KR880001162B1 - 철도차량의 롤 안정성 증가장치 - Google Patents

철도차량의 롤 안정성 증가장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

철도차량의 롤 안정성 증가장치
제1도는 레벨링 밸브(levelling valve)의 배관도를 함께 도시한 공기현수장치를 구비한 차량몸체의 평면도.
제2도는 롤 안정장치와 레벨 링 밸브를 구비한 제1보기(bogie)를 통과하는 제1도의 선(II-II)에 의한 단면도.
제3도는 차량의 중앙에 비상지지부를 설치하고 중앙에 위치한 레벨링 밸브를 구비한 제2보기를 통과하는 제1도의 선(III-III)에 의한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차량몸체 2a, 2b, 2c, 2d : 공기 스프링 벨로우즈
3a : 제1보기(bogie) 3b : 제2보기
4a, 4b : 레벨링 밸브 6a, 6b : 링크
7 : 롤 안정장치 8 : 비틀림바아
9 : 보기프레임 10a, 10b : 레버
11a, 11b : 수직링크 12 : 제3레벨링 벨브
13 : 평형도관 14a, 14b, 14c : 비상스프링
15a, 15b : 벨로우즈판 16 : 중앙피버트
17 : 멈춤부
본 발명은 공기현수 장치를 구비한 철도차량의 롤 안정성을 증가시키는 장치에 관한 것이다.
종래 기술에서는, 선로의 굴곡이 차량몸체의 비틀림 강성에도 불구하고 탈선에 영향을 미치지 않도록 하는 방법으로, 철도차량의 제2현수장치로써 작동하는 공기스프링 벨로우즈를 제어한다. 이러한 목적을 위하여, 제1보기의 측면 공기스프링 벨로우즈는 차량몸체가 하부 가까이의 보기에 대하여 거의 평행하도록 분리된 레벨링 밸브에 의해 제어된다. 그러나, 제2보기의 공기스프링 벨로우즈는, 평균높이가 제1보기의 공기스프링 벨로우즈의 높이와 일치한 동안에는 그 종축에 대하여 제2보기의 진동운동이 차량몸체 하부에서 이루어져서 차량몸체의 어떠한 비틀림 편위가 이루어질 필요없이 구부러진 선로를 통과할 수 있도록, 공기스프링 벨로우즈 사이의 중앙에 설치된 레벨링 밸브에 의해서만 제어된다. 이는 차량의 탈선을 방지하지만, 이러한 구조는 어떠한 경우에는 특히 공기스프링 벨로우즈의 지지기저부가 보다 좁아지는 선로가 좁은 상태에서 차량이 작동할 경우에는 만족할 만한 롤 안정성을 유지할 수가 없다(독일연방공화국 특허공개 제28 30 359호).
또한 종래의 다른 기술에서는, 롤 안정장치를 차량몸체 하부의 두 보기에 장착한 것이 있었다. 이러한기술의 공통점은 보기프레임 안에 회전 가능하게 지지된 동시에 차량몸체에 대하여 수직으로 위치한 링크와 수평으로 위치한 아암의 수단에 의해 양단부에 연결된 비틀림바아로써 형성된 롤 안정장치를 가지고 있다 . 이러한 시스템은 요동운동을 제한하는데 적절하지만, 양 보기의 그 종축에 대한 선회능력에 대하여 자동적으로 지장을 초래하고 이에따라 필요한 만큼 선로의 굴곡과 조화될 수 없으며 차량몸체가 비틀림이 강한 경우에 탕선의 우려가 있다.
보기가 공기 현수장치로 끼워져 있는 경우에, 종래의 경우에는 3지점에서 비상지지시스템을 마련하여야 한다. 이러한 구조에서는, 제1보기의 비상지지부는 각 공기스프링 벨로우즈안에 일체로 된 고무결합 금속 복합스프링(rubber-bonded-metal composite spring)의 형태를 취한다.
제2보기의 비상지지부는 중심피버트에 위치한 비상스프링상에 위치한다. 이 비상스프링은 코일스프링이나 탄성재료의 스프링으로 형성될 수 있다. 이 보기의 공기스프링의 수직궤도에 대한 비상지지부의 여유는, 어느 한 공기 벨로우즈가 편향될 경우에 비상스프링이 먼저 하중을 받고 보기의 종축에 대한 선회능력이 무리없이 통상적인 선로의 굴곡과 충분히 조화되도록 설정된다. 이러한 시스템의 결점은 공기스프링 벨로우즈의 불충분한 롤 안정성이다(독일연방공화국 실용신안 제81 37 758호).
