KR20070087189A - 궤도차량용 충격흡수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지지 구조체(32)의 기계가공을 통해 에너지를 흡수하는 기구(50)를 포함하는 궤도차량용 충격흡수 장치에 관한 것이다. 충격흡수 기구(50)는, 지지 구조체(32)에 연결되는 기계가공 가능한 로드(52), 및 초기 위치로부터 최종 위치로 변위됨에 따라 로드(52)를 기계가공하도록 기계가공 가능한 로드(52)를 따라 슬라이드되도록 장착되는 슬라이드(56)를 포함한다. 구조체(32)는 로드(52)의 방향을 따라 에너지를 흡수하기 위해 압축 가능한 부재로 이루어지고, 로드(52)는, 지지 구조체(32)가 압축되었을 때 로드(52) 및 지지 구조체(32)의 전방 단부(36)의 동반 변위를 위해, 그 전방 단부(54)로부터 지지 구조체(32)의 전방 단부(36)로 연결되어 있다.
충격흡수, 궤도차량, 열차, 충돌, 에너지, 압축, 로드, 기계가공

Description

궤도차량용 충격흡수 장치 {SHOCK ABSORBER DEVICE FOR RAILWAY VEHICLE}
본 발명은, 기계가공에 의해 에너지를 흡수하는 기구 및 궤도차량의 차체의 단부에 상기 에너지 흡수 기구를 지지하기 위한 지지 구조체를 포함하는 유형의, 궤도차량용 충격흡수 장치에 관한 것으로, 상기 지지 구조체는 일 단부에 궤도차량의 차체의 단부에 고정되기 위한 수단을 포함하고, 상기 에너지 흡수 기구는,
- 상기 지지 구조체에 연결되며 그 전방 단부가 상기 궤도차량의 차체로부터 가장 멀리 위치하게 되는 하나 이상의 기계가공 가능한 로드(rod); 및
- 상기 기계가공 가능한 로드를 따라 초기 위치와 최종 위치 사이에서 슬라이드되도록 장착되며, 다른 궤도차량과 결합되기 위한 결합 수단 및 상기 초기 위치로부터 상기 최종 위치로 변위되는 동안에 상기 로드를 기계가공하기 위한 하나 이상의 커터를 포함하는 하나 이상의 슬라이드 밸브
를 포함한다.
궤도차량, 특히 고속열차는 간혹 궤도상에 놓인 장애물과 접촉하게 된다. 이러한 장애물과의 정면 충돌의 피해를 줄이기 위해, 열차의 단부에 위치되는 궤도차량에는 전면에 충격흡수 장치가 장착된다.
이러한 장치는 궤도차량의 운동에너지의 일부를 분산시킬 수 있다. 특히, 커플링의 반동 시에, 운동에너지의 일부는, 길이방향으로 배치되어 궤도차량의 구조에 의해 지지되는 기계가공 가능한 로드의 길이를 따라 변위 가능하도록 장착된 슬라이드 가능한 슬라이드 밸브로 전달된다는 것이 공지되어 있다. 슬라이드 밸브에는 커팅 툴, 즉 기계가공 커터가 구비되어 상기 로드를 그 길이를 따라 절단하여 단편들로 만들 수 있다.
따라서 에너지의 일부는 로드의 기계가공에서 소비된다.
이러한 해법은 FR-2.789.038에 기재되어 있다.
상기 특허에서, 기계가공 가능한 로드는 궤도차량의 기관실의 섀시 아래에 장착된다. 이들 로드는 길이 전체에 걸쳐 분포된 스크루에 의해 고정된다. 이들 로드는 후방 단부가 섀시의 후방부와 접촉된다.
이러한 구성에서, 충돌 에너지는 로드의 기계가공에 의해서만 분산되며, 따라서 에너지의 제한된 흡수만이 가능하다.
본 발명의 목적은, 에너지의 보다 많은 분산을 가능하게 하는 충격흡수 장치를 제안하는 것이다.
본 발명은, 서두에 언급한 유형의 궤도차량용 충격흡수 장치에 관한 것으로, 상기 지지 구조체가 상기 로드의 방향으로 에너지를 흡수하도록 압축 가능한 부재로 구성되고, 상기 로드는, 상기 지지 구조체에 연결되어 있는데 상기 지지 구조체의 압축 시에 상기 로드 및 상기 지지 구조체의 전방 단부의 동반 변위를 위해 상기 지지 구조체의 연결 단부 반대쪽의 전방 단부에 상기 로드의 전방 단부가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 하나 이상의 다음과 같은 특징을 갖는다.
