 주행하는 방향, 즉 차량이 주행하는 레일이 연장되어 있는 방향에 대해 정의된다. "횡방향" 이라는 용어는, 수평면 내에서 상기 길이 방향에 실질적으로 수직인 방향, 즉, 레일들이 서로 이격되어 있는 방향에 대해 정의된다. "전방" 및 "후방" 이라는 용어는, 보기 대차가 속하는 철도 차량의 주행 방향에 대해 정의된다. 길이 방향 및 횡방향에 수직인 방향은 "수직 방향"이라고 한다.
철도 차량용 보기 대차(bogie)(1)가 도 1 에 나타나 있다.
보기 대차(1)는 각기 실질적으로 횡방향을 따라 연장되어 있는 2개의 차축(4), 및 각각의 차축(4)에서 대응하는 차축(4)의 횡방향 말단 또는 최외측 부분에 체결되어 있는 2개의 휠(8)을 포함한다. 또한, 보기 대차(1)는, 실질적으로 길이 방향을 따라 연장되어 있고 각각의 길이 방향 말단부에서 한 차축(4)을 지지하는 프레임(10), 및 각각의 차축(4)을 프레임(10)에 체결하는 현가 수단을 포함한다.
모터 보기 대차의 경우, 모터(12)는 철도 차량의 몸체 아래에서 보기 대차(1)의 중심부에 장착되어 고정된다. 이 경우, 모터(12)는 프레임(10)에 고정되지 않는다. 모터(12)는 카르단(cardan) 축에 의해 적어도 하나의 차축(4)에 체결되는 브리지에 연결된다.
프레임(10)은 차축(4)을 그의 횡방향 축선 주위로 프레임(10)에 대해 회전 구동시킬 수 있는 다양한 부재, 및 철도 차량의 다른 기능 요소들을 추가로 포함한다.
그러한 보기 대차(1)는 프레임(10) 외에는 상당히 통상적인 것이고 그래서 여기서는 더 자세히 설명하지 않을 것이다.
도 2 및 3 에 나타나 있는 실시 형태에 따르면, 보기 대차(1)의 프레임(10)은 2개의 스트링거(stringer)(30) 및 이들 두 스트링거(30)를 서로에 연결하는 4개의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 포함한다.
일 변형예에서, 프레임(10)은 2개 보다 많은 스트링거(30) 및/또는 4개 보다 많거나 적은 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 갖는다.
각각의 스트링거(30)는 2개의 플랭크(46, 47), 적어도 하나의 중앙 코어(50), 및 2개의 단부 코어(54, 55)를 갖는다.
일 실시 형태에 따르면, 각각의 스트링거(30)는 3개의 리브(58, 59)(도 3 에서 볼 수 있음) 및 충격 흡수기를 위한 복수의 지지 마운트(60)를 포함한다.
추가로, 상기 스트링거(30) 중의 적어도 하나에는 측방 엔드 스탑(62)이 구비되어 있다.
각 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)는 6 mm 내지 24 mm 의 두께를 갖는 판금으로 만들어진다. 판금이라는 용어는 압연 가공으로 얻어지는 얇은 금속판, 예컨대 강판을 말하는 것이다.
각 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)를 형성하는 판금은 접히지 않고 실질적으로 평평하며, 각 플랭크(46, 47)의 판금은 훨씬 더 큰 크기의 시트로부터 절단된 것이다.
각각의 플랭크(46, 47)의 길이 방향 길이는 2 m 내지 4 m 이다.
각 스트링거(30)의 제 1 플랭크(46)는 프레임(10)의 외부 쪽에 배치되는 스트링거의 플랭크이다. 반대로, 각 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)는 프레임(10)의 내부 쪽에 배치되는, 다시 말해 다른 스트링거(30)를 향하도록 배치되는 스트링거의 플랭크이다.