이와 달리, 본 발명의 목적은 탈선에 대한 안전도를 감소시키지 않는 동시에 롤 운동을 제어하는 것이다.
이러한 목적은, (가) 차량몸체가 두개의 측면 공기스프링 벨로우즈에 의해 제1보기에 대하여 지지되고 각 공기스프링 벨로우즈가 분리된 제1및 제2레벨링 밸브와 결합되며, 제2보기가 측면 공기스프링 벨로우즈에 의하여 차량몸체 하부에 스프링 지지되고, 상기 공기스프링 벨로우즈중 하나는 차량 중심영역에 설치된 제3레벨링 밸브의 수단에 의해 제어 가능한 동시에 제2보기의 다른 공기스프링 벨로우즈는 평형도관의 수단에 의해 차량의 같은 측면상에 제1보기의 공기스프링 벨로우즈와 연결되도록 구성되고, (나) 제1보기에 차량 몸체와 보기프레임 사이에 설치된 롤 안정장치를 형성하고, (다) 비상지지부를 3지점에 마련하여, 제1보기가 고무결합 금속 복합스프링으로써 형성된 동시에 공기스프링 벨로우즈와 단일 유니트를 형성하는 2개의 비상스프링을 구비하고, 제2보기가 보기의 중심피버트와 동심으로 연장된 중앙 비상스프링을 구비하므로써, 성취될 수 있다.
종방향의 평형력을 구비한 3지점 제어시스템에 의하여, 제2보기는 어떠한 구속력 없이 선로의 굴곡에 일치하여 선회될 수 있다. 따라서, 차량몸체가 비틀림 강성을 갖는 경우 조차도 탈선에 대한 우려가 없다. 제1보기의 롤 안정장치를 과잉요동을 방지한다. 차량몸체는 적절한 비틀림 강성을 필요로 하기 때문에 하나의 롤 안정장치로 충분하고, 제2의 롤 안정장치는(그 종축에 대한)제2보기의 선회능력을 방해할 뿐이다. 롤 안정장치와, 함게 3지점에 마련된 비상 지지부는 롤 안정성을 증진시키고 탈선에 대한 안전도를 증가시킨다.
롤 안정장치의 특징은 비틀림바아가 보기프레임 안에 주행방향에 대하여 횡단되는 동시에 수평으로 위치하고, 그 단부에 주행방향에 대하여 평행한 동시에 수평으로 평행아암을 형성하고, 아암의 자유단에 수직으로 설치된 링크가 끼워져서 이에 의해 차량몸체가 아암에 대하여 지지되도록 구성된 것이다.
본 발명은 도면과 함께 하기에서 실시예에 의해 보다 상세히 설명된다.
제1도에 의하면, 도시되어 있지 않지만 후술될 보기상에 4개의 공기스프링 벨로우즈(2a 내지 2d)를 통하여 차량몸체(1)가 지지되어 있다.
차량몸체(1)는 제1보기(3a)에 대하여는 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)를 통해 제2보기(3b)에 대하여는 공기스프링 벨로우즈(2c, 2d)를 통해 스프링 지지되어 있다 . 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)의 높이는 공기도관(5)과 각각 연통된 제1및 제2레벨링 밸브(4a, 4b)에 의해 제어된다. 레벨링 밸브(4a, 4b)는 차량몸체에 연결되고 레벨링 밸브(4a, 4b)와 제1보기(3a)사이의 링크(6a, 6b)에 의해 제어된다. 따라서, 차량몸체(1)는 제1보기에 평행하게 설정된 높이로 유지된다. 공기스프링 벨로우즈의 팽창 특성에 의하여, 해안철도와 같은 좁은 선로를 갖는 경우에는 공기스프링 벨로우즈의 지지기저부가 근복적으로 감소되어 있기 때문에, 차량몸체(1)는 제1보기(3a)에 대하여 요동한다. 본 발명에 의하면, 이러한 결점을 보기프레임(9)안에 회전 가능하게 지지되고 주행방향에 대하여 평행하게 설치된 수평레버(10a, 10b)에 대하여 그 자유단이 회전되지 않도록 지지된 비틀림바아(8)로 구성된 롤 안정장치(7)를 제1보기(3a)안에 마련하는 것과, 레버(10a, 10b)를 수직링크(11a, 11b)를 통하여 차량몸체(1)안에 연결하는 것에 의해 해결하고 있다.
