KR101408478B1

KR101408478B1 - 충격흡수장치

Info

Publication number: KR101408478B1
Application number: KR1020107004211A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 칸스바이트
Original assignee: 보이트 파텐트 게엠베하
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2014-06-19
Also published as: ES2373828T3; CN101801757A; RU2462381C2; AU2008297116B2; WO2009034123A1; CA2695818C; ATE533683T1; CA2695818A1; US7735427B2; PL2188165T3; BRPI0815348A2; US20090065462A1; KR20100052492A; AU2008297116A1; EP2188165B1; EP2188165A1; RU2010113921A; CN101801757B

Abstract

본 발명은 충격흡수장치(100)에 관한 것으로 특별히, 전달력을 위한 구성요소와 함께 결합되는 부가적인 비가역적 충격흡수장치로 사용되는 충격흡수장치(100)에 관한 것이다. 높은 충격 에너지를 믿을만하게 흡수하기 위해서, 충격흡수장치(100)는 하기 요소들을 포함한다: 베이스판(1); 텐셔닝 요소(4)를 구비한 하중전달요소(3); 일측이 상기 베이스판(1)에 연결되어 변형튜브(5)의 형상을 한 에너지 흡수 요소; 그리고 상기 하중전달요소(3)를 상기 변형튜브(5)의 타측에 분리 가능하게 연결하는 연결요소(6), 상기 연결요소(6)는 텐셔닝 요소(4)를 누르고, 이러한 방법으로 상기 변형튜브(5)는 상기 텐셔닝 요소(4)와 상기 베이스판(1) 사이에서 움직임 없이 텐션(tensioned)된다.

Description

충격흡수장치{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 충격흡수장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 힘의 전달을 위한 컴포넌트(component)와 함께 부가적인 비가역의 충격-흡수 스테이지(stage)로 사용되는 충격흡수장치에 관한 것이다.

항구에서 조종을 하거나 부두에 정박을 시킬 때에 손상으로부터 배의 바깥 선체를 보호하기 위해 소위 펜더(fender)를 사용하는 것이 알려져 있다. 보통, 보호 몸체로 작동하는 펜더는 배와 부두 사이에 위치되어 한편으로는 충격흡수장치로 쓰이고, 다른 한편으로는 스페이서(spacer)로써, 선체가 벗겨지지 않도록 한다. 독립적으로 고안된 펜더는 보통 큰 배를 위해 사용되는데, 선창 설비시설(wharfage facility)의 컴포넌트(component)가 된다. 이러한 선창 설비시설로서 디자인된 펜더는 특정의 탄성 정도를 갖는바, 배를 부두에 대거나 물결에 흔들릴 때 배의 움직임을 따라 특정범위 따라 움직일 수 있다.

그러나, 이와 같이 채용된 펜더의 탄성 감쇠능(elastic damping capacity)이 초과되면, 배의 선체가 손상을 입을 위험이 발생하는데 이는 예를 들어 배가 부두에 감쇠되지 않은 상태로 부딪히면 합성 충격 에너지(resultant impact energy)가 배의 선체에 완충되지 않고 전달되기 때문이다. 이렇게 배의 선체에 손상을 주는 것을 막기 위하여, 채용된 펜더의 감쇠능이 초과되고 그때 적어도 일부분의 결과적인 충격 에너지(resulting impact energy)를 흡수했을 경우 작동하는 비가역적으로 디자인된 충격흡수장치가 제공되어 각각 상기 에너지를 변형일과 열로 변환하는 것을 생각할 수 있다.

충격력의 댐핑(damping)과 충격으로부터 야기된 충격 에너지의 효과적인 흡수는 일반적인 문제이고, 이는 특별히 움직이는 물체에서 그러한데, 물체의 질량 때문에 사건의 예상 가능한 결과에 따라 정해진 방식으로 흡수되는 높은 운동에너지는 고려될 필요가 있다(when due to the mass of the object, high kinetic energies which are to be absorbed in a defined manner pursuant a predictable sequence of events need to be factored in).

