KR20100052509A - 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역을 위한 적어도 하나의 에너지 흡수 장치를 구비한 충격흡수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레일본(railborne) 운송수단, 특히 전차(streetcar) 운송수단의 전면 또는 후면 영역에 배치되는 충격흡수장치(100)의 구성부품(part)인 에너지 흡수 장치(10, 20)에 관한 것으로, 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)는 운송수단이 장애물에 부딪혔을 때 발생하는 충격 에너지의 적어도 일 부분을 흡수하거나 방산하게 설계된다. 운송수단이 장애물에 측면 충돌을 했을 때 발생하는 충격 에너지 또한 미리 정의할 수 있는 사건의 전개(predefinable sequence of events)에 따라 흡수되고 방산되게 하기 위하여, 본 발명은 제 1 베어링(12, 22)에 의해 운송수단의 언더프레임(underframe, 102)에 피벗터블하게(pivotably) 연결되는 범퍼바(11, 21)를 포함한 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)를 구비한다. 상기 에너지 에너지 흡수 장치(10, 20)는 펜듈럼 지지체(pendulum support, 13, 23)를 더 포함하는데 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)는 제 2 베어링(14, 24)에 의해 상기 범퍼바(11, 21)에 연결되고, 제 3 베어링(15, 25)에 의해 운송수단의 언더프레임(102)에 연결되어 상기 범퍼바(11, 21)와 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)가 트라이포드(tripod)를 형성한다. 상기 범퍼바(11, 21)가 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대하여 피벗팅(pivoting)할 때, 힘의 합모멘트가 선형적 힘으로써 에너지 흡수 메커니즘(energy-absorbing mechanism, 16, 26, 30, 40)으로 전달되고 적어도 일부가 흡수되고 방산되도록 구비되고 설계된 에너지 흡수 메커니즘(16, 26, 30, 40)이 구비된다.
Description
본 발명은 레일본 운송수단(railborne vehicle), 특히 전차(streetcar) 운송수단을 위한 에너지 흡수 장치에 관한 것으로서, 에너지 흡수 장치가 운송수단이 장애물과 충돌했을 때 발생하는 충격 에너지의 적어도 일부를 흡수하거나 방산하도록 설계된다. 본 발명은 더구나 레일본 운송수단, 특히 전차 운송수단의 전면 또는 후면영역을 위한 충격흡수장치에 관한 것으로서, 상기 충격흡수장치는 운송수단의 전면 또는 후면영역에 운송수단 언더프레임(vehicle underframe)에 연결 가능한, 상기 언급된 적어도 하나의 에너지 흡수 장치를 포함한다.
트랙본(track-borne) 운송수단 같은 레일본 운송수단에, 예를 들어, 운송수단이 장애물에 충돌했을 때 발생하는 충격력을 적어도 일부분 방산하는 적어도 하나의 에너지 흡수 장치를 포함하는 충격흡수장치를 장착하는 것은 알려져 있다. 충격흡수장치에 사용되는 에너지 흡수 장치는 하나 또는 그 이상의 에너지 흡수 메커니즘(mechanisms)을 포함한다. 파괴적으로 디자인된 에너지 흡수 메커니즘은 특히 높은 충돌 속도에서 레일본 운송수단의 언더프레임을 보호하는 기능을 가진다.
적어도 하나의 파괴적으로 디자인된 에너지 흡수 메커니즘에 부가적으로, 운송수단의 보통의 운행 동안 발생하는 충격력을 일반적으로 완충하는 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘 또한 구비될 수 있다.
종래의 충격흡수장치는, 운송수단의 보통 운행 동안에 발생하는 충격력 및 견인력을 완충하기 위하여 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘이 설계되는데, 상기 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘의 댐핑 용량이 종종 오직 고정된 최대 힘까지 디멘션(dimensioned)된다. 다른 말로, 상기 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘의 작동 로드가 초과된 후에, 예를 들어 운송수단이 장애물에 충돌 했을 때(즉, 충돌), 상기 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘은 보통 너무 제한되어 결과적인 충격 에너지를 전부 흡수하지 못한다.
이런 경우에 결과적인 충격 에너지가 바람직하게 높은 로드로 되지 않기 위하여, 상기 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘에 부가적으로, 파괴적으로 디자인된 에너지 흡수 메커니즘이 예를 들어 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘의 아래(downstream) 구비되고, 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘의 작동 흡수가 소진된 후에 반응할 수 있도록 설계되어 에너지 흡수 장치를 통하여 힘의 흐름으로 전달된 적어도 일부의 에너지를 흡수하고 방산한다.
파괴되도록 디자인된 에너지 흡수 메커니즘은, 예를 들어, 충격 에너지가 정의된 파괴적인 변형에 의해 변형일과 열로 변환될 수 있는 변형튜브 또는 크래쉬 박스(crash boxes)로 생각할 수 있다. 파괴되도록 디자인된 에너지 흡수 메커니즘으로써 충격흡수장치에 사용되는 변형튜브는 예를 들어 힘에 노 스파이크(no spike)로 정의된 작용력을 나타냄으로 인해(exhibiting a defined activation force) 특성화된다.
재생되거나 작동 중 스스로 복원하는 모드를 구비한 버퍼, 예를 들어 가스-유압 버퍼, 는 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘으로 알려져 있다. 가스-유압 버퍼 구동에 기반을 둔 에너지 흡수 메커니즘은 상대적으로 변형튜브와 비교하여 낮은 작용력을 갖고 ? 변형튜브와는 다르게- 속도에 종속적인 반응을 갖는다. 이에 반해서, 정수압 구동에 기반을 둔 에너지 흡수 메커니즘, 예를 들어 가스-유압 버퍼, 은 역시 재생되게 디자인된 에너지 흡수 메커니즘으로 알려져 있는데, 재생되는 것이 기능적으로 같다, 즉 스스로 복원된다. 가스-유압 에너지 흡수 메커니즘과 비교하면, 정수압 에너지 흡수 메커니즘은 높은 작용력과 초기 로드를 갖는다.
레일 운송수단 기술에 있어서 특히 충돌의 경우 발생하는 강한 로드로부터 예를 들어 충돌의 경우 충격력의 전달 동안에 발생하는 충격 에너지의 적어도 일부를 정의된 방법으로 효과적으로 방산하고 예상 가능한 사건의 연속에 따라 레일본 운송수단의 언더프레임을 보호하는 충격흡수장치를 제공하는데 노력을 기울인 지 오래되었다. 완충되어 충격력의 전달로부터 발생하는 에너지가 충격흡수장치에 구비된 에너지 흡수 장치의 에너지 흡수 메커니즘에 가능한 축 방향으로 전달되는 충격력에 있어서 에너지를 흡수할 때 미리 정의할 수 있는 사건의 연속뿐만 아니라 정의된 반응이 필요하다. 이는 충격흡수장치에 일반적으로 채용되는 에너지 흡수 장치가 예를 들어 변형튜브 또는 크래쉬 박스와 같은 에너지 흡수 메커니즘을 포함하는 사실에 의해 가능하고, 이러한 에너지 흡수 메커니즘은 보통 예상 가능한 방법으로 힘이 에너지 흡수 메커니즘에 축방향으로 전달되었을 때 힘을 흡수할 수 있다.
예를 들어, 변형튜브 또는 크래쉬 박스가 에너지 흡수 요소로 채용되면, -축방향이 아닌 힘이 변형튜브로 전달될 때- 한편으로는 에너지 흡수 메커니즘의 반응과 다른 한편으로는 에너지 흡수가 일어나는 동안 사건의 연속이 더 이상 예측될 수 없는 결과로 “시징(seizing)” 또는 에징(wedging) 그리고 캔팅(canting)의 위험이 있다.
에너지 흡수 메커니즘의 효과적인 기능을 위한 이런 기본 조건들은 종종, 예를 들어 고속철 또는 지역 교통 열차와 같이 레일 위를 움직이는 레일 운송수단은 보통 정면 방향으로부터 레일 상에 장애물이 위치하여 장애물과 충돌했을 때에 에너지 흡수 동안에 바람직하게는 에너지 저장 메커니즘의 방향이 레일 운송수단의 길이 방향과 보통 일치하는 이유로 인해 결과적인 충격 에너지가 말하자면 “자동적으로” 충격흡수장치에 구비된 에너지 흡수 장치의 에너지 흡수 메커니즘에 축방향으로 전달되기 때문에 전차 운송수단 같은 레일본 운송수단의 경우에 고유하게 나타난다.
