KR20050113275A - Running gear for a railway vehicle provided with an improved transversal suspension - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적어도 하나의 휠셋(wheelset), 제1의 서스펜션에 의해 상기 휠셋 상에 지지된 러닝 기어 프레임, 러닝 기어 프레임 상에 객차 보디(coach body)를 지지하기 위한 제2의 서스펜션 및 트랜스버스 서스펜션을 포함하는 철도 차량용 러닝 기어에 관한 것이다.The invention relates to at least one wheelset, a running gear frame supported on the wheelset by a first suspension, a second suspension and a transverse suspension for supporting a coach body on the running gear frame. It relates to a running gear for a railroad vehicle comprising a.
에어 스프링식 철도 차량의 에어 스프링에는 통상적으로 트랜스버스 스프링과 트랜스버스 댐퍼가 결부되어 있다. 2개의 에어 스프링과 센트럴 핀(central pin)을 갖는 에어 스프링식 철도 차량의 전통적인 설계에서는, 트랜스버스 스프링과 트랜스버스 댐퍼가 통상적으로 길이 방향의 편심 위치 또는 하부 중앙 위치에 배치된다. 두 위치 모두 대체로 바람직하지 않은 동력학적 거동을 초래한다. 길이방향의 편심 위치에의 배치는, 서스펜션 요소들의 효율에 있어서의 저감 및 패러시틱 회전 진동(parasitic rotational vibration)을 초래한다. 하부 중앙 위치는 롤링 운동(rolling motion)을 증대시키며, 그에 따라 횡방향 및 롤링 운동의 댐핑을 저감시킨다.An air spring of an air spring type railway vehicle is usually connected with a transverse spring and a transverse damper. In the traditional design of an air spring rail vehicle having two air springs and a central pin, the transverse spring and the transverse damper are typically arranged in the longitudinal eccentric position or the lower center position. Both positions generally result in undesirable kinematic behavior. The placement in the longitudinal eccentric position results in a reduction in the efficiency of the suspension elements and parasitic rotational vibration. The lower center position increases the rolling motion, thus reducing the damping of the transverse and rolling motions.
도 1은 본 발명에 따른 러닝 기어의 제1의 예시적인 실시예의 개략도.1 is a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a running gear according to the invention.
도 2는 본 발명에 따른 러닝 기어의 제2의 예시적인 실시예의 개략도.2 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of a running gear according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 러닝 기어의 제3의 예시적인 실시예의 개략도.3 is a schematic representation of a third exemplary embodiment of a running gear according to the present invention.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 액슬 섹션1: axle section
2 : 레일 휠2: rail wheel
3 : 러닝 기어 프레임3: running gear frame
4 : 제1의 서스펜션(코일 스프링)4: 1st suspension (coil spring)
5 : 객차 보디5: carriage body
6 : 에어 스프링(제2의 서스펜션)6: air spring (second suspension)
7 : 에어 스프링 벨로우즈(bellows)7: air spring bellows
8 : 에어 스프링의 보조 체적(auxiliary volume)8: auxiliary volume of air spring
9 : 에어 스프링의 보조 스프링9: auxiliary spring of air spring
10 : 중간 지지부(중간 크로스바)10: middle support part (intermediate crossbar)
11 : 롤러11: roller
12 : 객차 보디 크로스바12: carriage body crossbar
13 : 롤러 트랙13: roller track
14 : 연결 요소14: connecting element
15 : 컨트롤 부재15: control member
16 : 트랜스버스 댐퍼16: transverse damper
17 : 홀더17: holder
18 : 개구(리세스)18: opening (recess)
19 : 프로그레시브 크로스 스프링(progressive cross spring)19: progressive cross spring
20 : 크로스 스프링20: cross spring
21 : 수직 댐퍼21: vertical damper
22 : 롤 스태빌라이저(roll stabilizer)22: roll stabilizer
23 : 스태빌라이저 가이드23: stabilizer guide
24 : 능동 크로스 스프링24: active cross spring
25 : 능동 크로스 스프링25: active cross spring
26 : 객차 보디 크로스바의 개구26: opening of the carriage body crossbar
27 : 준능동(semi-active) 또는 능동 크로스 스프링27: semi-active or active cross spring
28 : 객차 보디 크로스바28: Car Body Crossbar
본 발명의 목적은 전술한 단점들을 회피할 수 있도록 서두에서 특정된 타입의 러닝 기어를 수정하는 것이다. 가능한 최대의 기능성을 제공하는 포괄적인 러닝 기어에 컴팩트한 설계의 매우 안락한 서스펜션이 제공되게 된다.It is an object of the present invention to modify the running gear of the type specified at the outset so as to avoid the aforementioned disadvantages. The compact running design provides a very comfortable suspension in a comprehensive running gear that provides the maximum functionality possible.