이는 선창 설비시설이 특정 충격 보호 컴포넌트(specific impact protection components)를 제공하는 오일탱커(oil tankers)와 같은 배에만 적용하는 것이 아니라, 레일본(railborne) 운송수단에도 적용한다. 버퍼 스탑(buffers stops)은 레일(rail) 기술로부터 알려져 있는데, 예를 들어 트랙을 끝내거나 기찻길의 트랙의 막힌 길에서 레일 운송수단이나 레일카(railcar)가 트랙의 끝을 넘어서 운행되는 것을 막는 의도를 가지고 제공된다. 버퍼 스탑은 보통 운행중인 레일 운송수단으로부터 가능한 많은 에너지를 흡수하여 레일 운송수단이 가능한 손상을 입지 않은 상태로 남도록 구성된다. 이 과정에서 버퍼 스탑은 변형되거나 파괴될 수 있다.

그러나, 충격흡수장치는 또한 범퍼의 형태도 될 수 있다. 이는 운송수단 상의 구조적 요소와 관계가 있는데, 험한 장애물에 의해 충돌이나 파괴의 경우 에너지를 흡수하고 운송수단이나 그 집을 손상으로부터 보호한다. 범퍼는 특히 레일본(railborne) 운송수단에 사용되는데(또한 “버퍼” 또는 “범퍼바”로 불린다), 정면에 부착된 적어도 하나 또는 두개의 구조적 요소가 레일 운송수단의 길이방향에서 수평하게 작용하는 외부 압축력을 흡수하는 목적으로 사용된다. 이러한 원리에 있어, 레일 운송수단은 충격흡수장치로 두가지 타입의 범퍼를 사용할 수 있는데, 소위 “싱글 버퍼(single buffer)” 또는 “중심버퍼(central buffer)”라고 하여 상기 충격흡수장치가 운송수단의 길이방향 축에 설치되어 오직 하나의 버퍼가 각각의 경우에 레일 운송수단의 앞 빔(front beam)의 정면에 중심으로 제공되고, 또는 소위 “듀얼버퍼”dual buffer” 또는 “사이드버퍼(side buffer)”라 하여 두개의 버퍼가 레일 운송수단의 정면에 제공된다.

그러므로 레일 운송수단 기술의 영역에서, 예를 들어 복수의 멤버(multi-member)의 레일 운송수단의 경우, 차 몸체들이 보기(bogie)에 의해 함께 연결되지 않아서 두개의 연결된 차 몸체 사이의 거리가 운송수단의 운행 동안 다양하게 변할 때에 각각의 차 몸체에 소위 사이드버퍼 또는 UIC 버퍼를 장착하는 것은 잘 알려져 있다. 이러한 사이드버퍼는 일반적인 운송수단의 운행 중에, 예를 들어 속도를 올리거나 줄일 때 발생하는 충격을 흡수하고 완충한다.

압축 구조(telescoped structure)는 레일 운송수단에 사용되는 사이드버퍼를 위해 사용될 수 있는데, 이는 버퍼하우징(buffer housing), 이에 수용되는 하중전달멤버, 그리고 예를 들어 스프링이나 엘라스토머 바디(elastomer body)의 형상인 댐핑 요소를 포함한다. 이러한 구조의 타입에서, 상기 버퍼하우징은 길이방향 가이드를 제공하고 가로방향의 힘은 지지하는 반면에, 상기 버퍼하우징에 수용된 상기 댐핑 요소는 길이방향으로 힘의 전달을 제공한다.

버퍼 스트로크(buffer stroke)는 물론 전체 길이; 예를 들면 상기 댐핑 요소의 스프링 이동거리, 는 유럽 규정(예를 들면 UIC 526 그리고 528 leaflets)에 의한 특정 운송수단 카테고리에 표준화 되어있다. 예를 들어 UIC 버퍼로 표준화된 버퍼 스트로크의 범위는 100 mm 에서 110 mm 사이이다. 버퍼 스트로크의 최대치에 도달한 후에는 사이드버퍼의 댐핑 특성이 소진되고, 충격력이 상기 사이드버퍼의 특성 오퍼레이팅 로드(characteristic operating load)를 초과한 결과로 운송 수단의 하부구조가 완충하지 못하게(undampened) 된다.