그러나, 예를 들어, 전차는 특별한 경우를 보여준다; 즉, 적어도 일부가 보통의 도로 교통에 들어가는(incorporated into) 레일본 그리고 특히 트랙본(track-borne) 운송수단. 이러한 종류의 운송수단에 의해, 장애물과의 충돌이 정면에서 일어나는 것에 의한 기본 조건은 더 이상 자동적으로 만족되지 않는다. 예를 들어 교통에서(in traffic) 방향을 틀려고 시도하는 자동차가 마주 오던 전차와 충돌한다면, 이는 종종 정면으로 충돌되지 않고, 정면에 대해 각을 가지고 비스듬하게 충돌한다. 이러한 상황에서는 정면 또는 실질적으로 정면 충돌이라고 생각 될 수 없다.
따라서, 본 발명이 바탕으로 하는 문제는 충돌의 경우에 발생하는 충격 에너지의 흡수의 관점에서, 예를 들어 레일 운송수단 기술 영역에서 알려지고 이미 효과적으로 고속철 또는 지역 교통 열차에 채용된 종래의 해결책은 장애물과 축방향으로 충돌하지 않고 특히 측면에서 충돌하는 경우 발생하는 충격 에너지를 흡수하고 방산하는 데에 맞지 않거나 적어도 충분하게 맞지 않는 것이다; 즉, 예상 가능한 사건의 연속에 따른(pursuant a predictable sequence of events).
정의된 것과 같이 이런 문제가 나오기 때문에, 본 발명은 따라서 처음에 인용된 종류의 에너지 흡수 장치를 더 개발하는 과제에 바탕을 두어 예상 가능한 사건의 연속에 따라 운송수단이 장애물과 측면에서 충돌한 경우에 발생한 충격 에너지 또한 흡수 하거나 방산할 수 있다.
이러한 과제는 청구항 제1항의 주제(subject matter)에 의해 해결된다. 본 발명의 해결책의 유용한 실시예가 독립항에 나타난다.
따라서 본 발명에 따른 피벗터블하게(pivotably) 연결될 수 있거나 제 1 베어링을 통하여 레일본 운송수단의 운송수단 언더프레임에 연결되는 범퍼바를 포함하고 제 1 끝단과 제 2 끝단을 구비한 펜듈럼 지지체를 더 포함하여 상기 펜듈럼 지지체가 연결될 수 있거나 제 1 끝단이 제 2 베어링에 의해 범퍼바에 연결되고, 제 2 끝단이 제 3 베어링에 의해 운송수단 언더프레임에 연결되어 상기 범퍼바와 상기 펜듈럼 지지체가 트라이포드(tripod)를 형성하는 에너지 흡수 장치가 제안된다. 상기 에너지 흡수 장치와 상호작용하거나 그 안에 배치되고 설계된 에너지 흡수 메커니즘이 더 구비되어 제 1 베어링에 의해 정의되는 피벗축에 대해 상기 범퍼바가 피벗팅하는 경우, 힘의 결과 모멘트가 선형의 힘으로 에너지 흡수 메커니즘에 전달되어 적어도 일부가 거기에서 흡수되거나 방산된다.
본 발명의 해결책에서 얻을 수 있는 이점은 특히 제안된 에너지 흡수 장치의 기능이 고려될 때 밝혀진다. 법퍼바와 펜듈럼 지지체가 트라이포드(tripod)를 형성하는 점에 의해, 범퍼바에 작용하는 힘은 초기적으로 편향되어(initially deflected) 힘의 흐름은 상기 펜듈럼 지지체를 통해 축방향으로 발생한다. 따라서 에너지 흡수 메커니즘이 상기 펜듈럼 지지체의 내부나 상기 펜듈럼 지지체의 아래(downstream)에 통합되는 것이 생각될 수 있다. 이렇게 하는 것은 상기 펜듈럼 지지체를 통해 축방향으로 발생하는 힘의 흐름이 실질적으로 에너지 흡수 메커니즘의 바람직한 방향으로의 위치에 있는 에너지 흡수 메커니즘으로 전달되는 것을 보장한다, 즉 선형적으로 길이방향 힘으로써 상기 에너지 흡수 메커니즘으로 전달되는 상기 힘의 흐름 에너지가 그 후에 적어도 일부가 변환되고 따라서 “제거된다(eliminated)”.
따라서 본 발명에 따른 해결책은 측면에서의 충돌의 경우에 발생하는 수평력의 편향(deflecting of the transverse forces)을 가능하게 한다. 이는 기본적으로 상기 트라이포드의 제 1 다리로써 범퍼바와 제 2 다리로써 펜듈럼 지지체로 구성된 정적으로 정의된 트라이포드의 도움을 갖는 본발명에 따른 결과로 발생하는데 상기 범퍼바와 상기 펜듈럼 지지체는 베어링(제 2 베어링) 수단에 의해 연결된다.
상세하게는, 상기 범퍼바의 제 1 끝단이 제 1 베어링에 의해 운송수단 언더프레임에 피벗터블하게 연결되고 반면에 상기 범퍼바의 제 2 끝단에 펜듈럼 지지체가 제 2 베어링에 의해 펜듈럼 지지체의 헤드(제 1 끝단)가 관절 연결(articulated)된다. 상기 펜듈럼 지지체의 베이스영역(제 2 끝단)은 제 3 베어링 수단에 의해 운송수단 언더프레임에 연결되고 제 1 베어링과 제 3 베어링은 서로 간격을 두어 떨어져 있고 정적으로 정의된 트라이포드를 형성한다. 상기 펜듈럼 지지체는 펜듈럼 지지체의 길이방향으로 전달되는 힘의 임계 크기(critical magnitude)까지 고정되게 구비되고 힘의 임계 크기가 초과된 경우에 수축하고 따라서 상기 펜듈럼 지지체의 끝단의 서로 상대적인 움직임을 가능하게 한다.
예를 들어 필요에 따라 지지 하우징에 수용되는 댐핑요소, 예를 들면 스프링의 형상을 하거나 소위 에라스토머 바디(elastomer body) 뿐만 아니라 지지 하우징, 그곳에 수용된 하중전달멤버를 포함하는 펜듈럼 지지체의 텔레스콥(telescoped) 구조를 생각할 수 있다. 이러한 종류의 구조에 의해 댐핑 하우징은 길이방향 가이드의 기능에 따르고 반면에 버퍼하우징에 수용되는 댐핑요소는 길이방향으로 힘을 전달한다.
또한 상기 펜듈럼 지지체는 예를 들어 정수압 또는 가스-유압 기능의 에너지 흡수 메커니즘 또는 파괴적으로 디자인된 에너지 흡수 메커니즘을 이용하는 구조인 것을 생각할 수 있다. 따라서, 파괴적 또는 재생적 에너지 흡수 메커니즘, 또는 파괴적 그리고 재생적 에너지 흡수 메커니즘의 조합은 예를 들어 펜듈럼 지지체에 포함될 수 있다. 상기에도 불구하고, 에너지 흡수 메커니즘은 또한 펜듈럼 지지체의 구성요소로 설계될 수도 있다.
펜듈럽 지지체의 리턴 스트로크(return stroke); 즉, 임계(critical)힘이 최과되어 상기 펜듈럼 지지체의 끝단의 상대적인 움직임의 경우 펜듈럼 지지체의 수축은 -재생되는 기능을 가진 에너지 흡수 메커니즘이 펜듈럼 지지체로써 채용될 때 또는 펜듈럼 지지체에 통합될 때- 버퍼 스트로크(buffer stroke), 즉 에너지 흡수 메커니즘의 스프링 범위(댐핑 요소)에 상응한다. 예를 들어 변형튜브와 같은 파괴적인 기능을 가진 에너지 흡수 메커니즘이 펜듈럼 지지체로써 채용되거나 펜듈럼 지지체로 통합되었을 때, 펜듈럼 지지체의 리턴 스트로크는 소성 변형 때문에 일어나는 에너지 흡수 메커니즘의 수축과 상응한다. 리턴 스트로크의 최대치에 도달한 후, 펜듈럼 지지체의 댐핑 특성, 펜듈럼 지지체의 도달할 수 있는 에너지 흡수의 최대치가 소진되는데, 이는 펜듈럼 지지체의 특성 작동 로드를 초과한 충격력이 제 3 베어링을 통해 운송수단의 언더프레임으로 향한 결과이다.
그러나, 본 발명은 힘의 임계량(critical amount of force)의 초과의 경우에 수축하는 펜듈럼 지지체에 국한되지 않는다. 원칙적으로 비 에너지 흡수 메커니즘(no energy-absorbing mechanism)이 통합되고 힘의 임계량이 초과된 경우 펜듈럼 지지체의 수축을 제공하지 않는 한 피스(one-piece)의 펜듈럼 지지체를 채용하는 것 또한 생각할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 제 3 베어링의 수단으로 에너지 흡수 메커니즘이 펜듈럼 지지체에 연결되는 것에 의해 에너지 흡수 메커니즘이 편듈럼 지지체의 아래(downstream) 제공될 수 있다. 이러한 경우, 범퍼바에서 펜듈럼 지지체로 전달되는 힘은 선형의 힘으로 제 3 베어링을 통해 에너지 흡수 메커니즘으로 전달된다.