이 목적은 본 발명에 따라 서두에서 특정된 타입의 러닝 기어에 있어서 청구항 1의 특징부에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 러닝 기어는 실질적으로, 트랜스버스 서스펜션 및/또는 트랜스버스 댐핑이 제2의 서스펜션의 위 및 객차 보디의 바닥부의 아래에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이 경우에, 트랜스버스 서스펜션은 바람직하게는 러닝 기어의 중앙에 배치된다. 트랜스버스 서스펜션 및/또는 트랜스버스 댐핑의 이와 같은 상부 및 중앙 배치의 결과로서, 횡방향 및 롤링 운동은 더 적은 상호 영향하에서 보다 양호하게 제어될 수 있다. 트랜스버스 서스펜션 및/또는 트랜스버스 댐핑의 중앙(중간) 배치의 결과로서, 러닝 기어의 횡방향 및 회전 진동의 사이에서 커플링이 발생하지 않으며, 이는 서스펜션 요소들의 효율을 향상시키고 능동 조절 시스템에 있어서 보다 높은 조절 특성을 달성할 수 있게 해준다. 본 발명에 따른 러닝 기어는 극도의 컴팩트한 설계로 최대의 기능성 및 성능을 제공한다. 본 발명의 러닝 기어는 비교적 단순한 설계에 의해 구별되어지며, 그래서 저비용으로 구현될 수 있다.This object is solved by the features of claim 1 in a running gear of the type specified at the outset according to the invention. The running gear according to the invention is characterized in that the transverse suspension and / or the transverse damping is arranged above the second suspension and below the bottom of the carriage body. In this case, the transverse suspension is preferably arranged in the center of the running gear. As a result of this top and center placement of the transverse suspension and / or transverse damping, the transverse and rolling movements can be better controlled under less mutual influence. As a result of the center (middle) placement of the transverse suspension and / or transverse damping, no coupling occurs between the transverse and rotational vibrations of the running gear, which improves the efficiency of the suspension elements and in the active regulation system It allows to achieve higher regulating characteristics. The running gear according to the present invention provides an extremely compact design for maximum functionality and performance. The running gear of the present invention is distinguished by a relatively simple design, so it can be implemented at low cost.
본 발명에 따른 러닝 기어의 바람직한 실시예 및 유익한 실시예는 종속항에서 특정된다.Preferred and advantageous embodiments of the running gear according to the invention are specified in the dependent claims.
이하에서는 복수의 예시적인 실시예를 나타내는 도면을 참조하여 본 발명이 상세하게 설명된다.The invention is described in detail below with reference to the drawings showing a plurality of exemplary embodiments.
도 1에 도시된 러닝 기어는 복수의 휠셋(wheelset)을 구비하는데, 간략화를 위해 그 중에서 휠셋의 하나의 트랙 휠(2)을 갖는 하나의 액슬 섹션(1) 만이 도시되어 있다. 휠셋은 각각 브레이크(도시하지 않음), 예를 들면 디스크 브레이크를 구비하며, 액슬 가이드(도시하지 않음) 내에서 가이드된다.The running gear shown in FIG. 1 has a plurality of wheelsets, of which only one axle section 1 with one track wheel 2 of the wheelset is shown for simplicity. The wheelsets each have a brake (not shown), for example a disc brake, and are guided in an axle guide (not shown).
