KR840000393B1 - 진동 흡수 궤도 차륜 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진동 흡수 궤도 차륜

제1도는 차륜 플랜지에 측면으로 설비된 텅이 장착된 중실(中實) 차륜형태인 궤도 차륜의 측면도.

제2도는 제1도에 따른 궤도 차륜의 부분 축단면도.

제3도는 림에 설비된 텅이 장착된 타이어 차륜 형태인 궤도 차륜의 부분 축단면도.

제4도는 차륜 타이어에 고착된 분리환에 설비된 텅이 장착된 타이어 차륜 형태인 궤도 차륜의 부분 축산면도.

제5도는 차륜 플랜지 대역이 중실 차륜형태인 궤도 차륜의 축단면도.

제6도는 결합되어 블록을 형성하며 서로 굴곡 형태로 설비된 여러 세트의 텅이 장착된 제5도에 따른 궤도 차륜의 부분 축단면도.

제7도는 제6도의 굴곡형으로 설비된 텅과는 달리 평행한 텅이 장착된 제5도에 따른 궤도 차륜의 부분 축단면도.

제8도는 제6도 및 제7도의 것에 근사한 블록을 형성하도록 결합된 다른 텅의 설비가 장착된 제5도의 것에 유사한 축단면 형태의 궤도 차륜의 부분도.

제9도는 상이한 궤도 차륜의 차륜 트레드 측면으로부터 차륜 플랜지의 측환상홈에 매입된 텅이 장착된 제1도-제8도의 차륜 트레드 측면까지의 정면도.

제10도는 선 Ⅰ-Ⅰ에 따른 축단면 형태의 제9도에 따른 궤도 차륜의 부분도.

제11도는 블록을 형성하는 한 세트의 텅의 정면도.

제12도는 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면형태인 제11도에 따른 블록.

제13도는 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면형태인 제11도에 따른 블록.

제14도는 블록을 형성하는 다른 세트의 텅외 정면도.

제15도는 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면형태인 제14도에 따른 블록.

제16도 및 제17도는 두 개의 상이한 예로써 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면형태인 제11도에 따른 텅의 세트.

제18도는 제5도-제7도에 따라 제조된 중심 차륜 형태인 궤도 차륜 : 위에서 왼쪽은 세미-액시얼 단면도, 오른쪽은 부분 평면도, 중간에서 오른쪽은 사용된 공명 흡수기 형태(A 및 B) 의 등각 투상도, 아랫쪽에 있는 것은 차륜의 둘레에 A 및 B 형태의 공명 흡수기가 분포되는 모양.

제19도는 제18도에 따른 궤도 차륜이 커브를 통과할 때 생성되는 음향수준을 진동수에 따랄 표현한 도표로서, 위의것은 공명 흡수기가 있을 때이며, 아래것은 공명 흡수기가 없을 때이다.

제20도는 제18도에 따른 궤도 차륜이 커브를 통과할 때, 생성되는 음향 수준을 커브의 통로를 따라서 표현한 도표로서, 위의것은 공명 흡수기가 없을 때이며 아랫것은 공명 흡수기가 있을 때이다.

제21도는 중심차륜 형태의 다른 궤도 차륜을 도시하며, 위에서 왼쪽은 세미-액시얼 단면도, 오른쪽은 부분 평면도, 아래에서 오른쪽은 사용된 공명 흡수기의 등각 투상도.

제22도는 제21도의 궤도 차륜이 레일위를 달릴때 생성되는 음향수준을 속력에 따라 표현한 도표로서, 위에서 실선 및 점선은 각각 공명 흡수기가 없을 때 및 있을 때이고, 아래에서 실선 및 점선은 지면과 함께 각각 공명 흡수기가 없을 때 및 있을 때이다.

본 발명은 차륜 보디(Wheel body), 특히 차륜 플랜지(flange), 차륜 타이어 또는 차륜 림(rim)에 설비된 여러개의 공병 흡수기가 장착된 진동흡수 궤도 차륜(track wheel)에 관한 것으로서, 상술한 공명 흡수기는 궤도 차륜 주위에 분포되어 있으며 메스(mass)및 제동 물질로 구성되어 있다.