본 발명에 따르면, 범퍼바는 그 제 1 끝단이 제 1 베어링의 수단에 의해 운송수단 언더프레임에 연결되고 그 제 2 끝단이 제 2 베어링의 수단에 의해 펜듈럼 지지체에 연결되기 때문에 범퍼바에 작용되는 충격력은 처음으로 펜듈럼 지지체에 전달된다. 만약 펜듈럼 지지체에 전달된 충격력이 펜듈럼 지지체의 수축을 위한 힘의 특성량을 초과하면, 제 1 베어링에 의해 정의된 피벗축에 대한 범퍼바의 피벗팅은 펜듈림 지지체의 수축과 동시적으로 일어난다.
상기에서 설명한 것처럼, 에너지 흡수 메커니즘이 펜듈림 지지체에 통합되는 것을 생각할 수 있다. 펜듈럼 지지체에 전달되는 충격력은 항상 상기 펜듈럼 지지체의 길이방향으로 흐르기 때문에 이것은 에너지 흡수 메커니즘에서 완충된 충격력이 펜듈럼 지지체에 통합되는 에너지 흡수 메커니즘으로 축방향으로 전달되도록 한다.
펜듈럼 지지체에 통합되는 에너지 흡수 메커니즘에 대체하여 또는 추가적으로, 필요하다면 펜듈럼 지지체에 부가적인 에너지 흡수 메커니즘 다운스트림(downstream)을 제공하는 것을 물론 생각할 수 있다. 예를 들어 에너지 방산 메커니즘이 제 3 베어링 수단에 의해 펜듈럼 지지체에 연결될 수 있다. 이런 경우에는, 범퍼바에서 펜듈럼 지지체로 전달되는 힘이 제 3 베어링을 통하여 에너지 흡수 메커니즘으로 전달되는 선형의 힘일 수 있다.
범퍼바와 펜듈럼 지지체로 구성된 트라이포드를 형성하는데 사용되는 베어링은 3 병진(translational) 자유도 에서 조합된 구성요소(범퍼바 또는 펜듈럼 지지체)를 고정하는 각 경우의 베어링이다. 본 발명의 해결책에 채용되는 제 1, 제 2 및 제 3 베어링은 축방향 힘, 접선방향 힘 그리고 수직힘의 경우에 활성화 되는데, 이러한 각각의 베어링은 적어도 하나의 피벗축에 대해 회전을 가능하게 한다. 적어도 하나의 피벗축은 수직적으로(vertically) 뻗을 수 있다(비록 필수사항은 아니지만).
(임계) 충격력 전에는 범퍼바가 운송수단 윤곽선에서 피벗 하지 않는 것을 보장하기 위하여, 본 발명의 해결책의 바람직한 실시는 펜듈럼 지지체에 미리 정의할 수 있는 힘의 특성량이 선형의 힘으로 에너지 흡수 요소에 전달되기 전에는 실질적으로 고정되고 따라서 제 1 베어링에 의해 정의되는 피벗축에 대해 상기 범퍼바가 피벗팅 하지 못하게 하는 에너지 흡수 요소를 포함시킨다. 오직 에너지 흡수 요소의 작동을 위한 힘의 특성량이 초과된 후에만, 제 1 베어링에 의해 정의되는 피벗축에 대한 상기 범퍼바의 피벗팅이 가능한 결과로 펜듈럼 지지체의 수축이 발생하고, 상기 범퍼바의 피벗팅에 의해 발생하는 토크는 선형적으로 에너지 흡수 요소에 전달되고 이에 상응하는 충격 에너지는 적어도 일부가 흡수되거나 방산된다.
본 발명의 해결에 채용되는 에너지 흡수 요소를 실현하는(realizing) 데에 여러 가지의 다른 해결책이 생각될 수 있다. 예를 들어, 가능한 에너지 흡수의 최대치를 갖는 미리 정의할 수 있는 반응 특성을 나타내기 때문에 에너지 흡수 요소로 변형튜브를 사용하는 것이 생각될 수 있다. 그러나, 물론 재생되게 디자인된 구성요소, 또한 에너지 흡수 요소, 예를 들면 가스-유압 또는 정수압 구동 모드에 기초를 둔 에너지 흡수 요소로 사용될 수 있다. 재생되게 디자인된 구성요소와 파괴적으로 디자인된 구성요소의 조합 또한 생각될 수 있다.
레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역이 심각한 손상, 심지어 측면에서의 충돌의 경우에 의한 손상, 으로부터 가능한 완벽하게 보호되기 위하여, 본 발명에 의한 에너지 흡수 장치는 운송수단의 전면 또는 후면 영역에 사용되는 것이 적합하고, 범퍼바는 운송수단의 노우즈 콘(nose cone)의 바깥 윤곽선에 적용되는 모양을 나타내는 것이 바람직하다. 이것이 달성하는 것은 충돌의 경우에 그에 의해 일어나고 에너지 흡수 장치에 의해 흡수되는 충격 에너지가 범퍼바에 가능한 바로 전달되게 하는 것이고 에너지 흡수 장치에 선형적인 힘으로 전달되게 하는 것이다.
레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역에 바람직하게는, 운송수단의 정면의 양 사이드에 대칭적으로 배치되고 운송수단의 중심 길이방향 면으로부터 각각 측면으로 떨어져 있는 두 에너지 흡수 장치를 배치하는 것이 특별히 바람직하다. 이는 따라서 측면의 충돌의 경우에 심각한 손상으로부터 운송수단의 전면 또는 후면영역을 완벽하게 보호하는 방법이다. 그 때문에 두 에너지 흡수 장치의 범퍼바는 충분한 보호를 보장하기 위하여 전면 또는 후면영역의 측면을 그에 맞게 감싸야 한다.
본 발명에 따른 해결책의 더 바람직하게 더 발전된 것에 있어서, 손상에 대한 부가적인 보호가 펜듈럼 지지체에 포함되는 제 1 에너지 흡수 요소와 상기 펜듈럼 지지체 아래(downstream) 위치되는 제 2 에너지 흡수 요소를 포함하는 에너지 흡수 장치에 의하여 제공되는데, 에너지 흡수 장치는 바람직하게는 운송수단 중앙에 고정되고 펜듈럼 지지체의 미칠 수 있는 정의된 리턴 스트로크(return stroke)에 반응하고 충격의 결과로 제 1 에너지 흡수 요소를 통해 전달되고 제 2 에너지 흡수 요소에 전달되는 에너지의 적어도 일부를 흡수하거나 방산하도록 설계된다.
변형튜브 또는 크래쉬 박스(crash box)는 특별히 제 2 에너지 흡수 요소로써 펜듈럼 지지체의 미칠 수 있는 정의된 리턴 스트로크(return stroke)에 반응하도록 설계되고 제 2 에너지 흡수 요소의 힘의 특성량이 초과된 후에 변환하고 따라서 충격의 결과로 정의된 소성변형에 의해 변형일과 열로 변환되는 에너지의 적어도 일부를 방산한다. 그러나, 원칙적으로, 재생되게 디자인된 에너지 흡수 요소 또는 파괴적으로 디자인되고 재생되게 디자인된 에너지 흡수 요소의 조합 또한 제 2 에너지 흡수 요소로 생각될 수 있다.
상기 설명된 제 2 에너지 흡수 요소의 다운스트림(downstream) 배치는 본 발명의 해결의 바람직한 실시에서 제 3 베어링의 수단에 의해 연결된 펜듈럼 지지체의 제 2 끝단에 의해 영향을 받아 제 1 베어링에 의해 정의된 피벗축에 대해 범퍼바의 피벗팅의 경우, 힘의 결과 모멘트가 선형의 힘으로 펜듈럼 지지체를 통하여 적어도 하나의 제 2 에너지 흡수 요소에 적어도 일부가 전달된다. 이에 의해 제 2 에너지 흡수 요소가 하중전달요소의 수단에 의해 제 3 베어링에 직접적으로 또는 직접적이지 않게 연결되는 것을 생각할 수 있다.
범퍼바에 충격력의 정의된 전달이 일어나는 것을 위해, 상기 범퍼바에 결합되는 접촉면이 바람직하게 제공되는데, 상기 접촉면은 적어도 하나의 볼록한 바깥 윤곽선 영역(convex outer contour area)을 나타낸다. 특히, 상기 접촉면의 적어도 하나의 영역이 아크(arc)로써 구비되고 그 중심이 제 2 베어링에 의해 정의된 피벗축에 자리잡도록 구비되는 것이 유리하다. 상기 접촉면이 오버라이드 가드(override guard)의 프로비젼(provision)을 위한 프로파일(profile)을 구비한 영역을 적어도 하나 포함하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 해결책의 하나의 바람직한 실시는 상기 설명된 타입의 두 에너지 흡수 장치를 모두 이용하는데, 이러한 에너지 흡수 장치는 바람직하게는 운송수단의 전면 또는 후면영역에 있는 운송수단 언더프레임에 운송수단의 길이방향 축에 대칭적으로 연결되어 범퍼바가 전면 또는 후면 영역의 바깥 윤곽선의 적어도 일부와 대응한다. 이렇게 함으로써 따라서 레일본 운송수단, 특히 전차 운송수단의 전면 또는 후면영역을 위한 충격흡수장치를 제공한다. 측방향으로 배치된 에너지 흡수 장치 때문에 각각의 에너지 흡수 장치는 운송수단이 장애물에 측면으로 충돌한 경우에 발생하는 충격 에너지를 적어도 일부 흡수하거나 방산하는 것을 도와준다.