"프레임(10)의 내부"는, 각 스트링거(30)의 플랭크(47) 및 길이 방향을 따라 프레임(10)의 단부에 위치되어 있는 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)에 의해 규정되는 공간을 말하는 것이다.
반대로, "프레임(10)의 외부" 라는 말은, 수학적인 의미의 용어로 프레임(10)의 내부에 있는 상보적인 공간을 규정하기 위해 사용되는 것이다.
각 스트링거(30)의 경우, 각각의 플랭크(46, 47)는 길이 방향 축선(X - X')을 따르는 길이 방향을 따라 연장되어 있는 중앙 부분(66) 및 길이 방향 축선(X - X')을 따라 연장되어 있는 2개의 외측 부분(70, 71)을 포함한다.
각 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71)은 이 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 양 측에서 길이 방향 축선(X - X')을 따라 분산되어 있다. 다시 말해, 각 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)은 그 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71) 각각에 연결되어 있다. 특히, 각 플랭크(46, 47)의 제 1 외측 부분(70)(프레임(10)의 전방부에 위치됨)은 대응하는 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 전방부의 연장이다. 유사하게, 각 플랭크(46, 47)의 제 2 외측 부분(71)(프레임(10)의 후방부에 위치됨)은 대응하는 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 후방부의 연장이다.
각 플랭크(46, 47)의 각 외측 부분(70, 71)은 그 플랭크(46)의 중앙 부분과 각도를 형성한다. 특히, 이 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)과 각 외측 부분(70, 71) 사이에 형성되는 각도는 절대값이 같다. 형성되는 각도의 절대값은 10°내지 45°이다.
각 플랭크(46, 47)의 제 1 외측 부분(70)은, 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 길이 방향 축선(X - X')을 따라 중심을 통과하는 수직면에 대해 플랭크(46, 47)의 제 2 외측 부분(71)에 대칭이다.
각 플랭크(46, 47)의 각 외측 부분(70, 71)은 동일한 곡률을 갖는데, 이것의 각도의 절대값은 10°내지 45°이다.
각 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)는 4개의 구멍(74)을 갖는데, 제 2 플랭크(47)에 실질적으로 수직인 축선을 갖는 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)가 상기 구멍을 통과할 수 있다. 이들 구멍 중 2개는 각각의 제 2 플랭크(47)의 중앙 부분(66)의 전방부와 후방부에 위치되고, 다른 하나는 각각의 제 2 플랭크(47)의 제 1 단부(70)의 전방 끝에 위치되고, 마지막 하나는 각각의 제 2 플랭크(47)의 제 2 단부(70)의 후방 끝에 위치된다. 구멍(74)의 직경은 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)의 직경에 맞게 되어 있다. 구멍(74)의 직경은 예컨대 80 mm 내지 200 mm 이다.
바람직하게는, 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)에 있는 구멍(74)의 수는 프레임(10)의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)의 수와 같다.
각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)는, 접혀져 있지 않고 실질적으로 평평하며 12 mm 내지 24 mm의 두께를 갖는 판금으로 만들어진다. 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)를 형성하는 판금은 더 큰 크기의 판금으로부터 절단된 것이다.
중앙 코어(50)는, 길이 방향 치수가 500 mm 내지 1500 mm 이고 횡방향 치수가 120 mm 내지 240 mm 인 직사각형 형태를 갖는다.
각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)에는, 예컨대 38 mm 내지 42 mm의 직경을 가지며 중앙 코어(50)에 실질적으로 수직인 축선을 따라 연장되어 있는 구멍이 뚫려 있는데, 스트링거(30)의 상부에 있는 물이 그 구멍을 통해 배출될 수 있다. 도 2 에서 보는 바와 같이, 각각의 중앙 코어(50)에는 2개의 구멍이 뚫려 있다. 이들 구멍 각각은 중앙 코어(50)의 길이 방향(X - X')을 따르는 단부들 중의 하나에 위치된다.
각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 한 중앙 부분을 다른 두 중앙 부분(66)에 연결할 수 있다. 특히, 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)의 길이 방향 부분은 각 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)에 용접된다.