러닝 기어는, 코일 스프링의 형태인 제1의 서스펜션(4)에 의해 휠셋 상에 지지되는 러닝 기어 프레임(3)을 더 포함한다. 철도 차량의 객차 보디(5), 예를 들면 승객 운송용의 장거리 열차의 객차 보디는 제2의 서스펜션(6)에 의해 러닝 기어 프레임(3) 상에 지지된다. 객차 보디(5) 중에서 실질적으로 객차 보디(5)의 바닥부만이 본 명세서에서는 도시되어 있다. 제2의 서스펜션은 에어 스프링(6)으로 구성된 적어도 2개의 서스펜션 유닛으로 구성된다. 에어 스프링(6) 각각은, 에어 스프링 벨로우즈(7), 보조 체적(8) 및 수직 방향으로 작용하는 보조 스프링(9)을 갖는다. 에어 스프링(6)의 구성요소들(7 내지 9)은 바람직하게는 가능한 한 서로 가깝게 배치된다. 이와 같은 방식으로, 높은 진동수에서의 동적 스티프닝(dynamic stiffening) 또는 바람직하지 않은 스로틀 효과(throttle effect)를 초래할 수 있는 긴 연결 라인이 회피될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 에어 스프링(6)의 구성요소들(7 내지 9)은 서로 바로 상하 관계로 배치된다.The running gear further comprises a running gear frame 3 supported on the wheelset by a first suspension 4 in the form of a coil spring. The carriage body 5 of a railway vehicle, for example the carriage body of the long-distance train for passenger transport, is supported on the running gear frame 3 by the 2nd suspension 6. Only the bottom of the carriage body 5 among the carriage bodies 5 is shown in this specification. The second suspension consists of at least two suspension units consisting of air springs 6. Each of the air springs 6 has an air spring bellows 7, an auxiliary volume 8 and an auxiliary spring 9 acting in the vertical direction. The components 7 to 9 of the air spring 6 are preferably arranged as close to each other as possible. In this way, long connecting lines can be avoided that can lead to dynamic stiffening at high frequencies or undesirable throttle effects. As shown in FIG. 1, the components 7 to 9 of the air spring 6 are arranged directly in vertical relationship with each other.
에어 스프링(6)의 위에는, 자체적으로 알려진 경동(傾動) 장치(tilting device)가 장착되는 크로스바(10) 형태의 중간 지지부(10)가 위치되며, 이 경동 장치에 의해 객차 보디(5)는 특히 곡선을 따라 이동할 때 그 길이 방향 축에 대하여 제어된 방식으로 경사질 수 있다. 중간 크로스바(10) 상에 배치된 경동 장치는 바람직하게는, 크로스바(10) 상의 특수한 홀더에 장착된 4개의 롤러(11)를 포함한다. 4개의 롤러 중에서, 본 명세서에는 2개의 롤러(11)만이 도시되어 있다. 이들 롤러(11) 상에는, 하부면 상에 롤러(11)와 결부된 롤러 트랙(13)을 갖는 객차 보디 크로스바(12)가 위치되어 있다. 롤러 트랙(13)은 곡선으로 또는 볼록하게 구성될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 이들은 실질적으로 그 연장선들이 V자의 변(邊)과 같이 한 점에서 교차하도록 서로 다른 방향으로 경사진 편평한 롤러 트랙(13)으로 이루어져 있다. 객차 보디 크로스바(12)는 특수한 연결 요소(14)에 의해 객차 보디(5)에 연결되어 있다. 롤러(11) 및 롤러 트랙(13)은 객차 보디(5)의 수직한 길이방향 중심 평면 또는 길이방향 중심 축에 실질적으로 대칭적으로 배치되어 있다.Above the air spring 6 is located an intermediate support 10 in the form of a crossbar 10 on which a tilting device known per se is mounted, by which the carriage body 5 is in particular As it moves along the curve, it can be tilted in a controlled manner about its longitudinal axis. The tilting device disposed on the intermediate crossbar 10 preferably comprises four rollers 11 mounted in a special holder on the crossbar 10. Of the four rollers, only two rollers 11 are shown here. On these rollers 11, a carriage body crossbar 12 having a roller track 13 associated with a roller 11 is located on the lower surface. The roller track 13 can be configured curved or convex. In the exemplary embodiment shown, they consist essentially of flat roller tracks 13 inclined in different directions such that their extension lines intersect at one point, such as the sides of the V. The carriage body crossbar 12 is connected to the carriage body 5 by means of a special connecting element 14. The rollers 11 and roller tracks 13 are arranged substantially symmetrically in the vertical longitudinal center plane or longitudinal central axis of the carriage body 5.