차륜 플랜지에 부착된 제동물질로 구성된 환(ring)에 의하여 빽하는 소음의 원인이 되는 축방향의 진동을 제동하고자 시도되어 왔다. 그러나 그와같이 하여 성취된 결과는 만족스럽지 못하였다. (독일 특허 제1,605,065호).

차륜 플랜지의 환상홈에 고착되어 있고, 각각 소형 판, 환(ring) 단면 또는 환디스크로 구성되어 있으며, 그들의 접촉표면이 고도로 점성이 있는 윤활형 물질로 피막되어 있는 환상 보디 부분을 제동하므로서 소음을 제동하고자 또한 시도되어 왔다. 출원인의 이와 같은 시도는 실제로 성공적이 못되었다.

상술한 형태의 공지된 다른 궤도 차륜에는, 공명 흡수기가 차륜 플랜지 가까이에 있는 차륜 디스크에 고착되어 있다. 각 공명 흡수기는 원통형 고무 완충기를 함유하고 있으며, 이것의 전면에는 두개의 금속 디스크가 나사볼트와 함께 주형을 이루고 있다. 그러나 실제에 있어서 일년의 비교적 짧은 기간 동안 작동 후에 진동 흡수궤도 차륜으로서의 제동 효과가 사실상 떨어졌다. 이때문에 그와같은 진동 흡수 궤도 차륜은 사실상 성공적이 못되었다. (VDI Journal, Vol.96, No.6, 21.2. 1954, 171-175페이지).

본 발명의 목적은 차륜에서 야기되는 진동을 더욱 효과적으로 흡수하며, 특히 장기간 사용할 수 있는 궤도 차륜용 공명 흡수기를 제공함에 있다.

이 목적은 본 발명에 따라 해결되는데, 각각이 공명 흡수기는 제동물질의 중간층에 의하여 서로서로 분할되어 있으며 차륜의 상이한 자연적 진동수로 회전하는 여러개의 텅(tongue)으로 구성되어 있다.

그와같은 궤도 차륜에 의하여 진동은 효과적으로 흡수한다.

각각 세트(Set)를 형성하며 차륜의 상이한 자연 진동수로 변화하는 텅은 여러가지 방법으로 제작될 수 있다. 제1예에 따르면, 텅은 중실 차륜의 경우 차륜 플랜지를 또는 타이어 차륜의 경우 차륜림을 환상으로 제조하므로서 제작되며, 이러한 방법으로 제작된 환은 방사 절편에 의하여 공명 흡수기에 해당하는 각각의 세트로 분할된다. 다른 예에 따르면, 텅은 나사볼트에 의하여 차륜 타이어에 고착된 분할 환으로 제조하므로서 제작되며, 이러한 방법으로 제작된 환은 방사 절편에 의하여 공명 흡수기에 해당하는 각각의 세트로 분할된다.

제작면에 있어 더욱 간단한 또다른 예에 따르면, 텅은 판, 특히 높이와 길이는 동일하나 폭이 다른 판으로 구성되며, 이 판은 동일 베이스(base)에 평행 또는 굴곡형(직열로)으로 설비된다. 이 방법에 의하여 동일 베이스에 설비된 텅은 차륜 보디에 단단히 고착되는 블록을 형성한다. 블록은 차륜 보디에 직접 고착될 수 있다. 그러나 이들은 차륜 보디, 특히 차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜림에 있는 오목한 곳에 수축되어 있는 환에, 특히 나사 결합장치에 의하여 고착되는 것이 바람직하다.

각각의 텅세트를 고착시키는 제조비용은 각각 두개의 인접한 텅세트가 공통 베이스에 할당되는 경우 낮은 수준으로 유지할 수 있다.

판-형 텅을 가진 베이스(base)는 일단의 텅단부로서 제작되는 것이 바람직하며, 또는 이중텅의 경우에는 공통베이스, 일단의 텅의 중앙 부분 및 특히 그 사이에 용접된 격리판, 가능하다면 덮개판으로 제작되는 것이 바람직하다. 그와같은 베이스는 판형 텅 및 격리판만이 하나가 다른 하나의 상부에 중접되어 차륜보디에 미쳐야 할 필요가 있기 때문에 제작면 및 조립면에서 바람직하다.