상기 설명한 충격흡수장치의 측면 충돌에 있어서 범퍼바와 결합되는 제 1 베어링에 의해 정의되는 피벗축에 대해 범퍼바가 상기 설명한 피벗팅 움직임을 실현하기 위하여, 다음과 같은 주의가 필요한데, 두 에너지 흡수 장치의 범퍼바는 피벗팅으로부터 서로 방해하지 않아야 하며 에너지 흡수 장치가 반응하는 경우에 결합된 범퍼바에 의해 각각 쌓이는(covered) 양 범퍼바를 위한 자유 피벗팅 공간이 항상 있어야 한다. 이는 예를 들어 제 1 베어링 수단에 의해 차 몸체에 연결되지 않은 범퍼바의 끝 영역 사이를 틈(clearance)으로 놔둠으로써 쉽게 깨달을 수 있다.
그러나 장애물과 정면에서 충돌한 경우, 상기 설명한 충격흡수장치는 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈으로 물체가 들어올 수 있는 위험이 있다. 두 에너지 흡수 장치의 범퍼바는 이러한 물체에서 어떠한 유리한 입장(purchase)도 얻을 수 없기 때문에, 범퍼바는 운송수단 차 몸체의 경우 쉽게 확인되지 않게 영향을 미치고 실질적으로 손상을 가져온다. 그러므로, 상기 설명한 충격흡수장치의 바람직하게 더 발전한 것은 상기 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈이 적당하게 다리연결(bridged)되게 하는데, 예를 들어 범퍼바의 연결식이 아닌 끝 영역 사이에 설치되는 예를 들어 케이블, 벨트, 또는 체인 과 같은 완충판 또는 유연요소를 이용한다.
만약 바람직하게는 운송수단에 가로로 수평적으로 뻗은 완충판이 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결 한다면, 완충판의 제 1 끝 영역이 제 4 베어링 수단에 의해 제 1 에너지 흡수 장치의 범퍼바에 연결되고 반대로, 상기 완충판의 제 2 끝 영역이 제 5 베어링 수단에 의해 제 2 에너지 흡수 장치의 범퍼바에 연결되어 완충판에, 예를 들어 특별히 완충판의 중심 영역으로 물체가 정면 충돌하는 경우에 발생하는 충격력이 완충판으로부터 에너지 흡수 장치의 각각의 범퍼바에 부착된 끝 영역을 통하여 두 범퍼바에 전달되고 따라서 충격흡수장치의 두 에너지 흡수 장치에 전달되는 것이 유리하다. 완충판의 끝 영역이 베어링(제 4 또는 제 5 베어링)의 수단에 의해 관련된 범퍼바에 각각 연결되기 때문에 완충판은 충격흡수장치가 작동될 때 범퍼바의 피벗팅 움직임을 방해하지 않는다.
범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결(bridges)하기 위해 완충판을 제공하는 것은 장애물에 측면으로 충돌한 경우 또한, 충격흡수장치가 높은 충격력을 흡수하는데 맞는 결과로 충격흡수장치의 두 에너지 흡수 장치 모두가 반응하는 부가적인 이점을 준다. 그 때문에 완충판은 두 범퍼바중 하나가 관련된 제 1 베어링에 의해 정의된 피벗축에 대해 피벗팅 하는 경우 다른 범퍼바 또한 그와 관련된 제 1 베어링에 의해 정의된 피벗축에 대해 동시적으로 피벗된다.
그러나 이미 설명한 것처럼, 베어링 수단에 의해 에너지 흡수 장치의 범퍼바에 연결되는 완충판을 이용하는 것 대신에, 예를 들어 상기 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이에 설치되는 예를 들어 케이블, 벨트, 또는 체인과 같은 유연요소(flexible element)가 채용될 수 있다. 상대적으로 고정된 완충판과는 다르게, 같은 것을 위해 베어링 수단에 의해 에너지 흡수 장치의 범퍼바에 연결되는 유연요소를 사용할 때에는 이것이 필요하지 않다. 대신에, 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결 하는데 사용되는 요소가 유연하고(flexible) 따라서 정면 충돌의 경우에 범퍼바에 의해 동시에 실현되는 피벗팅 움직임을 방해하지 않기 때문에 유연요소의 각각의 끝 영역이 완충판에 고정되게 연결될 수 있다.
상기 범퍼바의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결 하기 위한 유연요소를 제공하는 것은 장애물에 측면 충돌한 경우 상기 충격흡수장치의 두 에너지 흡수 장치 모두를 보호할 때 특별히 유리할 수 있다.
하기는 본 발명에 따른 바람직한 해결의 실시예를 도시한 수반된 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 첫번째 실시예에 의한 각 경우에서, 레일본(railborne) 운송수단, 특히 전차(streetcar) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 채용되며, 제 1 에너지 흡수 장치와 제 2 에너지 흡수장치를 포함하는 충격흡수장치의 평면도;
도 2는 도 1에 도시된 충격흡수장치에서 두 에너지 흡수 장치중 하나가 작동한 후를 도시한 평면도;
도 3은 도 1에 도시된 충격흡수장치에서 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 완전히 소진된 후를 도시한 평면도;
도 4는 도 1에 의한 충격흡수장치를 제공하는 운송수단의 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 사시도;
도 5는 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 밑면의 평면도;
도 6은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 정면도(top plan frontal view);
도 7은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 측면도;
도 8은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 윗면의 평면도;
도 9는 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 부분 측단면도;
도 10은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 정면도;
도 11은 도 4에 의한 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 사시도;
도 12는 도 4에 의한 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 측면도;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 흡수 장치로 얻을 수 있는 힘-경로 특성(force-path characteristic)을 예시한 다이어그램(diagram);
도 14는 운송수단의 보통의 운행 중에 레일본(railborne) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치되어 두 에너지 흡수 장치가 채용된 본 발명의 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치의 평면도;
도 15는 도 14에 도시된 충격흡수장치가 약한 충돌 동안 발생하는 충격 에너지의 전달을 도시한 평면도; 그리고
도 16은 도 14에 도시된 충격흡수장치에 있어 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 각각 완전히 소진된 후 심각한 충돌 동안 발생하는 충격 에너지의 전달을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 충격흡수장치에서 두 에너지 흡수 장치중 하나가 작동한 후를 도시한 평면도;
도 3은 도 1에 도시된 충격흡수장치에서 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 완전히 소진된 후를 도시한 평면도;
도 4는 도 1에 의한 충격흡수장치를 제공하는 운송수단의 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 사시도;
도 5는 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 밑면의 평면도;
도 6은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 정면도(top plan frontal view);
도 7은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 측면도;
도 8은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 윗면의 평면도;
도 9는 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)의 부분 측단면도;
도 10은 도 4에 도시된 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 정면도;
도 11은 도 4에 의한 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 사시도;
도 12는 도 4에 의한 노우즈 콘 영역(nose cone region)에 수용되는 각각의 구성요소의 측면도;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 흡수 장치로 얻을 수 있는 힘-경로 특성(force-path characteristic)을 예시한 다이어그램(diagram);
도 14는 운송수단의 보통의 운행 중에 레일본(railborne) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치되어 두 에너지 흡수 장치가 채용된 본 발명의 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치의 평면도;
도 15는 도 14에 도시된 충격흡수장치가 약한 충돌 동안 발생하는 충격 에너지의 전달을 도시한 평면도; 그리고
도 16은 도 14에 도시된 충격흡수장치에 있어 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 각각 완전히 소진된 후 심각한 충돌 동안 발생하는 충격 에너지의 전달을 도시한 평면도이다.
하기는, 레일본(railborne) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 구비되어, 본 발명의 첫번째 실시예에 의한 각 경우에, 제 1 및 제 2 에너지 흡수 장치(10, 20)를 포함하는 충격흡수장치(100)의 구조와 기능이 도 1 내지 도 3에 제공되는 실례를 참조한 도시에 의해 첫번째로 설명된다. 상기 충격흡수장치(100)는, 도시된 바와 같이, 레일본(railborne) 운송수단(명확히 도시되지 않음), 특히 전차(streetcar) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치되고, 상기 운송수단이 장애물과의 정면 그리고/또는 측면 충돌을 한 경우 발생하는 충격 에너지를 적어도 일부를 흡수하거나 방산한다.