각 스트링거(30)의 단부 코어(54, 55)는 스트링거(30)의 중앙 코어(50)를 형성하는 판금과 실질적으로 동일한 판금으로 만들어진다. 그러므로 단부 코어(54, 55)는, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성된다.
각각의 단부 코어(54, 55)에는, 13 mm 내지 26 mm의 직경을 가지며 단부 코어(54, 55)에 실질적으로 수직인 축선을 따라 연장되어 있는 적어도 하나의 구멍이 뚫려 있다. 이러한 구멍은 특히 볼트 또는 스크류가 통과하여 체결될 수 있게 되어 있다. 도 2 에서 보는 바와 같이, 각각의 단부 코어(54, 55)는, 동일한 직경을 갖고 뚫려 있고 각 단부 코어(54, 55)의 전후방 단부에 위치되어 있는 2개의 구멍을 갖는다. 주 현가 장치 바닥 엔드 스탑으로서 역할하는 보스(80)가 길이 방향을 따르는 두 구멍 사이에서 각 단부 코어(54, 55)의 바닥부에 용접되어 있다.
각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(54)는 스트링거(30)의 전방부에 위치된다.
각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(54)는 플랭크(46, 47)의 제 1 외측 부분(70)을 서로에 연결한다. 각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(54)는 특히 각 플랭크(46, 47)의 제 1 외측 부분(70)에 용접된다. 각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(54)는 특히 제 1 외측 부분(70)의 표면에 용접되며, 이들 표면은 서로 대면하도록 위치되어 있다.
각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)는 스트링거(30)의 후방부에 위치된다.
각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 제 2 외측 부분(71)을 서로에 연결한다. 각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)는 특히 각 플랭크(46, 47)의 제 2 외측 부분(71)에 용접된다. 각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)는 특히 제 2 외측 부분(71)의 표면에 용접되며, 이들 표면은 서로 대면하도록 위치되어 있다.
각 스트링거(30)의 단부 코어(54, 55)는 이들 단부 코어(54, 55)에 의해 연결되는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 외측 부분의 형태를 포함한다.
특히, 제 1 단부 코어(54)는, 각 스트링거(30)의 중앙 부분의 길이 방향 축선(X - X')을 따라 중심을 통과하는 수직면에 대해 제 2 단부 코어(55)에 대칭이다.
각각의 리브(58, 59)가 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)의 하측 표면에 대해 외측으로 돌출되어 있다. "중앙 코어(50)의 하측 표면" 이라는 용어는, 보기 대차 프레임이 설치되는 차량의 레일 쪽으로 배향되는 중앙 코어(50)의 표면을 말하는 것으로 이해하면 된다.
각각의 리브(58, 59)는, 실질적으로 평평하고 중앙 코어(50)의 면 및 플랭크(46, 47)의 면에 실질적으로 수직인 면 내에서 연장되어 있는 형태를 갖는다. 각 리브(58, 59)의 치수는 예컨대 수직 방향으로 150 mm 이고, 횡방향으로는 중앙 코어(50)의 치수와 실질적으로 동일하다.
각각의 리브(58, 59)는 길이 방향 두께가 10 mm 내지 24 mm 인 판금으로 만들어진다.
각각의 리브(58, 59)는 용접으로 각 스트링거(30)의 두 플랭크(46, 47)를 연결한다. 보다 구체적으로, 각각의 리브(58, 59)는 각 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)을 서로에 연결한다.
도 3 에서 보는 바와 같이, 각 스트링거(30)는 3개의 리브(58, 59)를 갖는다.
일 변형예에서, 각 스트링거(30)는 3개 보다 적은 리브(58, 59) 또는 3개 보다 많은 리브(58, 59)를 갖는다.
도 3 을 참조하면, 각 스트링거(30)는 롤링 방지 바아(anti-roll bar)를 위한 지지부로서 역할하는 2개의 단순한 리브(58) 및 하나의 복잡한 리브(59)를 포함한다.