제어 요소(15)의 단부들은 중간 크로스바(10) 및 객차 보디 크로스바(12) 상에 피벗에 의해 설치되며, 상기 제어 요소는 예를 들면 전기기계식, 유압식 또는 전기-유압식 틸트 액추에이터, 특히 이중 작동 유압 실린더를 포함할 수 있다.The ends of the control element 15 are installed by pivot on the intermediate crossbar 10 and the carriage body crossbar 12, which control elements are for example electromechanical, hydraulic or electro-hydraulic tilt actuators, in particular double acting hydraulics. It may include a cylinder.
트랜스버스 댐퍼(16)는 중간 크로스바(10)의 위에 배치된다. 트랜스버스 댐퍼(16)는, 일단이 중간 크로스바(10) 상에서 지지되고 타단이 홀더(17)에 의해 러닝 기어 프레임(3) 상에서 지지된다. 트랜스버스 댐퍼(16)는 특히 준능동(semi-active) 트랜스버스 댐퍼로 이루어질 수 있다. 트랜스버스 댐퍼(16)와 결부된 홀더(17)는 2개의 에어 스프링(6)의 사이에서 실질적으로 중앙에 배치되며, 러닝 기어 프레임(3)으로부터 에어 스프링(6)보다 위의 레벨까지 연장된다. 이러한 용도로, 러닝 기어 프레임(3)은 예를 들면 타워 형상의 개구 또는 리세스(18)를 가질 수 있으며, 이를 통하여 홀더가 돌출하게 된다. 러닝 기어 프레임(3)은 2개의 트랜스버스 부재를 가지고 있다. 트랜스버스 댐퍼(16)를 지지하는 홀더(17)는 러닝 기어 프레임(3)의 2개의 트랜스버스 부재에 연결되거나, 또는 바람직하게는 프레임(3)의 2개의 트랜스버스 부재의 길이방향 연결에 의해 형성된다. 또한, 러닝 기어 프레임(3)과 중간 크로스바(10)의 사이에서 측방향의 상대적인 경로를 제한하도록 기능하는(저지 장치) 프로그레시브 크로스 스프링(19)이 이 홀더(17)에 부착되며, 마찬가지로 중간 크로스바(10) 상에 지지된다. 점진적으로 작용하는 크로스 스프링(19)은 중간 크로스바(10)의 바로 밑에 배치된다.The transverse damper 16 is arranged above the intermediate crossbar 10. The transverse damper 16 has one end supported on the intermediate crossbar 10 and the other end supported on the running gear frame 3 by the holder 17. The transverse damper 16 may in particular consist of a semi-active transverse damper. The holder 17 associated with the transverse damper 16 is disposed substantially centrally between the two air springs 6 and extends from the running gear frame 3 to a level above the air springs 6. . For this purpose, the running gear frame 3 may have, for example, a tower shaped opening or recess 18, through which the holder protrudes. The running gear frame 3 has two transverse members. The holder 17 supporting the transverse damper 16 is connected to two transverse members of the running gear frame 3, or preferably by longitudinal connection of two transverse members of the frame 3. Is formed. A progressive cross spring 19 is also attached to this holder 17, which functions to limit the lateral relative path between the running gear frame 3 and the intermediate crossbar 10 (stopping device), and likewise the intermediate crossbar. (10) is supported. A progressively acting cross spring 19 is arranged just below the intermediate crossbar 10.