- 상기 지지 구조체의 전방 단부(36)에 돌출되도록 배치되는 모듈형 업소버(modular absorber)를 포함한다.
- 상기 모듈형 업소버의 축방향 압축에 대한 저항력은 상기 지지 구조체의 축방향 압축에 대한 저항력보다 작다.
- 상기 지지 구조체는 상기 커플링 수단의 수축을 위한 시트를 한정하는 박스를 형성한다.
- 상기 로드를 위해, 상기 지지 구조체와 상기 슬라이드 밸브 사이에 배치되는 파열 가능한 부재를 포함한다.
본 발명은 또한, 차체 및 전술한 것과 같은 충격흡수 장치를 포함하는 궤도차량에 관한 것으로, 상기 궤도차량의 차체의 일 단부가 상기 지지 구조체를 고정하기 위한 수단에 고정된다.
특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 궤도차량은 하나 이상의 다음과 같은 특징을 갖는다.
- 상기 궤도차량의 차체는 상기 지지 구조체의 압축 시에 상기 기계가공 가능한 로드의 수축을 위해 확보되는 공간을 갖는다.
- 상기 지지 구조체는 인가된 인장/압축 응력을 상기 차체에 전달하는 상기 궤도차량의 구조적 부재를 구성한다.
이하, 첨부도면을 참조한 예시적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 충격흡수 장치가 구비된 궤도차량의 개략적인 측면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 측면도에서 충격을 흡수하는 상이한 단계를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 충격흡수 장치(10)가 구비된 궤도차량의 전방 단부를 개략적으로 나타낸다. 궤도차량은 도시하지 않은 보기(bogie)에 의해 지지되는 차체(12)를 포함한다. 차체는 기관사를 위한 기관실을 포함한다. 차체(12)는 전방에, 앞유리창을 형성하는 글레이즈부(glazed portion)(16), 및 상기 앞유리창 아래에 배치되며 충격흡수 장치(10)가 견고하게 고정되는 솔리드 벽(18)을 갖는다.
기관실(14)은 바닥(20)을 가지며, 그 아래에는 궤도차량이 장애물과 충돌한 후에 충격흡수 장치의 특정 가동 부재를 수용하도록 확보되는 공간(22)이 형성되어 있다.
충격흡수 장치(12)는 2개의 궤도차량을 앞뒤로 연결하는 데에도 이용된다.
따라서 충격흡수 장치(12)는 도 2에 도시한 바와 같이, 충돌의 경우에 수축 가능한 커플링 로드(30)를 포함한다.
충격흡수 장치는, 연결 플랜지(35)가 구비된 후방 단부(34)가 궤도차량 구조 체의 전방 솔리드 벽(18)에 연결되는 지지 구조체(32)를 포함한다. 지지 구조체(32)는 인가된 인장/압축 응력을 궤도차량에 전달하도록 상기 궤도차량의 구조적인 부재를 형성한다. 지지 구조체(32)는, 전방 단부(36)로부터 차체에 연결되는 후방 단부(34)를 향해 확대되는 대략 끝이 잘린 피라미드(truncated pyramid)의 형상의 금속 박스로 구성된다. 지지 구조체(32)는, 서로 기계적으로 용접되는 판금의 조립체로 형성되어, 형성된 박스는 2개의 단부(34, 36)가 서로 근접하게 되는 경우에 소성 변형에 의해 축방향으로 압축 가능하다.
지지 구조체(32)는 하부에 커플링 로드(30)의 수축을 위해 확보되는 시트(38)를 형성한다.
충격흡수 장치(32)는, 지지 구조체의 전방 플레이트(37)에 견고하게 고정되어 전방으로 돌출되는 교체식 모듈형 업소버(40)를 포함한다. 업소버(40)는 시트(38)를 개방시키는 개구부(42) 위에 배치된다.
모듈형 업소버(40)는, 기계적으로 용접되는 판금의 조립체로 형성되는 소성 변형 가능한 금속 구조체로 구성된다. 모듈형 업소버(4)의 축방향 압축에 대한 저항은 지지 구조체(32)의 축방향 압축에 대한 저항보다 작다. 모듈형 업소버(40)는 스크루에 의해 전방 플레이트에 분리 가능하게 연결된다. 충격흡수 장치는, 커플링 로드(30)의 수축 및 에너지의 분산을 위한 기계가공(50)에 의해 에너지의 흡수를 위한 기구를 더 포함한다. 상기 기구는, 궤도차량의 길이방향 축의 양쪽으로 평행하게 연장되는 2개의 기계가공 가능한 로드(52)를 포함한다. 이들 로드(52)는 각각 전방 단부(54)로부터 지지 구조체의 전방 플레이트(37)로 연결된다. 커플링 슬라이드 밸브(56)는 기계가공 가능한 로드(52)의 길이를 따라 슬라이드되도록 장착된다.