그러나 판형텅 대신에 특히 직경이 다른 상이한 크기를 가진 봉형텅, 특히 둥근 스토크(stock)를 사용할 수 있다. 예컨데 크기, 특히 직경 및/또는 벽 두께가 다른 중공(中空)봉이 적당하다. 그와같은 경우에 이들 봉은 부분적으로 서로 공통축에 설비되며 서로 일정한 간격을 이룰 수 있기 때문에 봉 사이의 중강 공간은 제동물질로 채워지며, 내부봉은 중실봉 이거나 제동물질이 채워진 중실봉이다. 봉단부 또는 봉의 중앙및 격리부재로 베이스를 제작하고 이들을 함께 용접하는 것이 또한 근본적으로 가능하긴 하나, 베이스는 또한 밀집한 또는 구멍이 뚫린 블록으로 구성될 수 있으며, 봉은 용접되거나 상술한 블록속에 삽입된다.

각각이 블록을 형성하며 그들 베이스에 의하여 차륜 보디, 특히 차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜 팀과 단단하게 연결되어 있는 텅은 차륜 보디의 환상홈에, 특히 제동물질에 매입되는 것이 바람직하다. 이 설비는 공명 흡수기가 장착된 궤도 차륜의 밀집구조를 성취할 뿐만 아니라 또한 결합을 제공하여 주며, 이 설비는 차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜 림과 공명 흡수기 사이에서 차륜 진동을 전환시키는데 바람직하다. 환상홈을 제작하는데 필요한 추가적 생산비는 거의 중요시 되지 않는데, 그 이유는 외형의 직경이 만들어 지도록 차륜이 회전선반에 미쳐야 하기 때문이다. 환상홈은 작동시 외부 영향으로부터 블록을 보호하여, 홈이 매입되는 제동물질과 관련하여 홈에 양호한 보지력을 제공하며, 예컨데 단일 나사볼트만이 각 경우에서 홈을 고착시키는데 필요하다. 차륜에 매입된 텅은 이 설비에 의하여 어떠한 소음(예, 바람소음)도 발생시키지 않는다.

그속에 설비된 텅을 가진 환상홈은 차륜 보디, 특히 차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜림의 각 측부에 제공되는 것이 바람직하다.

환상홈에 의하여 제공된 공간을 적절하게 사용하기 위하여, 텅은 환상홈의 만곡부의 반경에 따라 만곡시킨다.

궤도 차륜이 고무-쿠션으로 되어 있고 그의 차륜타이어가 고무 삽입물에 의하여 차륜림에 연결되어 있는 경우, 공명 흡수기는 차륜 타이어, 특히 환상홈에 설치된다. 고무쿠션 궤도차륜과 차륜 보디에 부착된 공명 흡수기의 결합은 특히 우수한 제동 효과를 나타낸다.

알루미늄과 강철이 텅의 물질로서 적당하다.

차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜 림의 환상홈에 매입된 공명 흡수기가 장착된 본 발명에 따른 궤도 차량의 제작은 다음 방법으로 수행한다. 즉, 동일베이스에 설비된 텅을 차륜 보디, 특히 차륜 플랜지, 차륜 타이어 또는 차륜 림에 고착시킨 다음, 나머지 중간 공간을 하나의 경우 텅사이에, 다른 경우에는 텅 및 환상홈의 측부와 베이스 사이에 제동물질로 채운다. 경화되기 전에 자유롭게 유동하는 물질을 제동물질로 사용하는 것이 바람직하며, 상술한 물질은 실리콘 탄성물질과 같이 경화후에 20-60소아(Shore)의 소아경도 및 높은 내부 제동성을 가진 플라스틱으로 제작된다.