"롤 방지 바아" 라는 용어는 코너링 또는 터닝의 영향 및 차량이 주행하는 길의 불규칙의 영향을 줄이면서 차량을 안정화시키기 위해 사용되는 차량 현가 장치의 일 부분을 말하는 것으로 이해하면 된다.
충격 흡수기를 위한 지지 마운트(60)는 수직 충격 흡수기를 프레임(10)에 연결하기 위한 지지부로서 역할한다. 일 변형예에서, 각 스트링거(30)는 또한 횡방향 충격 흡수기를 프레임(10)에 연결할 수 있는 횡방향 충격 흡수기용 지지 마운트를 포함한다.
도 2 및 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 두 스트링거(30) 중의 하나는 충격 흡수기를 위한 지지 마운트(60)를 포함하고, 다른 스트링거(30)는 충격 흡수기를 위한 2개의 지지 마운트(60)를 포함한다. 일 변형예에서, 각각의 스트링거는 2개 보다 많은 충격 흡수기용 지지 마운트(60)를 포함한다.
충격 흡수기를 위한 지지 마운트(60) 각각은 서로 대향하도록 위치되어 있지 않은 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)에 용접으로 부착된다.
측방 엔드 스탑(62)은 예컨대 망간 강으로 만들어진다. 측방 엔드 스탑(62)의 치수는 예컨대 길이 방향으로 160 mm 이고 수직 방향으로는 180 mm 이다. 측방 엔드 스탑(62)의 횡방향 두께는 예컨대 4 mm 내지 10 mm 이다.
측방 엔드 스탑(62)의 기능은, 철도 차량의 몸체와 프레임(10) 사이의 횡방향 움직임을 제한하는 것이다. 사실, 측방 엔드 스탑(62)을 형성하는 재료인 망간 강은 측방 엔드 스탑(12)의 면에서 전단 마찰을 제한할 수 있게 해준다.
측방 엔드 스탑(62)은 한 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)에 용접으로 고정된다. 특히, 이 측방 엔드 스탑(62)은 제 1 플랭크(46)의 한 표면과 대향하도록 위치되어 있지 않은 제 2 플랭크(47)의 표면에 고정된다.
횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 두 스트링거(30)를 서로에 연결하기 위해 사용된다.
횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 횡방향으로 예컨대 1260 mm의 길이를 갖는다.
일 변형예에서, 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)의 횡방향 길이는 차량이 주행하는 레일의 간격에 따라 적합하게 될 수 있다. 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)의 직경은 프레임(10)이 운반할 수 있는 부하에 따라 80 mm 내지 200 mm 이다.
횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 금속 재료, 예컨대 강이나 합금으로 만들어진다.
횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 각 스트링거(47)의 제 2 플랭크(30)의 구멍(74)에 들어가도록 되어 있다.
횡방향 튜브(34, 35)는 프레임(10)의 중앙부에 위치되는 중앙 튜브인데, 이하 "중앙 튜브" 라고 한다. 중앙 튜브(34, 35)는 두 개별적인 스트링거(30)의 중앙 부분(66)을 연결한다. 중앙 튜브(34, 35)는 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50) 및 단부 코어(54, 55)에 용접으로 연결된다. 특히, 중앙 튜브(34)는 용접으로 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)의 전방부 및 각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(50)의 후방부에 연결되며, 중앙 튜브(35)는 용접으로 각 스트링거(30)의 중앙 코어(50)의 후방부 및 각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)의 전방부에 연결된다.
중앙 튜브(34, 35)는 또한 각 스트링거(30)의 제 1 플랭크(46)의 중앙 부분(50)에 용접된다. 특히, 중앙 튜브(34, 35)는 각 제 1 플랭크(46)의 중앙 부분(50)의 내측 표면에 용접된다. "중앙 부분(50)의 내측 표면" 이라는 용어는, 프레임(10)의 내부 쪽으로 배향되는 플랭크(46)의 중앙 부분(50)의 표면을 말하는 것이다.