에어 스프링(6)의 전방 및 후방의 길이방향에는, 러닝 기어 프레임(3)과 중간 크로스바(10)의 사이에 각각 하나의 크로스 스프링(20)이 배치되며, 그 중에서 단 하나의 크로스 스프링만이 본 명세서에 도시되어 있다. 홀더에 의해 러닝 기어 프레임(3) 및 중간 크로스바(10) 상에서 지지되는 크로스 스프링(20)은 바람직하게는 프레임의 오목한 곳에 배치된다.In the longitudinal direction of the front and rear of the air spring 6, one cross spring 20 is disposed between the running gear frame 3 and the intermediate crossbar 10, of which only one cross spring is provided. Shown here. The cross spring 20, which is supported on the running gear frame 3 and the intermediate crossbar 10 by a holder, is preferably arranged in the recess of the frame.
트랜스버스 댐퍼(16)는 경동 장치의 4개의 롤러(11) 중 2개의 사이에 배치됨을 알 수 있다. 경동 장치의 제어 요소(15)는 다른 2개의 롤러의 사이에 배치된다.It can be seen that the transverse damper 16 is arranged between two of the four rollers 11 of the tilting device. The control element 15 of the tilting device is arranged between the other two rollers.
각각 하나의 수직 댐퍼(21)가 에어 스프링(6)의 외측에서 러닝 기어 프레임(3)과 중간 크로스바(10)의 사이에 배치된다. 요건에 따라, 하나 또는 두 개의 롤 스태빌라이저(roll stabilizer)(22)가 제공된다. 롤 스태빌라이저의 토션 로드(torsion rod)가 러닝 기어 프레임(3) 상에 장착되는 한편, 스태빌라이저 가이드(가이드 부재)(23)가 에어 스프링(6)의 외측에서 중간 지지부(10) 상에 피벗에 의해 설치된다.Each vertical damper 21 is arranged between the running gear frame 3 and the intermediate crossbar 10 on the outside of the air spring 6. Depending on the requirements, one or two roll stabilizers 22 are provided. The torsion rod of the roll stabilizer is mounted on the running gear frame 3, while the stabilizer guide (guide member) 23 is pivoted on the intermediate support 10 on the outside of the air spring 6. Is installed.
도 2에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예는, 특히 수동(受動)으로 작용하는 크로스 스프링 및 수동으로 작용하는 트랜스버스 댐퍼 대신에, 능동 트랜스버스 서스펜션이 중간 크로스바(10)의 위에 및 그에 따라 에어 스프링(6)(제2의 서스펜션)의 위에 배치된다는 점에서 도 1에 따른 예시적인 실시예와 다르다. 능동 트랜스버스 서스펜션은 여기서, 중간 크로스바(10)의 개구(18)를 관통하는 홀더(17)의 상단(上端) 및 중간 크로스바(10) 상에 부착되는 2개의 능동 크로스 스프링(24, 25)으로 형성된다. 2개의 능동 크로스 스프링(24, 25) 대신에 홀더(17) 상에 단 하나의 능동 크로스 스프링을 제공하는 것도 또한 가능하다. 홀더(17)는 다시 객차 보디(5)의 길이방향 중심 평면에 배치되며, 그 타단부가 러닝 기어 프레임(3) 상에 부착되어 있다. 이 경우에, 객차 보디(5)에는 경동 장치가 또한 제공된다. 객차 보디 크로스바(12)는 객차 보디(5)에 부착되고, 이 크로스바는 그 하부면 상에 아크(arc) 형상의 곡선 롤러 트랙(13)을 가지며, 이 롤러 트랙에 의해 객차 보디(5)는 중간 크로스바(10) 상에 장착된 롤러(11) 상에 놓이게 됨을 알 수 있다.The exemplary embodiment shown schematically in FIG. 2 shows that, in particular, instead of a manually acting cross spring and a manually acting transverse damper, an active transverse suspension is mounted on the intermediate crossbar 10 and thus air. It differs from the exemplary embodiment according to FIG. 1 in that it is arranged above the spring 6 (second suspension). The active transverse suspension here consists of two active cross springs 24, 25 attached on the upper cross of the holder 17 and the intermediate crossbar 10 through the opening 18 of the intermediate crossbar 10. Is formed. It is also possible to provide only one active cross spring on the holder 17 instead of two active cross springs 24, 25. The holder 17 is again arranged in the longitudinal center plane of the carriage body 5, the other end of which is attached on the running gear frame 3. In this case, the carriage body 5 is also provided with a tilting device. The carriage body crossbar 12 is attached to the carriage body 5, which has an arc-shaped curved roller track 13 on its lower surface, whereby the carriage body 5 It can be seen that it lies on the roller 11 mounted on the intermediate crossbar 10.