도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도에 도시한 궤도 차륜은 중실(中實) 차륜의 형태이며, 본질적으로 바 뀌통(1), 차륜 디스크(2) 및 차륜 플랜지(3)로 구성되어 있다. 제3도 및 제4도의 예는 차륜 플랜지가 차륜 타이어(4)와 차륜 림(5)으로 분할되어 있는 궤도 차륜을 보여주고 있다.

차륜 플랜지(3), 차륜 타이어(4) 또는 차륜 림(5)은 내부로 면하여 허브(1) 주변상에 분포된 다수의 공명 흡수기(6)를 가지고 있으며, 상술한 공명 흡수기(6)는 텅(7,8,9,10,11,12,13) 및 상술한 텅 사이에 설비된 진동 흡수물질의 삽입물(14)로 구성되어 있다. 각각의 텅(7-13)은 차륜의 축용물질로부터 환상으로 만듦으로서 제조되며, 이렇게 하여 제조된 환(ring)은 제1도에 따른 방사 절단부(6a)에 의하여 각각의 세트(Set)로 분할된다. 텅(7-13)의 길이와 폭은 차륜의 자연적 진동수에 대하여 전향시키는데 중요하다. 텅(7-13)의 위치는 흡수될 진동방향에 대하여 중요하다. 축 진동을 흡수하기 위하여, 텅(7,8,9)이 설비되며, 이들은 하나가 다른것 뒤에 놓여 있는 방사면에 설비되어 있으며, 축방향으로 회전할 수 있다. 방사방향의 진동을 흡수하기 위하여 텅(10-13)이 제공되어 있다. 이들은 공통축면에서 하나가 다른것 위에 설비되어 있다. 상이한 자연 진동수의 방사 및 축 진동에 부응하는 텅이 주변의 각 구획에 설비되어 있기 때문에 축 및 방사 방향의 차륜 진동은 이들 텅이 제작되어 있는 지점, 즉 차륜 플랜지 및 차륜타이어에서 흡수되어 소음 완충 작용이 최적이 된다.

제2도-제4도에 도시한 바와 같이 , 텅은 중실의 차륜(제2도)의 경우 차륜 플랜지로부터, 타이어 차륜(제3도)의 경우 차륜 림으로부터, 또는 환상으로 제작되어 방사방향으로 분할된 상이한 타이어 차륜(제4도)의 경우 나사볼트에 의하여 차륜타이어에 고착된 분할 환(15)으로부터 제작될 수 있다.

제5도 및 제6도의 예에서, 각각의 세트는 차륜과 함께 하나의 조각으로부터 작용하지는 않으나, 차륜에 고착된 각각의 블록(18)을 형성한다, 각 블록(18)은 높이와 길이가 동일하며 두께가 다른 몇개의 텅(20-23)으로 구성되어 있으며, 이들 각각의 사이에는 진동 흡수물질인 삽입물(24)이 제공되어 있다.

텅(20-23)은 그들의 상이한 두께를 선택함으로서 차륜의 자연적 진동수에 따라 선회한다. 텅(20-23)은 동일한 베이스(25)상에서 하나가 다른것 위에 뇌문(雷紋)형으로 설비되어 있다. 이렇게 하여 형성된 각각의 블록(18)은 나사볼트에 의하여 환(16)에 나삽되는데, 환(16)은 차륜 플랜지(26)에 있는 후미진 곳으로 수축한다. 블록(18)은 텅(20-23)이 차륜 플랜지 (26)로부터 차륜 디스크(27)로 통하는 자유공간에 설치되도록 환(16)의 후측에 설비되어 있으며, 텅의 면은 차륜 디스크의 축에 수직이다.

제5도로부터 알 수 있는 바와같이, 블록(18)의 베이스(25)는 나사볼트(19)용 구멍이 설비되어 있는 부착물(25a, 25b)를 가지고 있다.

제5도 및 제6도의 예의 변형으로서, 블록(28)은 또한 제7도의 예에따라 공통 크로스헤트에 의하여 베이스(35)에 연결되어 있는 평행 텅(29-33)으로 구성되어 있으며, 그 사이에 진동 흡수물질인 삽입물(34)이 제공되어 있다.