횡방향 튜브(36, 37)는 프레임(10)의 단부에 위치되는 단부 튜브인데, 이하 "단부 튜브" 라고 한다. 단부 튜브(36, 37)는 두 개별적인 스트링거(30)의 외측 부분(70, 71)을 연결한다. 단부 튜브(36, 37)는 각 스트링거(30)의 단부 코어(54, 55)에 용접으로 연결된다. 특히, 단부 튜브(36)는 용접으로 각 스트링거(30)의 제 1 단부 코어(54)의 전방부에 연결되며, 다른 단부 튜브(37)는 용접으로 각 스트링거(30)의 제 2 단부 코어(55)의 후방부에 연결된다.
단부 튜브(36, 37)는 또한 각 스트링거(30)의 제 1 플랭크(46)의 외측 부분(70, 71)에 용접된다. 특히, 단부 튜브(36, 37)는 각 제 1 플랭크(46)의 외측 부분(70, 71)의 내측 표면에 용접된다. "외측 부분(70, 71)의 내측 표면" 이라는 용어는, 프레임(10)의 내부 쪽으로 배향되는 플랭크(46)의 외측 부분(70, 71)의 표면을 말하는 것이다.
횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 연결 로드를 위한 복수의 지지 마운트(78) 및 브레이크를 위한 복수의 지지 마운트(82)를 포함한다.
도 1 및 2 에서 보는 바와 같이, 연결 로드를 위한 지지 마운트(78)는 4개이다. 그러나, 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 연결 로드를 위한 지지 마운트(78)를 그 보다 많거나 적게 포함하는 것도 가능하다.
도 2 에는 연결 로드를 위한 지지 마운트(78)가 4개 나타나 있는데, 이중 2개의 지지 마운트는 구동 연결 로드를 위한 것이고, 2개의 지지 마운트는 데크 반응 로드를 위한 것이다.
"구동 연결 로드" 라는 용어는, 보기 대차 프레임을 차량의 몸체에 연결하고 모터 보기 대차의 경우에 몸체를 구동시키고 캐링 보기 대차의 경우에는 보기 대차를 구동시키는 데에 사용되는 로드를 말하는 것이다. "데크 반응 연결 로드" 라는 용어는, 데크를 보기 대차 프레임에 연결하는 로드를 말하는 것으로, 이는 힘을 흡수하고 데크의 회전을 방지할 수 있다.
예컨대, 도 1 및 2 에서 보는 바와 같이, 연결 로드를 위한 지지 마운트(78)는 용접으로 중앙 튜브(34, 35) 중의 하나에 고정된다.
도 3 에서 보는 바와 같이, 브레이크를 위한 지지 마운트(82)는 3개가 있다. 그러나, 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 브레이크를 위한 지지 마운트(82)를 그 보다 많거나 적게 포함하는 것도 가능하다.
브레이크를 위한 지지 마운트(82)는 제동 액츄에이터에 연결될 수 있다.
브레이크를 위한 지지 마운트(82)는 보기 대차(1)의 프레임(10)이 설치되는 차량의 레일 쪽으로 외측으로 돌출하도록 단부 튜브(36, 37)에 배치되어 있다.
본 발명에 따른 보기 대차(1)의 프레임을 제조하는 제조 방법을 이제 설명한다.
제조 방법은 처음에, 스트링거(30)의 플랭크(47, 47), 중앙 코어(50) 및 단부 코어(70, 71)를 형성하기 위해 실질적으로 평평하고 접혀지 않은 절단된 판금을 제공하는 공급 단계를 포함한다. 판금은 예컨대 큰 크기의 금속 측면 패널로부터 일 부분을 절단하여 얻어진다.