반면에 운송수단의 일반적인 운행 중에 발생하는 충격력은, 예를 들어 복수의 멤버를 가진 운송수단(multi-member vehicle)의 각각의 차 바디 사이에서 발생하는 충격력은 사이드버퍼에 구비되어 일반적으로 재생되게 디자인된 댐핑 요소에 의하여 흡수된다. 그러나 사이드버퍼의 오퍼레이팅 로드(operating load)가 초과된 경우, 예를 들면 운송수단이 장애물에 충돌하거나 운송수단이 갑자기 부서지거나 할 때는 사이드버퍼에 구비된 댐핑 요소가 일반적으로 전체 결과 에너지(resulting energy)를 흡수할 수 없게 된다. 따라서 사이드버퍼에 의해 제공된 충격흡수장치는 더 이상 전체적으로 운송수단의 에너지-흡수의 개념으로 구비되지 못하고, 결과적인 충격력(resulting impact forces)이 운송수단의 하부구조로 바로 전달된다. 이는 포텐샬을 포함한 익스트림 로드(extreme loads with the potential)로 손상을 입히거나 심지어 파괴시킨다.

상기와 같은 손상을 방지하기 위한 목표를 위해, 플런저버퍼(plunger buffer)의 가이딩 멤버를 디자인하여 버퍼스트로크의 최대치가 소진된 이후에; 예를 들어 사이드버퍼의 가이딩 멤버(버퍼슬리브(buffer sleeve) 그리고 버퍼플런저(buffer plunger))가 특정된 어레스터(arresters)를 친 후에도 변형을 조절하여 추가적인 압축 가능성을 생기게 하는 것은 레일 운송수단 기술에서는 일반적으로 알려져 있다.

예를 들어, 간행물에 인쇄된 WO 2005/11 58 18 A1는 재생하게 디자인된 댐핑 요소에 의해 제공된 에너지 흡수가 소진된 후에, 미리 결정된 브레이크 조인트(break joint)가 부서지면서 버퍼의 수축길이가 증가하는 플런저버퍼에 대해 설명한다. 이러한 증가된 수축 길이는 과한 힘에 대한 버퍼하우징의 소성 변형을 가능하게 하여 이로 인해 충격 에너지가 변형일과 열로 파괴적으로 전환 (destructive conversion)되는 것을 가능하게 한다. 과한 힘 하에서 발생하는 버퍼하우징의 결과적인 변형은 사이드버퍼에 의해 제공되는 충격 흡수에서 충격에 대한 추가적인 보호를 제공한다.

공지 기술로부터 알려진 사이드버퍼가 운송수단의 하부구조를 심한 충돌에 의한 손상으로부터 어느 정도 보호할 수 있다고 한다 하여도, 특정 용도를 위해 추가적인 충격흡수장치를 채용하는 것은 가능하지 않다. 그렇게 하기 위해서는 에너지의 흡수를 예측가능하고 명확히 할 수 있게 버퍼하우징의 변형을 위한 힘의 경로 특성을 알맞게 디자인 해야 한다. 특히, 버퍼하우징의 변형에 의해 달성되는 에너지를 흡수할 수 있는 최대치는 종종 너무 낮기 때문에 알려진 방법은 많은 용도에 있어서 적당하지 않다.

부가적인 충격흡수장치가 작동한 후에, 충격흡수장치가 사이드버퍼 안에 구비되어 있고 버퍼하우징의 변형에 의해 상기 사이드버퍼가 더 이상 보통의 운송수단의 운행에 사용될 수 없기 때문에 사이드버퍼 전체가 교체되어야 한다는 사실로부터 또 다른 단점을 알 수 있다.

상기 설명된 문제점은 충격흡수장치가 범퍼; 즉, 레일 운송수단의 정면에 설치된 구조적 요소의 형태로 디자인된 것에만 적용되는 것은 아니다. 사실 상기에 예시되었던 사이드버퍼의 단점과 예를 들어 버퍼 스탑이나 선창 설비시설의 컴포넌트인 충격흡수장치의 사이에서 비슷한 점이 나올 수 있다.

앞으로 주어진 문제점을 바탕으로, 본 발명은 따라서 한편으로는 높은 충격 에너지가 안정적으로 방산될 수 있고, 다른 한편으로는 충격흡수장치의 힘-경로 특성이 가능한 각각의 적용에 따라 엄격하게(exactingly) 채용 되도록 하는 충격흡수장치를 명시하는 것에 바탕을 둔다.