커플링 로드(30)는 슬라이드 밸브(56) 상의 제1 단부에 배치되는 볼에 의해 연결된다. 다른 쪽 단부에서, 커플링 로드(30)는 다른 궤도차량의 상보적인 커플링 로드에 대한 기계적인 커플링을 위한 수단(60)을 갖는다.
기계가공 가능한 로드(52)는 대략 수평으로 연장된다. 이들 로드는 지지 구조체(32) 내부에 제공되는 커플링 로드의 수축을 위해 시트(38)에 배치된다. 이들 로드는 궤도차량의 차체(12)의 기관실(14) 아래에 제공되는 공간(22)의 연장부에 배치된다.
2개의 로드(52)는 전방 단부(54)에서만 전방 플레이트(37)에 연결된다. 후방 단부(64)에서는, 상기 2개의 기계가공 가능한 로드는 지지 구조체(32) 및 궤도차량의 차체(12)와 독립적이다.
로드(52)는 전방 단부(54)에 전방 플레이트(37)와의 연결을 위한 섹션을 가지며, 이 연결 섹션보다 커다란 직경의 기계가공 가능한 섹션만큼 그 길이의 대부분에 걸쳐 연장된다.
각각의 로드(52)는 전방 플레이트(37)에 제공되는 개구부를 통해 결합되어 그 내부에 유지된다. 슬라이드 밸브(56)와 전방 플레이트(37) 사이에는 조정된 가용성 부재(calibrated fusible member)가 개재된다. 이것은 초기에 슬라이드 밸브가 전방 플레이트에 대하여 유지되도록 한다.
가용성 부재는 두께가 조정된 파열 가능한 섹션을 가지며, 이 섹션은 취약하 기 때문에 슬라이드 밸브(56)와 전방 플레이트(37) 사이에 소정의 축방향 인장 응력이 인가되는 경우에 파손될 수 있다.
이 슬라이드 밸브는 각각의 로드(52)를 위한 기계가공 너트를 구비한다. 각각의 기계가공 너트는 로드 둘레에 결합되며 내측 둘레를 환형으로 한정하는 형태의 환형 기계가공 프로파일, 및 금속 부스러기로 절단함으로써 상기 로드를 기계가공하기 위한 커팅 에지를 갖는다.
도시한 충격흡수 장치는 다음과 같은 기능을 갖는다.
충격흡수 장치가 아직 어떠한 충돌도 하지 않은 경우, 궤도차량의 커플링 로드(30)는 2개의 연속하는 궤도차량을 축방향으로 연결하는데 이용될 수 있다. 커플링 로드(30)를 통해 응력이 커플링 슬라이드 밸브(56)로 전달되고, 슬라이드 밸브(56)는 아직 파손되지 않은 가용성 부재를 통해 지지 구조체의 전방 플레이트(37)로 응력을 전달한다. 응력은 지지 구조체(32)를 통해, 결합된 궤도차량의 차체로 전달된다. 이를 위해 가용성 부재는 2개의 연결된 열차 사이에 존재하는 인장 응력에 견디도록 충분한 저항성을 가지도록 선택된다.
2개의 궤도차량이 연결되지 않고, 충격흡수 장치가 장애물과 접촉하게 되는 궤도차량의 전방에 있는 경우, 도 1에 도시한 커플링 로드(30)는 전방의 장애물과 접촉하게 되는 충격흡수 장치의 제1 부재이다.
장애물에 의해 커플링 로드(30)에 인가되는 응력은 커플링 슬라이드 밸브(56)로 전달되고 가용성 부재로 전달된다. 응력이 가용성 부재의 소정의 파손 강도보다 크면, 가용성 부재는 파손되어, 슬라이드 밸브(56)가 기계가공 가능한 로 드(52)를 따라 슬라이드될 수 있도록 하며 전방 플레이트(37)로부터 이격되도록 한다. 그러면 기계가공 너트의 링은 가계가공 가능한 로드의 확장된 섹션으로 침투하여 점진적인 부스러기 형성을 실행한다. 이러한 부스러기의 형성은 운동에너지를 분산시킨다.
따라서 커플링 슬라이드 밸브(56)는 로드(52)의 후방 단부를, 정지부에 대하여 지지되어 유지되면서 가능한 멀리 이동시킨다.