도 3은 본 발명에 따른 러닝 기어의 제3의 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예와 대비하여, 이 경우에는 객차 보디(5)가 경동 장치를 갖고 있지 않다. 에어 스프링(6)의 사이에서 대략 중앙에 또는 대략적으로 객차 보디(5)의 길이방향의 중심 평면에 배치된 홀더(17)는 다시 러닝 기어 프레임(3) 상에 장착된다. 홀더의 상단에는 크로스 스프링(27)이 지지되며, 크로스 스프링의 타단은 객차 보디 크로스바(28) 상에 지지된다. 크로스 스프링(27)은 바람직하게는 준능동 또는 능동의 공기식, 유압식, 유압-공기식, 전기기계식 또는 전기-유압식 서스펜션 및 댐핑 요소로서 구현된다. 러닝 기어 프레임 및 객차 보디 크로스바(28) 상에 피벗에 의해 설치된 수직 댐퍼(21)는 에어 스프링(6)에 평행하게 배치된다. 객차 보디 크로스바(28)는 다시 특수 연결 요소(14)를 통하여 객차 보디(5)에 연결된다.3 shows a third exemplary embodiment of a running gear according to the invention. In contrast to the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, in this case the carriage body 5 does not have a tilting device. The holder 17, which is arranged approximately midway between the air springs 6 or approximately in the longitudinal center plane of the carriage body 5, is again mounted on the running gear frame 3. A cross spring 27 is supported on the upper end of the holder, and the other end of the cross spring is supported on the carriage body crossbar 28. The cross springs 27 are preferably embodied as semi-active or active pneumatic, hydraulic, hydraulic-air, electromechanical or electro-hydraulic suspensions and damping elements. The vertical damper 21 installed by the pivot on the running gear frame and the carriage body crossbar 28 is arranged parallel to the air spring 6. The carriage body crossbar 28 is in turn connected to the carriage body 5 via a special connecting element 14.
그래서 본 발명은, 러닝 기어와 객차 보디 사이의 인터페이스를 근본적으로 변경할 필요 없이 또는 객차 보디의 구조를 간섭할 필요 없이, 원하는 바에 따라 능동 크로스 스프링, 준능동 트랜스버스 댐퍼 및 경동 기술의 옵션이 구비된 모듈식 러닝 기어를 제공한다.Thus, the present invention is equipped with the option of active cross springs, semi-active transverse dampers and tilting techniques as desired without the need to fundamentally change the interface between the running gear and the carriage body or to interfere with the structure of the carriage body. Provides a modular running gear.
상술한 바와 같이, 본 발명은 적어도 하나의 휠셋, 제1의 서스펜션에 의해 상기 휠셋 상에 지지된 러닝 기어 프레임, 러닝 기어 상의 객차 보디를 지지하기 위한 제2의 서스펜션 및 트랜스버스 서스펜션을 포함하는 철도 차량용 러닝 기어 등에 이용할 수 있다.As described above, the invention provides a railway comprising at least one wheelset, a running gear frame supported on the wheelset by a first suspension, a second suspension for supporting a carriage body on the running gear and a transverse suspension. It can be used for a vehicle running gear and the like.
Claims (24)
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