상기 제조 방법은 다음에, 적어도 하나의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 공급하는 단계를 포함한다. 도 2 및 3 에 나타나 있는 프레임(10)을 제작하기 위해, 이 공급 단계 중에 4개의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)가 공급된다. 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 예컨대 압출로 얻어진다
또한, 상기 제조 방법은 리브(58, 59), 충격 흡수기를 위한 지지 마운트(60), 측방 엔드 스탑(62), 연결 로드를 위한 지지 마운트(78) 및 브레이크를 위한 지지 마운트(82)를 공급하는 공급 단계를 포함한다.
제조 방법은 다음에, 각기 2개의 플랭크(46, 47), 두 플랭크(46, 47)를 서로에 연결하는 하나의 중앙 코어(50) 및 2개의 단부 코어(54, 55)를 포함하는 적어도 2개의 스트링거(30)를 형성하기 위해 판금을 조립하여 용접하는 조립 단계를 포함한다.
제조 방법은 다음에, 리브(58, 59)를 각 스트링거(30)에 용접으로 부착하는 단계를 포함한다.
상기 제조 방법은 다음에, 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 이용하여 스트링거(30)를 조립하는 조립 단계를 포함한다. 이 단계 중에, 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 스트링거(30)의 제 1 플랭크(46)에 접촉할 때까지 각 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)의 구멍(74) 안으로 삽입된다.
그런 다음에 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)는 각 스트링거(30)의 단부 코어(70l 71), 중앙 코어(50) 및 제 1 플랭크(46)에 용접된다.
상기 제조 방법은 다음에, 충격 흡수기를 위한 지지 마운트(60)를 스트링거(30)의 제 1 플랭크(46)에 용접하여 부착하고 또한 측방 엔드 스탑(62)를 한 스트링거(30)의 제 2 플랭크(47)에 용접하여 부착하는 단계를 포함한다.
부착 단계는 연결 로드를 위한 지지 마운트(78) 및 브레이크를 위한 지지 마운트(82)를 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)에 용접하여 부착하는 것을 추가로 포함한다.
따라서, 절단되고 접히지 않는 실질적으로 평평한 판금을 사용하여 스트링거(30)를 제조함으로써, 처음으로 박스형 케이싱과 같은 지지 부재가 필요 없다.
박스형 케이싱이 없으므로, 프레임의 질량을 상당히 줄일 수 있다. 그래서, 더 낮은 프레임 질량 면에서의 이득은 박스형 케이싱을 포함하는 프레임과 비교하여 대략 30%로 추정된다.
또한, 보기 대차 프레임은 박스형 케이싱이 없으므로 종래 기술의 프레임 보다 효과적으로 더 단단히 시일링된다.
용접부의 질이 개선되고 프레임의 산화의 위험이 감소된다. 또한, 조립될 복잡한 부품이 없으므로 로봇과 같은 장치를 이용해 프레임을 용접할 수 있으며, 그래서 프레임의 제작이 용이하게 된다. 추가로, 프레임에 대한 기계 가공 시간이 박스형 케이싱을 갖는 프레임과 비교하여 약 50% 줄어들게 된다.
이렇게 해서 프레임의 제조는 더 간단하게 되고, 더 쉽게 제어가능하고 그래서 덜 비싸다.
본 발명에 따른 프레임은 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37) 및/또는 스트링거(30)가 치수에 있어서 쉽게 조절가능한 정도로 적합하게 될 수 있다.
유리하게는, 각 플랭크(46, 47)는 단일품으로 일체적으로 제작되는데, 즉 각각의 플랭크는 하나의 단일 판금으로 단일품으로 형성된다.
바람직하게는, 중앙 코어(50)는 길이 방향으로 실질적으로 수평으로 연장되어 있는데, 즉 중앙 코어(50)에 대한 법선이 횡방향 면에 포함된다.