제5도 및 제6도의 예에서와 같이 제8도의 예에서, 블록(38)은 하나가 다른것 위에 뇌문형으로 설비되어 있으며, 진동 흡수물질인 삽입물(44)에 의하여 서로서로 분리된 텅(40-43)에 의하여 형성된다. 제5도 및 제6도의 예와는 반대로 제7도의 예에서 블록(38)은 나사볼트(39)에 의하여 수축 환(36)의 내부에 고착되어 있다. 차륜 플랜지 (26)으로부터 차륜 디스크(27)로 통하여 자유공간에서의 각각의 텅(40-43)의 위치는 상이한 형태로 고착시키므로서 접촉하지 않는다.

이와는 달리, 상술한 블록(18,28)을 나사볼트로 차륜 디스크(27)에 직접, 바람직하기로는 림 또는 차륜 플랜지(26) 가까이에 고착시키는 것이 또는 가능하다. 이경우 천이대역은 가능한한 차륜 플랜지 또는 림에 가까이에서 고착이 수행될 수 있도록 보통 이상으로 되어야 한다.

제9도-제13도에 도시한 궤도 차륜의 가장 바람직한 예는 허브를 향한 차륜 플랜지(51)에서 각각의 경우 마주하는 측면(52,53)에 환상홈(54,55)을 가지고 있다. 다수의 블록(56,-58)이 주위방향으로 이들 환상홈(54,55)에 하나가 다른 하나 뒤에 설비되어 있다. 각각의 블록 (56-58)은 길이와 높이는 같으나 두께가 다른 몇 개의 판형 텅(61-65)으로 구성되어 있다. 텅(61-65)은 두께가 동일한 짧은 길이의 판(66)에 의하여 중앙에서 떨어져 지지되어 있으며, 동일한 두께와 짧은 길이인 저부판(67), 및 동일하게 길이가 짧으나 더 두꺼운 상부판(68)에 의하여 덮혀져서 보다 강도를 제공하여 준다. 텅(61-65)과 판(66)및 덮개판(67,68)은 밀집한 다발을 형성하며, 외주연상에 연신된 비드(69)를 용접하므로서 함께 보지된다. 이 방법에서 텅(61-65)의 중앙부분은 블록(56-58)의 다른 자유텅(61-65)용의 판과 덮개판(66-68)과 함께 고정 베이스(46)를 형성한다.

이 방법으로 형성된 블록(56-58)이 차륜 플랜지(51)에 고착될 수 있도록, 이들은 베이스(46)에 나사볼트(71)용 중앙구멍(70)을 가지고 있다. 처륜 플랜지(51)에 있는 환상홈(54,55)의 대역에 분포되어 있는 축구멍(72)은 단일 나사볼트(71)가 있는 환상홈(54,55)에서 서로 대항하여 놓여있는 블록(56-58)의 각각을 연결할 수 있도록 제공되어 있다. 대항하여 있는 블록(56-58)은 나사볼트(71)가 고정 연결부에 도달할 때 대항하는 블록과 차륜 플랜지(51)를 위한 밀집 베이스(46,47)사이에 제작되도록 저부 덮개판(67)과 함께 홈의 플로아(floor) 에 직접 놓여있다.

제9도로부터 알 수 있는 바와같이, 하나가 다른 하나 위에 설비되어 있는 블록(56-58)은 틈(gap)을 채우도록 위치해 있다. 홈의 베이스와 블록(56-58) 사이 및 홈(54,55)의 측벽과 블록(56-58)사이에는 공간이 남아 있다. 블록(56-58)이나 나사볼트(71)에 걸치는 한, 환상홈(54,55)은 제동물질, 예컨데 실리콘 탄성 고무로 채워지며, 이 실리콘 탄성고무는 틈을 통하여 유동하여 각각의 텅(61-65)사이의 중앙 공간(75) 및 예컨데 환상홈(54,55)의 측벽과 블록(56-58)의 외측사이의 틈(73,74)과 같은 홈(54,55)의 중공 공간을 채우기 때문에 결국 텅(61-65)은 제동물질로 완전히 매입된다. 자유롭게 유동하는 제동물질이 고화된 후, 길이와 폭이 같으나 두께가 다른 텅(61-65)은 그들 사이에 놓여있는 제동물질인 삽입물(75)과 함께 상이한 진동수로 변화되는 공명 흡수기를 형성한다.