커플링 로드의 수축의 마지막 단계에서, 장애물은 모듈형 업소버(40)와 접촉하게 되며, 이 업소버는 도 2에 도시한 바와 같이 압축되어 충돌의 에너지의 일부분을 흡수한다.
커플링 로드(30)의 수축 및 모듈형 업소버(40)의 압축 후, 지지 구조체(32)는 이를 구성하는 판금의 압축에 의해 도 3에 도시한 바와 같이 축방향으로 변형된다. 이러한 압축 시, 로드(52)는 수축된 커플링 로드(30)와 마찬가지로 기관실(14) 아래에 확보된 공간(22)으로 들어간다.
로드(52)는 오직 전방 단부만이 지지 구조체의 전방 플레이트(37)에 지지되기 때문에, 이들 로드는 지지 구조체(32)가 충돌할 때 전방 플레이트와 함께 움직인다.
따라서 충돌의 에너지는, 한편으로는 로드(52)의 기계가공에 의해, 그리고 다른 한편으로는 모듈형 업소버(40) 및 지지 구조체(32)의 압축에 의해 분산된다는 것을 이해하여야 한다.
로드(52)는 오직 그 전방 단부만이 지지 구조체의 전방 플레이트에 연결되어 서, 차체(12)의 손상 없이 로드가 차체(12) 쪽 또는 차체(12) 내부로 수축될 수 있다. 또한, 로드가 수축 가능하기 때문에, 이들 로드는 차체의 연장부에 단단히 연결되어 장애물 둘레에 맞물려서 차체가 심각한 손상을 입을 수 있는 포크를 구성하지 않는다.

Claims (8)

  1. 기계가공에 의해 에너지를 흡수하는 기구(50) 및 궤도차량의 차체(12)의 단부에 상기 에너지 흡수 기구(50)를 지지하기 위한 지지 구조체(32)를 포함하는, 궤도차량용 충격흡수 장치(10)에 있어서,
    상기 지지 구조체(32)는 일 단부(34)에 궤도차량의 차체(12)의 단부에 고정되기 위한 고정 수단(35)을 포함하고,
    상기 에너지 흡수 기구(50)는,
    - 상기 지지 구조체(32)에 연결되며 그 단부가 상기 궤도차량의 차체(12)로부터 가장 멀리 위치하게 되는 하나 이상의 기계가공 가능한 로드(machinable rod); 및
    - 상기 기계가공 가능한 로드(52)를 따라 초기 위치와 최종 위치 사이에서 슬라이드되도록 장착되며, 다른 궤도차량과 결합되기 위한 결합 수단(30) 및 상기 초기 위치로부터 상기 최종 위치로 변위되는 동안에 상기 로드(52)를 기계가공하기 위한 하나 이상의 커터(108)를 포함하는 하나 이상의 슬라이드 밸브(56)
    를 포함하고,
    상기 지지 구조체(32)는 상기 로드(52)의 방향으로 에너지를 흡수하도록 압축 가능한 부재로 구성되고, 상기 로드(52)는, 상기 지지 구조체(32)의 압축 시에 상기 로드(52) 및 상기 지지 구조체(32)의 전방 단부(36)의 동반 변위를 위해 상기 지지 구조체(32)의 연결 단부(34) 반대쪽의 전방 단부(36)에 상기 로드(52)의 전방 단부(54)가 연결되도록, 상기 지지 구조체(32)에 연결되어 있는
    것을 특징으로 하는 충격흡수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체(32)의 전방 단부(36)에 돌출되도록 배치되는 모듈형 업소버(modular absorber)(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모듈형 업소버(40)의 축방향 압축에 대한 저항력은 상기 지지 구조체(32)의 축방향 압축에 대한 저항력보다 작은 것을 특징으로 하는 충격흡수 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 구조체(32)는 상기 결합 수단(30)의 수축을 위한 시트(seat)(38)를 한정하는 박스를 형성하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드(52)를 위해 상기 지지 구조체(32)와 상기 슬라이드 밸브(56) 사이에 배치되는 파열 가능한(cleavable) 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 장치.
  6. 차체(12), 및 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 충격흡수 장치(10)를 포함하는 궤도차량에 있어서,
    상기 궤도차량의 차체(12)의 일 단부가 상기 지지 구조체(32)의 고정 수단(35)에 고정되는 것을 특징으로 하는 궤도차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 궤도차량의 차체(12)는 상기 지지 구조체(32)의 압축 시에 상기 기계가공 가능한 로드(52)의 수축을 위해 확보되는 공간(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 궤도차량.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 지지 구조체(32)는 인가된 인장/압축 응력을 상기 차체(12)에 전달하는 상기 궤도차량의 구조적 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 궤도차량.
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