도 1 내지 도 3의 실례에 의한 충격흡수장치(100)에 채용되는 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)는 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치되고 수직의 중앙 길이방향(vertical center longitudinal)의 축 M으로부터 측면으로 거리를 갖는다. 상세히 하면, 수직의 중앙 길이방향의 축 M에 대해 대칭되게 배치된 두 에너지 흡수 장치(10, 20)가 도시된 실시예에 구비된다.
각각의 에너지 흡수 장치(10, 20)는 제 1 베어링(12, 22)에 의해 레일본 운송수단의 운송수단 언더프레임(underframe, 102)에 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대하여 피벗터블하게(pivotably) 연결된 범퍼바(11, 21)를 포함한다. 이러한 범퍼바(11, 21)에 부가적으로, 각각의 에너지 흡수 장치(10, 20)는 제 3 베어링(15, 25)에 의해 상기 운송수단 언더프레임(102)에 베이스 영역이 연결되는 펜듈럼 지지체(pendulum support, 13, 23)를 포함한다. 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 헤드 영역은 제 2 베어링(14, 24)에 의해 상기 범퍼바(11, 21)에 연결되어 각각의 에너지 흡수 장치(10, 20)는 정적으로 정의된 트라이포드(statically defined tripod)를 형성한다.
하기에, 우리는 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)의 작동 모드를 설명하기 위해 도 1 내지 도 3의 도시를 참조한다. 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)의 첫번째 실시예는 파괴적으로 디자인되거나 재생되게 디자인된 에너지 흡수 요소(16, 26)가 각각의 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 것으로 가정한다. 명확하게는, 그리고 특히 도 13의 묘사로부터 확인할 수 있듯이, 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)의 첫번째 실시예는 선형의 힘(예를 들어 300 kN)으로 상기 에너지 흡수 요소(16, 26)로 전달되는 미리 정의할 수 있는 힘의 특성량 까지는 실질적으로 고정되는 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)를 채용하고 따라서 상기 각각의 범퍼바(11, 21)의 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 수직의(vertical) 피벗축에 대한 피벗팅을 방지한다. 상기 첫번째 실시예에 따른 에너지 흡수 장치(10, 20)에 채용되는 에너지 흡수 요소(16, 26)는 상기 에너지 흡수 요소(16, 26)에 선형의 힘으로 전달되는 힘의 특성량(예를 들어 300 kN)이 초과된 후에는 그 힘 전달 기능을 상실하도록 더 설계되고 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 수직의(vertical) 피벗축에 대한 피벗팅을 허락하고 동시적으로 에너지를 흡수한다.
상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 특성 작동힘이 초과된 경우 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대한 피벗팅을 하는 범퍼바(11, 21)에 의해, 상기 범퍼바(11, 21)의 피벗팅은 레일본 운송수단의 정면(front end)의 방향을 따른다(cf. 도 2 ? 에너지 흡수 장치(20)). 상세히 하면, 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 작동 전에, 상기 범퍼바(11, 21)는 상기 범퍼바(11, 21)의 접촉면(18, 28)이 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역의 바깥 윤곽선(K)과 매치(match)된 피벗 상태에 있다(cf. 도 1).
특히, 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 작동 전에, 상기 범퍼바(11, 21)는 레일본 운송수단의 맞은편 상기 범퍼바(11, 21)의 가장 바깥쪽 면이 제 1 수직연장면(a first vertically-extending plane, F1)에 놓여 있는 피벗 상태에 있는 것을 도 1에 따른 묘사로부터 확인할 수 있다.
상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 작동 후에는 상기 범퍼바(11, 21)는 -제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대한 피벗팅에 의해- 레일본 운송수단의 정면에 대하여 운송수단의 정면을 향하여 움직인다.
상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 소진된 후에는, 레일본 운송수단의 맞은편 상기 범퍼바(11, 21)의 가장 바깥쪽 면이 도 1 내지 도 3 에서 대쉬 라인(dashed lines)으로 도시된 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역의 노우즈 콘 윤곽선(nose cone contour, K) 내의 제 2 면(F2)에 놓인다.
상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)에 부가적으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 충격흡수장치(100)는 레일본 운송수단의 정면에 중심으로 부착되는 에너지 흡수 요소(30)를 더 포함한다. 이렇게 더 포함된 에너지 흡수 요소(30)는 충격이 있어 상기 에너지 흡수 요소(30)를 통해 축으로(axially) 전달되는 힘의 미리 정의된 특성량이 초과된 경우 응답하도록 설계되고 충격 때문에 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)를 통해 전달되는 에너지의 적어도 일부를 흡수하거나 방산한다. 도 13에 도시된 힘-경로 특성(force-path characteristic)으로부터 볼 수 있는 것처럼, 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 작동을 위한 특성 작동힘은, 예를 들어, 400 kN 이다.
상세히 하면, 부가적인 에너지 흡수 요소(30)는 변형튜브(deformation tube)로 구비될 수 있고 상기 에너지 흡수 요소(30)의 작동을 위한 힘의 특성량이 초과된 경우(예를 들면 400 kN)에 반응하도록 설계될 수 있고 따라서 충격의 결과로 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)를 통해 전달되는 에너지의 적어도 일부를 상기 변형튜브의 정의된(defined) 소성 변형에 의해 변형일과 열로 방산하고 변환시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 충격흡수장치(100)의 도 13에서 도시된 힘-경로 특성은 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 작동을 위한 특성 작동힘과 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 작동을 위한 특성 작동힘이 다를 수 있음을 명확히 한다. 더구나 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)가 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)의 다운스트림(downstream)에 위치하여 레일본 운송수단이 장애물이나 그와 비슷한 것에 충돌했을 때 처음에는 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)가 반응하고 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)는 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되는 에너지 흡수 요소(16, 26)에 의해 정의할 수 있는 에너지 양이 흡수된 이후까지는 반응하지 않는 것을 도 13의 표시로부터 확인 할 수 있다.
부가적인 에너지 흡수 장치(30)의 다운스트림 작동은 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 작동 전에 레일본 운송수단의 정면의 맞은편인 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 측이 제 1 면(F1)과 제 2 면(F2)의 사이에 배치되는 면에 위치하도록 구비함으로써 실현될 수 있다.
따라서, 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)는 에너지 흡수 장치(10, 20)의 범퍼바(11, 21)가 도 1에 따른 시작 위치(제 1 면(F1))에서 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)가 작동하기 전에 놓여 있는 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 레일본 운송수단의 맞은편 측이 있는 면까지 피벗(pivot)하기 전까지는 작동하지 않는다.
충격흡수장치(100)의 달성할 수 있는 전체 에너지 흡수가 소진된 후에, 레일본 운송수단의 맞은편인 상기 부가적인 에너지 흡수 요소(30)의 측(side)은, 도 3의 표시에서 특히 볼 수 있는 것처럼, 레일본 운송수단의 정면으로부터 최대한 리무브된(removed) 범퍼바(11, 21)의 포인트(point)와 같은 면(F2)에 놓인다.
도 4 내지 도 8은 도 1 내지 도 3의 도시에 따른 충격흡수장치(100)를 사용한 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역을 다른 시점에서 도시한다. 도시된 것처럼, 중앙 버퍼 커플링(central buffer coupling, 101)이 상기에 설명된 충격흡수장치(100)에 부가적으로 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역에 구비된다. 상기 중앙 버퍼 커플링(101)은 리트랙터블 커플링 생크(retractable coupling shank, 104)를 포함하고 베어링 지지체(103)에 의해 레일본 운송수단의 정면에 플랜지(flange) 설치된다. 접어지거나 수축하는 수반하는 도시에서 보여지는 상기 중앙 버퍼 커플링(101)은 도시된 실시예의 충격흡수장치의 각각의 구성요소의 아래에 위치된다. 중앙 버퍼 커플링(101)은 커플링 준비 포지션(coupling-ready position)으로 들어올(brought into) 필요가 있을 때, 전면 또는 후면영역의 프론트엔드(105)가 그에 따라서 열리고 상기 중앙 버퍼 커플링(101)은 연장된다(extended).
도 10 내지 도 12는 전면 또는 후면 영역에 제공되는 각각의 구성요소를 다른 시점에서 다시 도시한다. 특별히 도 10 내지 도 12로부터 보여지는 것은 범퍼바(11, 21)의 각각의 접촉면(18, 28)은 오버라이드 가드(override guard)의 프로비젼(provision)을 위한 프로파일(profile)을 구비한 적어도 하나의 면(19, 29)을 포함할 수 있다는 것이다.