제14도-제17도에 도시한 예의 경우, 텅은 두께가 있는 평행 둥근봉(82)(제16도)으로서 제작되거나 하나가 다른 것 내에서 동심으로 배열되어 있는 봉상핵(84)(제17도)과 함께 관(83)으로서 제작된다.

텅(82-84)은 밀집블록(76)의 대항측부에 용접되어 있다. 텅(82-84)과 함께 블록(76)은 제10도에 도시한 바와같이 궤도 차륜의 대항하는 홈에 놓여있다. 홈이 진동 흡수물질로 완전히 채워지므로서, 텅(82-84)은 이 진동 흡수물질에 완전히 매입된다.

제18도에 도시한 궤도 차륜은 850mm의 직경, 122mm의 허브 직경, 165mm의 허브폭 및 121mm 의 차륜 플랜지의 폭을 가진다. 제5도-제7도에서 상세히 설명한 바와 같이 A 및 B형의 공명 흡수기는 차륜 플랜지의 후미진 곳에 위치한 환(ring)에 의하여 차륜과 연결된다. 제18도에서 사용된 공명흡수기(A 및 B)의 양 형태의 비율 및 분포는 제18도의 저부에 주어져 있다. 공명 흡수기의 대표적인 분포는 차륜의 양측에 제공된다.

공명 흡수기의 효과는 제19도 및 제20도의 두 도식에 나타나 있다. 피크값(S_0-S₄)은 잡음의 원인이 되며, 그 중에서 S_1-S₄은 빽하는 잡음의 원인이 된다(제19도). 피크값(S₀)은 B형 진동 흡수기에 의하여 감소되는 반면에 피크값(S_1-S₄)은 A형 진동흡수기에 의하여 감소된다. 공명흡수기의 텅은 진동수의 피크(peak)에 부응하도록 설계되어 있다. 아래 도식과 위의 도식을 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 공명 흡수기는 피크값의 완전 감소를 수행한다.

또한 제20도의 양 곡선은 하나의 곡선을 통하여 지나가는 길 위에 그린 잡은 수준이 공명 흡수기에 의하여 상당히 제동되기 때문에 그 곡선 대역에서의 잡음형성이 레일(rail) 대역의 나머지 부분보다 거의 크지 않음을 보여주고 있다.

제21도에 도시한 궤도 차륜은 950mm의 직경, 190mm의 허브직경, 190mm의 허브폭 및 135mm의 차륜 플랜지의 폭을 가지고 있다. 제7도에 도시한 형태의 16개의 공명 흡수기는 각각의 경우 차륜 디스크에서 차륜 플랜지까지의 전이대역에 있는 대항하는 후미진 곳에서 차륜에 직접 고착되어 있다. 제22도는 제19도 및 제20도의 기준과 상이한 기준, 즉 속도에 따른 잡음수준을 도시한 것이다. 상부의 두 곡선은 레일표면을 아주 만족시키는데 결정적인 반면에, 아래의 두 곡선은 레일표면을 만족스럽지 못하게 하는데(파문) 결정적이다. 이 두 경우에서, 형성된 잡음의 상당한 제동은 흡수기가 장착된 궤도차륜의 결과이다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와 같이, 여러개의 공명 흡수기가 차륜의 바깥둘레 근처에 돌아가며 배치되고, 각각의 흡수기가 질량체와 감쇠물질로 구성되는 궤도 차륜에 있어서,

   각 공명흡수기(6,18,28,38,56,57,58,78)는 질량체로서 다수의 텅(tongue, 7∼13, 20∼23, 29∼33, 40∼45, 61∼65, 82∼84)을 지니며 각각의 텅이 감쇠물질(14,24,34,44,75)의 중간층에 의하여 인접한 다른 텅으로부터 분리되고 차륜의 각기 상이한 고유진동수로 조정되는 점에 특징이 있는 궤도 차륜.

Images