(제3도의)제2보기(3b)의 스프링 벨로우즈(2c, 2d)는 차량중앙에 위치한 제3레벨링 밸브(12)에 의해 제어되는 동시에 공기스프링 벨로우즈(2d)는 공기스프링 벨로우즈(2d)와 제1보기의 공기스프링 벨로우즈(2b)를 연결하는 평형도관(13)을 통해 제어된다. 공기스프링 벨로우즈(2c)가 직접 레벨 제어되는 사실에 의하여, 제2보기(3b)는 차량몸체(1)에 대하여 그 종축을 중심으로 선회할 수 있다 . 그러나, 차량몸체(1)의 높이는 일정하게 유지된다. 이러한 점에 의하여, 차량은 각 바퀴가 부하가 걸리지 않는 것이 없이 그리고 이에 의한 탈선이 일어나지 않고 선로 굴곡에 적응할 수 있다.
공기스프링 벨로우즈가 누설되거나 공기가 스프링 시스템으로부터 빠져나가는 경우를 대비하여, 비상 지지시스템이 마련되어 있다 . 이 시스템은 3개의 비상스프링(14a, 14b, 14c)으로 형성되고, 비상스프링(14a, 14b)는 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)안에 일체로 되어 있는 동시에 제3비상스프링(14c)는 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)사이의 차량중심에 설치된다. 이러한 3지점상에 끼워져 있는 비상지지시스템에 의하여, 제2보기(3b)의 그 종축에 대한 선회능력을 유지시키고, 이와 동시에 제어기능을 보조하는 롤 안정장치(7)와 함께 차량몸체(1)가 비상스프링(14a, 14b)상에 안착되므로써 차량의 제어할 수 있다.
제2도에는 제1보기(3a)영역에서 제1도의 선(II-II)에 의한 단면도가 도시되어 있다. 차량몸체(1)는 보기프레임(9)상에 2개의 측면 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)를 통하여 스프링 지지되어 있다. 공기스프링 벨로우즈(2a)과 공기스프링 벨로우즈(2b) 모두는 제1및 제2레벨링 밸브(4a, 4b)에 의해 제어된다. 레벨링 밸브(4a, 4b)는 한 단부는 차량몸체(1)에, 다른 단부는 링크(6a, 6b)를 통하여 보기프레임(9)에 연결되어 있다. 이러한 구조에 의하여, 차량몸체(1)와 보기프레임(9)을 차량몸체(1)에 대하여 거의 평행하게 유지시킨다.
요동운동을 억제할 수 있는 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)는 제1보기(3a)안에서 롤 안정장치(7)에 의해 보조된다. 이는 보기프레임(9)안에서 회전 가능하게 지지된 비틀림바아(8)로 구성되고, 비틀림바아(8)의 단부는 레버(10a, 10b)에 회전되지 않도록 연결된다. 수평으로 위치한 레버(10a, 10b)는 링크(11a, 11b)의 수단에 의하여 차량몸체(1)에 연결된다. 차량몸체(1)의 경사, 예를 들어 좌측으로의 경사는 링크(11b)와 레버(10b)를 통하여 비틀림바아(8)를 비틀게 하고, 이때에 우측의 레버(10a)와 링크(11a)에는 하향으로의 복원력을 발생시켜서, 좌측으로의 요동운동에 반작용된다.
제1보기(3a)안의 비상지지 작용은 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)의 벨로우즈판(15a, 15b)으로 부터 거리(X)만큼 아래에 설치된 비상스프링(14a, 14b)에 의해 마련된다 만일 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)가 파손되거나 공기공급이 중단되면, 벨로우즈판(15a, 15b)은 비상스프링(14a, 14b)상에 놓여지게 된다.