이하 본 발명의 다른 실시예에 의한 두 에너지 흡수 장치(10, 20)를 포함하는 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치된 충격흡수장치(100)의 다른 실시예를 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 상세하게는, 도 14는 운송수단이 보통의 운행 중에 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역에 배치된 충격흡수장치(100)의 평면도를 도시한다. 도 5는 약한 충돌에 의해 발생하는 충격 에너지를 전달하는 경우 도 14에 도시된 충격흡수장치(100)를 보여주고, 반면에 도 16은 심각한 충돌에 의해 발생하는 충격에너지가 전달되어, 달성 가능한 전체 에너지 흡수가 각각 전부 소진된 이후의 충격흡수장치(100)의 상태를 보여준다.
도 1 내지 도 3의 도시를 참고하여 설명된 충격흡수장치(100)와 같이, 도 14내지 도 16에 도시된 충격흡수장치(100) 또한 운동수단 언더프레임(102)에 운송수단의 전면 또는 후면영역에 수직의 길이방향 축에 대하여 대칭적으로 연결되는 두 에너지 흡수 장치(10, 20)을 포함하여 범퍼바(11, 21)의 적어도 일부가 전면 또는 후면영역의 바깥 윤곽선(K)에 대응한다. 각각의 에너지 흡수 장치(10, 20)는 제 1 베어링(12, 22)에 의해 운송수단 언더프레임(102)에 피벗터블하게(pivotably) 연결될 수 있는 범퍼바(11, 21)를 포함한다. 제 1 끝단과 제 2 끝단(헤드 영역 및 베이스 영역)을 구비한 펜듈럼 지지체(13, 23)가 더 구비된다. 각각의 펜듈럼 지지체(13, 23)는 펜듈럼 지지체(pendulum support, 13, 23)의 제 1 끝단이 제 2 베어링(14, 24)에 의해 상기 범퍼바(11, 21)에 연결되고, 제 2 끝단이 제 3 베어링(15, 25)에 의해 운송수단 언더프레임(102)에 연결된다. 이렇게 함으로써, 상기 범퍼바(11, 21)와 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)가 트라이포드(tripod)를 형성한다.
각각의 펜듈럼 지지체(13, 23)는 상기 펜듈럼 지지체(13)의 길이방향으로 전달되는 힘의 크리티컬(critical) 양 까지는 실질적으로 고정된 체 유지되고 힘의 크리티컬 양이 초과될 때 까지는 수축하지 않으며 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 끝단이 서로 상대적으로 움직일 수 있도록 설계된다. 이러한 힘의 크리티컬 양은 미리 정의될 수 있거나 미리 정의된다(predefinable or predefined).
상세하게는, 도 14 내지 도 17에 도시된 실시예에의 펜듈럼 지지체(13, 23)을 위해 지지하우징에 수용되는 에너지 흡수 요소(16, 26)뿐만 아니라 지지하우징, 지지하우징에 수용된 하중전달멤버를 포함하는 텔레스콥(telescoped) 구조가 채용된다. 각각의 범퍼바(11, 21)가 피벗터블하게 제 1 끝단이 운송수단 언더프레임(102)에 제 1 베어링(12, 22)의 수단에 의해 연결되고 제 2 끝단이 제 2 베어링(14, 24) 수단에 의해 펜듈럼 지지체(13, 23)에 연결되게 때문에 상기 범퍼바(11, 21)상에 작용된 충격력이 처음에 펜듈럼 지지체(13, 23)에 전달된다. 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 전달된 충격력이 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함된 에너지 흡수 요소(16, 26)의 작동을 위한 특성 작동력과 따라서 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 수축을 위한 힘의 양을 초과했을 때, 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대해 상기 범퍼바(11, 21)의 피벗팅이 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 수축과 동시적으로 일어난다. 이러한 움직임의 연속이 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 작용되는 충격력이 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 길이 방향으로 항상 작용하게 하기 때문에 이는 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함된 에너지 흡수 요소(16, 26)로 충격력이 축방향으로 전달되는 것을 보장한다.
도 14는 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함된 에너지 흡수 요소(16, 26)가 아직 작동하지 않은 상태를 보여준다. 이 상태에서는, 범퍼바(11, 21)의 접촉면(18, 28)이 레일본 운송수단의 전면 또는 후면영역의 바깥 윤곽선(K)의 적어도 일부와 대응한다.
도 15는 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함된 에너지 흡수 요소(16, 26)의 그 다음 작동 상태를 보여준다. 도시된 것처럼, 펜듈럼 지지체(13, 23)의 수축이 이미 일어나고, 따라서 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 수직의(vertical) 피벗축에 대한 범퍼바(11, 21)의 어느 정도의 피벗 움직임이 일어난다. 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 최대 리턴 스트로크(return stroke)가 소진된 후에(cf. 도 16), 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함된 에너지 흡수 요소(16, 26)에 의해 달성되는 에너지의 최대 흡수가 소진된다. 도 16에 도시된 상태, 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 특성 작동로드를 초과한 충격력이 완충 없이 제 3 베어링(15, 25)을 통하여 운송수단 언더프레임(102)으로 전달되는 상태를 피하기 위해, 상기 운송수단 언더프레임(102)과 제 3 베어링(15, 25)의 사이에 여분의 에너지 흡수 요소(40)가 구비된다. 도 16에 도시된 상태에서, 상기 범퍼바(11, 21)로부터 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)로 전달되는 힘은 선형의 힘으로 상게 제 3 베어링(15, 25)에 의해 추가적인 에너지 흡수 요소(40)로 전달된다.
도 14 내지 도 16에 도시된 충격흡수장치(100)의 실시예에서, 제 4 베어링(51)에 의해 상기 제 1 에너지 흡수 장치(10)의 상기 범퍼바(11)와 제 5 베어링(52)에 의해 상기 제 2 에너지 흡수 장치(20)의 상기 범퍼바(21)를 연결하는 완충판(50)이 더 채용되어 두 범퍼바(11, 21)중 하나가 각각 결합된 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의되는 피벗축에 대하여 피벗 될 때, 다른 범퍼바(21, 11)는 각각 결합된 제 1 베어링(22, 12)에 의해 정의되는 피벗축에 대하여 함께 동시적으로 피벗 된다.
간단하게 요약하면, 본 발명은 바람직하게는 운송수단의 전면 또는 후면영역의 운송수단 언더프레임(102)에 운송수단 길이방향 축(M)에 대칭되게 연결되는 제 1 에너지 흡수 장치(10)와 제 2 에너지 흡수 장치(20)를 포함하는 충격흡수장치(100)를 제안한다. 두 에너지 흡수 장치(10, 20)은 모두 수직 축에 피벗터블(pivotable)하고 운송수단 언더프레임(102)의 측면으로 연결되며 각각이 상기 운송수단 언더프레임(102)상에서 펜듈럼 지지체(13, 23)에 의해 지지되는 범퍼바(11, 21)를 포함한다. 상기 범퍼바(11, 21)와 펜듈럼 지지체(13, 23)의 조합은 정적으로 정의된 트라이포드(statically defined tripod)를 형성한다. 충돌의 경우, 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)의 펜듈럼 지지체(13, 23)는 힘의 정의된 소비(defined expenditure of force)에 의해 수축되고, 레일본 운송수단의 정면에서 범퍼바(11, 12)의 피벗팅이 일어난다. 피벗팅 움직임을 위해 필요한 에너지의 소비는 충돌의 운동에너지로부터 나온다. 두 에너지 흡수 장치(10, 20)의 특정한 배치에 의해서, 각각의 범퍼바(11, 21)는 큰(significant) 수직력을 흡수할 수 있고 따라서 오버라이드 가드(override guard)로 사용될 수 있다.
도 14내지 도 16에 도시된 실시예에서 볼 수 있는 것과 같이, 에너지 흡수 장치(10, 20)의 두 범퍼바(11, 21) 사이의 디자인-컨틴젠트(design-contingent) 틈(clearance)은 앞에서 언급한 완충판(50)에 의해 닫혀질 수 있는데, 상기 완충판(50)은 비록 이 영역에 작용하는 충격력이 두 범퍼바(11, 21)를 향한다 하더라도 상기 범퍼바(11, 21)의 피벗팅 움직임을 막지 않고, 따라서 에너지 흡수 장치(10, 20)의 에너지 흡수 요소(16, 26)을 사용한다.
에너지 흡수를 위한 메커니즘(에너지 흡수 요소(16, 26))은 바람직하게는 충격흡수장치(100)의 두 펜듈럼 지지체(13, 23)에 구비되는데, 바람직한 적용에 의존하면, 여러 가지 다른 가역 그리고 비가역 시스템 이들의 조합이 사용될 수 있다. 펜듈럼 지지체(13, 23)에 에너지 흡수 요소(16, 26)가 수용되는 것은 하나의 길이방향 힘 그리고 굽힘 모멘트가 없는 것 어떤 것이든지 전달이 필요하다는 장점을 준다. 따라서 중앙 버퍼 커플링의 구조에서 알 수 있는 모든 시스템이 사용될 수 있다. 특히, EN 15227의 요구사항을 이행하기 위해 점차적으로 또는 점진적으로 에너지 흡수 메커니즘의 반응힘(reaction force)을 주어진 리프트(given lift)로 바꾸어 주는 것이 말이 된다.