Claims (10)
- 철도 차량용 보기 대차 프레임(10)으로서,
각기 2개의 플랭크(46, 47) 및 적어도 하나의 중앙 코어(50)를 포함하는 적어도 2개의 스트링거(stringer)(30), 및
상기 두 스트링거(30)를 서로에 연결하는 적어도 하나의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 포함하고,
상기 스트링거(30)의 상기 중앙 코어(50)는 스트링거(30)의 상기 두 플랭크(46, 47)를 서로에 연결하며,
각각의 스트링거(30)의 상기 두 플랭크(46, 47) 및 중앙 코어(50) 각각은, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 하나의 절단된 판금으로 형성된, 철도 차량용 보기 대차 프레임. - 제 1 항에 있어서,
각 스트링거(30)의 각 플랭크(46, 47)는 길이 방향 축선(X - X')을 따라 연장되어 있는 중앙 부분(66) 및 길이 방향 축선(X - X')을 따라 연장되어 있는 2개의 외측 부분(70, 71)을 포함하고, 두 외측 부분(70, 71)은 상기 중앙 부분(66)의 양 측에서 길이 방향 축선(X - X')을 따라 분산되어 있고 또한 각각의 외측 부분은 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)과 각도를 형성하는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 2 항에 있어서,
각 스트링거(30)의 상기 중앙 코어(50)는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)을 서로에 연결하며, 상기 스트링거(30)는, 2개의 개별적인 플랭크(46, 47)에 속하는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71)을 둘씩 연결하는 적어도 2개의 단부 코어(54, 55)를 포함하고, 각 단부 코어(54, 55)는, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금으로 형성되어 있는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 3 항에 있어서,
상기 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 단부 중의 하나에 위치되어 있는 각 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71)은, 각 스트링거(30)의 중앙 부분(66)의 길이 방향 축선(X - X')을 따라 중심을 통과하는 수직면에 대해, 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 중앙 부분(66)의 다른 단부에 위치되어 있는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71)에 대칭이며, 스트링거(30)의 단부 코어(54, 55)는 상기 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)의 외측 부분(70, 71)의 형상을 따르며 상기 수직면에 대해 서로에 대칭인 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
스트링거(30)의 상기 중앙 코어(50)와 단부 코어(54, 55)는 상기 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37) 및 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)에 용접되는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 다른 개별적인 스트링거(30)의 상기 외측 부분(70, 71)을 연결하는 2개의 횡방향 단부 튜브(36, 37) 및 서로 다른 개별적인 스트링거(30)의 상기 중앙 부분(66)을 연결하는 2개의 중앙 횡방향 튜브(34, 35)를 포함하는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 스트링거(30)는 스트링거(30)의 플랭크(46, 47)를 서로에 연결하는 적어도 하나의 리브(58, 59)를 포함하는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 7 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리브(58, 59)는 롤링 방지 바아(anti-roll bar)를 위한 지지부로서 기능하는 철도 차량용 보기 대차 프레임(10). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 프레임(10)을 포함하는 보기 대차(1).
- 철도 차량용 보기 대차 프레임(10)을 제조하는 방법으로서,
스트링거(30)를 형성하기 위해 실질적으로 평평하고 접히지 않은 절단된 판금을 공급하는 단계;
적어도 하나의 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 공급하는 단계;
적어도 2개의 스트링거(30)를 형성하기 위해 상기 판금을 조립하는 단계 - 각각의 스트링거는 2개의 플랭크(46, 47) 및 적어도 하나의 중앙 코어(50)를 포함하고, 각각의 스트링거(30)의 상기 두 플랭크(46, 47) 및 중앙 코어(50) 각각은, 실질적으로 평평하고 접히지 않은 하나의 절단된 판금으로 형성되고, 스트링거(30)의 중앙 코어(50)는 스트링거(30)의 두 플랭크(46, 47)를 서로에 연결함 -; 및
보기 대차 프레임(10)을 형성하기 위해 상기 횡방향 튜브(34, 35, 36, 37)를 사용하여 상기 스트링거(30)를 조립하는 단계를 포함하는, 철도 차량용 보기 대차 프레임을 제조하는 방법.
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