제3도에는 제1도의 선(III-III)에 의한 제2보기(3b)의 단면도가 도시되어 있다. 차량몸체(1)는 측면 공기스프링 벨로우즈(2c, 2d)를 통해 현수된다. 제2보기(3b)상의 비상지지 작용은 중앙 피버트(16)둘에의 차량의 중심선에 설치된 중앙 비상스프링(14c)에 의해 마련된다. 이러한 비상스프링(14c)은 차량몸체(1)에 연결된 멈춤부(17)로부터 거리(y)만큼 위에 설치되어 있다. 거리(y)는 제1보기(3a)안의 비상스프링(14a, 14b)의 간격(X)과 일치하도록 구성된다. 또한, 공기스프링 벨로우즈(2c, 2d)에도 비상지지부(18a, 18b)가 형성되어 있지만 이의 간격(Z)는 비상스프링(14c)의 거리(y)보다 크며, 이에 따라 공기스프링 벨로우즈가 파손되면, 비상스프링(14c)만이 하중을 받게되고 보기(3b)는 무리하지 않고 구부러진 선로를 통과하도록 그 종축에 대한 선회운동을 수행할 수 있다.
차량몸체(1)의 높이를 조정하기 위하여, 공기스프링 벨로우즈(2c 또는 2d, 이 경우에는 2c이다)는 높이변화가 발생되면 작동될 수 있도록 차량의 중심에 설치된 제3레벨링 밸브(12)에 연결되는 동시에 구부러진 선로를 통과할 때 차량몸체(1)에 대한 보기(3b)의 선회운동에 대하여는 제3레벨링 밸브는 작동하지 않는다. 공기스프링 벨로우즈(2b, 2d)는 평형도관(13)에 의햇 제1도에 도시된 바와 같이 연결되고, 이는 제2레벨링 밸브(4b)에 의해 공동으로 제어된다.
본 발명에 의한 장치는 어떠한 장애없이 구부러진 선로를 통과하게 하며, 차량몸체의 비클림 연성 또는 비틀림 강성과는 관계없이 탈선에 대한 안정성을 갖는다.

Claims (2)

  1. 차량몸체(1)가 두개의 측면 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)에 의해 제1보기(3a)에 대하여 지지되고, 각 공기스프링 벨로우즈가 분리된 제1및 제2레벨링 밸브(4a, 4b)와 결합되며, 제2보기(3b)가 측면 공기스프링 벨로우즈(2c, 2d)에 의하여 차량몸체(1)하부에 스프링 지지되고, 공기스프링 벨로우즈중 한 공기스프링 벨로우즈(2c)는 차량중심선 영역에 설치된 제3레벨링 밸브(12)에 의해 제어 가능하고, 제2보기(3b)의 다른 공기스프링 벨로우즈(2d)는 평형도관(13)의 수단에 의해 차량의 같은 측면상에 제1보기(3a)의 공기스프링 벨로우즈(2b)와 연결되도록 구성되고, 제1보기(3a)에 차량몸체(1)와 보기프레임(9)사이에 설치된 롤 안정정치(7)를 형성하고, 비상 지지부를 3지점에 마련되고, 제1보기(3a)가 고무결합 금속 복합스프링으로써 형성된 동시에 공기스프링 벨로우즈(2a, 2b)와 단일유니트를 형성하는 두개의 비상스프링(14a, 14b)를 구비하고, 제2보기(3b)가 보기(3b)의 중앙피버트(16)와 동심으로 연장된 중앙 비상스프링(14c)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기현수 장치를 구비한 철도차량의 롤 안정성 증가장치.
  2. 제1항에 있어서, 롤 안정장치(7)가 보기프레임(9)안에 주행방향에 대하여 횡단되는 동시에 수평으로 지지된 비틀림바아(8)로 구성되고, 비틀림바아(8)가 그 단부에 주행방향에 대하여 평행하고 수평으로 설치된 레버(10a, 10b)를 구비하고 레버의 자유단에 수직으로 설치된 링크(11a, 11b)가 끼워져서 이에 의해 차량몸체(1)가 레버(10a, 10b)에 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공기현수 장치를 구비한 철도차량의 롤 안정성 증가장치.
KR1019850000693A 1984-03-01 1985-02-04 철도차량의 롤 안정성 증가장치 KR880001162B1 (ko)

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