에너지 흡수의 사건의 연속은 충격흡수장치(100)의 최적 설계에 있어 필수적이다. 범퍼바(11, 21)와 펜듈럼 지지체(13, 23)의 공간적 배치와 버퍼 흡입(buffer intake)의 경우 공간적 변화의 점에서, 범퍼바(11, 21)의 외적 특성(external characteristic)은 펜듈럼 지지체(13, 23)에 있는 에너지 흡수 시스템의 내적 특성(internal characteristic)과 다르다. 힘이 각을 갖고 전달될 때, 예를 들어 비스듬한 충돌, 보통은 오직 충돌-측면 에너지 흡수 장치(10, 20)이 작동 되는데, 외적 특성 마찬가지로 변한다. 그러나 본 발명에 따른 해결책에 의해, 정적으로 정의된 시스템(statically-defined system)이 몹시 분석적으로 상술되고 계산된다.
계산이 적절히 맞을 수 있게 로드(load) 전달을 설계하기 위하여, 각각의 범퍼바(11, 21)의 정면은 바람직하게는 원형 아크(arc)로 구비되어, 그 중심 포인트가 제 2 베어링(14, 24)에 의해 정의된 피벗축에 자리잡는다. 이는 따라서 외부 로드(external load)가 방사상으로(radially) 단절점(articulation point)에 작용하고 계산되지 않은 굽힘 모멘트가 범퍼바(11, 21)에 유발 되지 않는 것을 가능하게 한다. 범퍼바(11, 21)의 라운드의 바깥 윤곽선은 두개의 같은 운송수단 사이의 충돌에서 범퍼바(11, 21)가 버퍼 흡입과 함께 서로 턴오버(turn over)하고 따라서 연장력(extending forces)이 추가적인 마찰력에 의해 거의 왜곡(distorted)되지 않을 수 있게 하는 것을 가능하게 한다.
상기에서 언급한 것과 같이, 본 발명의 에너지 흡수 장치(10, 20)의 배열은 범퍼바(11, 21)가 중요한 수직력(vertical forces)을 흡수 할 수 있어 범퍼바(11, 21)가 오버라이드 가드로도 또한 사용될 수 있게 한다. 범퍼바(11, 21)의 접촉면(18, 28)의 각각에 적용 가능한 오버라이드 가드 프로파일(override guard profile, 19, 29)을 제공하는 것이 특별히 바람직하다. 이러한 프로파일(19, 29)은 앞에서 설명한 상기 범퍼바(11, 21)의 라운드 바깥 윤곽선의 프로퍼티(properties)를 절대로 힌더(hinder) 하지 않는다.
원칙적으로 폭이 좁고 단단한 물체가 범퍼바(11, 21)의 사이로부터 운송수단으로 들어가지 못하도록 범퍼바(11, 21)의 사이에 완충판(50)을 배치하는 것을 생각할 수 있다. 상기 완충판(50)은 바람직하게는 두 범퍼바(11, 21)에 베어링(51, 52) 수단에 의하여 자리하여 초기 상태에서 움직임 없이 고정된다. 범퍼바(11, 21)의 하나 또는 둘 다의 버퍼 흡입(buffer intake)의 경우 완충판(50)은 상기 범퍼바(11, 21)내의 대응하는 리세스(recess) 내부로 미끄러진다. 이때, 버퍼 흡입을 포함하는 힘이 범퍼바(11, 21)에 작용하는지 완충판(50)에 작용하는지는 상관이 없다.
펜듈럼 지지체(13, 23)는 원칙적으로 종래의 커플링 로드와 정확하게 같은 기능을 한다. 따라서, 알려진 디자인의 에너지 흡수 요소가 사용될 수 있다: 철 또는 고무 스프링 은 가역 요소로 생각할 수 있고 유압 또는 정수압 버퍼이다. 반면에 변형튜브는 바람직하게 비가역의 에너지 흡수 요소로써, 메탈 폼(metal foam) 또는 허니콤(honeycomb)과 같은 변형 가능한 재료를 사용하는 것이 접을 수 있는 것 또는 롤러 튜브 또는 프랙튜어링(fracturing) 또는 절단 솔루션(severing solutions)를 생각할 수 있다. 다른 충돌 시나리오를 커버(cover)하기 위하여 투-스테이지 또는 멀티-스테이지(two-stage or multi-stage) 특성이 유리하기 때문에, 버퍼와 하나 또는 두개의 변형튜브가 조합을 이루는 것이 가장 알맞다.
따라서, 본 발명은 운송수단 구조상에 설치되거나 설치될 수 있는 충격이 가해지는 운송수단을 위한 충격흡수장치(100)에 관련이 있는데, 충돌에 있어서, 충격흡수장치(100)는 정의된 힘에 조절되게(controlled), 가역적인 또는 비가역인 접촉면(18, 28)의 일딩(yielding)에 의해 운동에너지의 방산을 허락한다. 채용된 에너지 흡수 요소(16, 26, 30, 40)의 특성을 적당하게 조절함에 의해, 본 발명은 각각의 운송수단의 조건에 맞게 채용이 가능하다. 특히 상기 충격흡수장치(100)는 다른 충격각; 예를 들어, 비스듬한 충격에도 또한 작동한다.
본 발명에 따른 에너지 흡수 장치(10, 20)는 분석적으로 계산할 수 있고 수직력에 원상으로 돌아가는 정적으로 정의된 시스템이다. 그 자체로 상기 시스템은 오버라이드 가드로서 사용될 수 있다.
본 발명은 상기 설명한 것처럼 실시예에 제한되지 않는다. 특히 충격흡수장치(100)에 두개 보다 더 많거나 더 적은 범퍼바(20)를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 베어링(11, 14, 15, 21, 24, 25)에 의해 정의되는 피벗축 또한 수직하게 뻗는 것이 필요하지 않다. 더구나 범퍼바(11, 21)가 운송수단 구조(K)의 바깥으로 연결되는(articulated) 것이 강조되지 않는다. 그러나, 상기 범퍼바(11, 21)는 운송수단 구조(K) 내에 연결되어(articulated)있으면, 이는 비스듬하게 충돌하는 경우에 상기 충격흡수장치(100)의 기능을 방해(hinder)할 수 있다.
비슷하게, 접촉면(18, 28)은 반드시 원형이어야 하는 것은 아니다. 그러나 상기 설명된 원형 디자인이 정의된 로드 전달과 롤링 모션의 측면에서 유리하다.
가정으로부터 현재 설명된 발명은 접촉면(18, 28)이 범퍼바(11, 21)의 통합 요소이다. 그러나 상기 접촉면(18, 28)이 두 알티큘레이션의 4열 이음(quadruple joint with two articulations)의 형태로 언더프레임(102)에 연결되는 것 또한 생각할 수 있다(더블 위시본 서스펜션 플러스 가이던스 또는 멀티-링크 독립 서스펜션으로 토크 지지체와 함께, with torque support as in a double wishbone suspension plus guidance or a multi-link independent suspension). 남은 자유도는 설명된 것처럼 펜듈럼 지지체(13, 23)에 의해 흡수된다. 상기 접촉면(18, 28)은 평생사변형의 면(side)처럼 움직인다. 두 동일한 운송수단이 서로 충돌한다면, 상기 접촉면(18, 28) 사이의 상대적인 이동은 없다.
두 범퍼바(11, 21) 사이의 열린 공간을 이어주기 위하여, -상기에 설명된 것처럼- 완충판(50)을 사용하는 것이 가능하다. 상기 범퍼바(11, 21) 사이의 열린 공간은 그러나 상기 범퍼바(11, 21)의 양 측의 비대칭적 디자인에 의해 닫히는 것 또한 가능하여 범퍼바(11, 21)는 서로 겹치거나 맞물릴 수 있다.
같은 방법으로, 상기 완충판(50)은 두개의 더 작은 완충판이 연결되도록 교체되는 것 또한 가능하고 총 세개의 알티큘레이션(total of three articulations)에 의해 각각의 범퍼바(11, 21)에 연결되는 것이 가능하다. 폭이 좁은 물체가 상기 범퍼바를 안으로 당길 수 있고 에너지의 흡수가 커진다.
도 14 내지 도 16에서 실례를 참고하여 도시된 실시예는 로드 스테이지(load stages)의 연속되는 배치를 사용한다. 반대로, -도 1 내지 도 3에 의한 실례를 참고하여 위에서 설명한 것처럼- 제 1 로드 스테이지가 어느 정도의 리프트(lift)를 커버(cover)하기 까지는 제 2 또는 부가적인 로드 스테이지가 작동하지 않도록 병렬적(parallel) 배열을 제공하는 것을 생각할 수 있다. 상기에서 설명한 것처럼, 부가적인 로드 스테이지는 운송수단의 언더프레임(102)에 개별적으로 부착되고 범퍼바 시스템의 무빙파트에 의해 작동되거나 충돌 물체로부터 완전하게 분리된다. 상기 범퍼바는 동시에(concurrently) 계속 작동하여 모든 병렬적으로 작동하는 시스템의 반응력이 합쳐진다.
원칙적으로 본 발명은 에너지 흡수 요소(16, 26)가 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되거나 합쳐지는 실시예에 제한되지 않는다. 에너지 흡수 요소가 없는 펜듈럼 지지체(13, 23)를 구비하는 것 또한 생각할 수 있고, 범퍼바(11, 21)는 고정되어 다른 충격흡수장치 그리고/또는 오버라이드 가이드(override guides)를 위한 정의된 힘 전달 포인트 또는 연결 포인트로서 제공될 수 있다. 비록 펜듈럼 지지체(13, 23)의 베이스 포인트가 에너지 흡수 구조(에너지 흡수 요소(40))에 관절 연결(articulated)된다고 하더라도, 에너지 흡수 요소를 포함한 펜듈럼 지지체(13, 23)가 구비되지 않을 수 도 있다. 펜듈럼 지지체(13, 23)는 힘을 전달 할 수 있고 반면에 실제 에너지 흡수 요소(40)은 다른 장소에 배치된다. 특히 펜듈럼 지지체(13, 23)가 공통의(common) 에너지 흡수 구조(에너지 흡수 요소(40))에 그 베이스 포인트가 관절 연결(articulated)되어, 비록 하나만 충격력을 받는다 하여도 범퍼바(11, 21) 둘 다 필연적으로 같이 움직이는 것을 생각할 수 있다.
Claims (15)
- 레일본(railborne) 운송수단, 특히 전차(streetcar) 운송수단에 사용되는, 상기 운송수단이 장애물에 충돌했을 때 발생하는 충격에너지의 적어도 일부분을 흡수하거나 방산하게 설계된 에너지 흡수 장치(10, 20)에 있어서, 하기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 장치(10, 20):
- 제 1 베어링(12, 22)에 의해 운송수단 언더프레임(underframe, 102)에 피벗터블하게(pivotably) 연결될 수 있는 범퍼바(11, 21);
- 펜듈럼 지지체(pendulum support, 13, 23)의 제 1 끝단이 제 2 베어링(14, 24)에 의해 상기 범퍼바(11, 21)에 연결되고, 제 2 끝단이 제 3 베어링(15, 25)에 의해 운송수단 언더프레임(102)에 연결되어 상기 범퍼바(11, 21)와 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)가 트라이포드(tripod)를 형성하는, 제 1 끝단과 제 2 끝단을 구비한 펜듈럼 지지체(13, 23); 및
- 상기 범퍼바(11, 21)가 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대하여 피벗팅(pivoting)할 때, 힘의 합모멘트가 선형적 힘으로써 에너지 흡수 메커니즘(energy-absorbing mechanism, 16, 26, 30, 40)으로 전달되고 적어도 일부가 흡수되고 방산되도록 구비되고 설계된 에너지 흡수 메커니즘(16, 26, 30, 40). - 제1항에 있어서,
상기 에너지 흡수 메커니즘(16, 26, 30, 40)은 펜듈럼 지지체(13, 23)의 내부에 포함되는 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)을 포함하여 상기 범퍼바(11, 21)가 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대하여 피벗팅(pivoting)할 때, 힘의 합 모멘트가 선형적 힘으로써 상기 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)에 전달되는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제2항에 있어서,
적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)은 상기 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)으로 미리 정의된 특성양(predefinable characteristic amount)까지의 힘이 전달되는 때에는 기본적으로 고정되게 설계되어 따라서 상기 범퍼바(11, 21)의 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대한 피벗팅 움직임을 방지하고, 그리고
상기 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)은 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)에 포함되어 힘의 특성양이 초과된 경우에 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 길이방향 수축이 일어나고 상기 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)이 상기 범퍼바(11, 21)의 피벗축에 대한 피벗팅 움직임을 허락하고 동시적으로 필요에 의해 에너지를 흡수하도록 더 설계된 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)은 미리 정의할 수 있는(predefinable) 반응 특성을 가진 파괴적으로 디자인된(destructively-designed) 변형 요소로써 설계된 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 에너지 흡수 메커니즘(16, 26)은 재생식으로 그리고 미리 정의할 수 있는 반응 특성을 갖도록 설계된 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 흡수 메커니즘(16, 26, 30, 40)은 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 제 2 끝단이 상기 제 3 베어링(15, 25)에 의해 연결되는 상기 운송수단 언더프레임(102)에 연결될 수 있는 적어도 하나의 제 2 에너지 흡수 요소(30, 40)을 포함하여 상기 범퍼바(11, 21)가 상기 제 1 베어링(12, 22)에 의해 정의된 피벗축에 대하여 피벗팅(pivoting)할 때, 힘의 합모멘트가 선형적 힘으로써 적어도 부분적으로 적어도 상기 하나의 제 2 에너지 흡수 요소(30, 40)에 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)를 경유하여 전달되는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 흡수 메커니즘(16, 26, 30, 40)은 하중 전달 요소에 의해 제 3 베어링(15, 25)에 연결되는 적어도 하나의 제 3 에너지 흡수 요소를 포함하는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 범퍼바(11, 21)에 결합되어 상기 범퍼바(11, 21)에 충격력을 전달하는 접촉면을 더 포함하고, 상기 접촉면(18, 28)은 적어도 하나의 볼록한 바깥 윤곽선(convex outer contour)을 포함하는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제8항에 있어서,
상기 접촉면(18, 28)의 적어도 한 면은 중심이 상기 제 2 베어링(14, 24)에 의해 정의된 피벗축에 자리잡도록 아크(arc)로 구비되는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 접촉면(18, 28)은 오버라이드 가드(override guard)의 프로비젼(provision)을 위한 프로파일(profile)을 구비한 적어도 하나의 면(19, 29)을 포함하는 에너지 흡수 장치(10, 20). - 레일본(railborne) 운송수단, 특히 전차(streetcar) 운송수단의 전면 또는 후면영역에 채용되며, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 제 1 그리고 제 2 에너지 흡수 장치(10, 20)포함하여, 상기 에너지 흡수 장치(10, 20)는 바람직하게는 운송수단의 전면영역 또는 후면영역에 있는 상기 운송수단 언더프레임(102)에 운송수단의 길이방향 축(L)에 대칭되도록 연결 가능하여 상기 범퍼바(11, 21)가 전면 또는 후면영역의 바깥 윤곽선(K)의 적어도 일부와 대응하는 충격흡수장치(100).
- 제11항에 있어서,
상기 범퍼바(11, 21)는 상기 제 1 베어링(12, 22)로 결합된 상기 범퍼바(11, 21)의 끝 영역 사이에 틈이 있도록 설계되고, 두 범퍼바(11, 21)를 연결하는 메커니즘(mechanism, 50, 51, 52)이 더 구비되어 상기 범퍼바(11, 21)의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결(bridges) 하는 충격흡수장치(100). - 제12항에 있어서,
상기 메커니즘(50, 51, 52)은 제 4 베어링(51)에 의해 상기 제 1 에너지 흡수 장치(10)의 상기 범퍼바(11)와 제 5 베어링(52)에 의해 상기 제 2 에너지 흡수 장치(20)의 상기 범퍼바(21)를 연결하는 완충판(50)을 포함하여 물체가 상기 완충판(50)에 정면에서 충돌한 경우 발생하는 충격력이 상기 완충판(50)으로부터 상기 두 범퍼바(11, 21)에 상기 각각의 범퍼바(11, 21)에 부착되는 끝 영역을 통하여 전달되고 따라서 상기 두 에너지 흡수 장치(10, 20)에 전달되는 충격흡수장치(100). - 제12항에 있어서,
상기 범퍼바(11, 21)의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이의 틈을 다리연결(bridges)하기 위해 제 2 범퍼바(21)뿐만 아니라 제 1 범퍼바(11)를 고정되게 연결하는 특히 케이블, 벨트, 또는 체인 같은, 상기 메커니즘(50, 51, 52)은 상기 범퍼바(11, 21)의 연결식이 아닌(non-articulated) 끝 영역 사이에 구비되는 유연 요소(flexible element)를 포함하는 충격흡수장치(100). - 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두 에너지 흡수 장치(10, 20)의 상기 펜듈럼 지지체(13, 23)의 제 2 끝단이 공통의(common) 에너지 흡수 요소(40)에 연결되는 충격흡수장치(100).
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