부가적으로, 충격흡수장치는 예를 들어 레일카 몸체의 정면, 버퍼 스탑의 정면 또는 선창 설비에 파괴적인 충격흡수장치가 예전에 이러한 적용을 위해 제공되지 않았을 때, 새로 장착하는 것에 적합하다.

본 발명의 과제는 본 발명에 따른 충격흡수장치에 의해 해결되는데, 상기 충격흡수장치는 베이스판, 텐셔닝 요소를 구비한 하중전달요소, 상기 베이스판에 일단이 연결되며 에너지 흡수요소인 변형튜브, 그리고 상기 변형튜브의 타단과 상기 하중전달요소를 연결하고 풀 수 있는 연결요소를 포함하고, 상기 연결요소는 상기 텐셔닝 요소를 누르고 있어 상기 변형튜브는 상기 텐셔닝 요소와 상기 베이스판의 사이에서 움직임 없이 지지된다.

상기 충격흡수장치의 하나의 생각할 수 있는 구현에 있어서, 충격흡수장치는 상기 베이스판과 커플(coupled)된 지지프레임을 포함하고, 상기 변형튜브가 상기 지지프레임에 수용되고, 상기 연결요소는 상기 하중전달요소가 일측이 상기 지지프레임에 연결되고, 타측이 상기 변형튜브에 연결되도록 디자인되고, 바람직하게 상기 연결요소는 상기 지지프레임과 풀릴 수 있게 연결되며 상기 지지프레임과 같이 고정 연결되어 있을 때에는 상기 텐셔닝 요소에 눌리게 되어 상기 변형튜브가 상기 텐셔닝 요소와 상기 베이스판의 사이에서 움직임 없이 지지된다.

이 시점에서 주의해야 할 것은 본 발명은 사이드버퍼와 같이 사용하기 위해 추가적인 충격흡수장치를 제공하는 것을 고려한 것뿐만이 아니다. 오히려, 충격흡수장치는 예를 들어 선창의 끝 또는 접촉면, 버퍼 스탑, 또는 운송수단의 구조적 요소와 같이, 일반적으로 보통의 운송수단의 운행 중에 발생하는 힘을 전달하는 지지구조의 어떠한 단면에도 적합하다. 운송수단의 구조적 요소는 특히 예를 들어 범퍼 바(bumper bar)로서 구비되고 ?인쇄된 간행물 DE 10 126 483 A1에 셜명된 것처럼- 사이드 에너지 흡수 요소에 의해 레일 운송수단의 정면에 고정되고, 차 몸체의 정면에 러닝(running)되는 크로스빔과 베이스프레임(base frame)이 될 수 있다. 이 범퍼 바는 예를 들어 수평 결합판에 배치될 수 있고, 충격의 결과로 인한 손상으로부터 차 몸체의 정면을 보호한다.

현재 발명에서 “구조적인 힘-전달 컴포턴트”의 의미로 생각할 수 있는 것은 또한 사이드 에너지 흡수 요소에 의하여 차 몸체의 정면에 연결된 차 몸체의 정면에 가로로 뻗은 지지구조이다. 이 지지구조는, 예를 들어 중앙 버퍼 커플링(central buffer coupling)처럼 차 몸체의 정면에 반대편 측면에 커플링 어셈블리(coupling assembly)를 더 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 해결책은 따라서 구조적인 힘-전달 컴포넌트에 연관하여 사용될 수 있고 충돌에 있어서 결과적인 충격 에너지를 지지프레임에 수용된 변형튜브의 정의된(defined) 소성 변형에 의하여 변형일과 열로 변환하는 충격흡수장치와 관계 있다. 움직임 없이 텐셔닝 요소와 베이스판 사이에 받쳐져 있는 변형튜브를 이용함으로써 활성 힘(activation force)과 에너지를 흡수할 수 있는 최대치가 충격흡수장치에 의하여 미리 결정(predefined)되고 특정 용도로 적용될 수 있게 된다. 따라서, 반응 특성(response characteristic)이 미리 정의될 수 있을 뿐만 아니라 에너지의 흡수가 연속적으로 일어난다.

“움직임 없이 지지된다”는 말의 의미는 운송수단이 보통의 운행을 하는 동안 텐셔닝 요소가 실질적으로 베이스판에 상대적으로 고정된다는 의미이다.

발명의 해결책은 특별히 충격흡수장치가 구비되어 상기 충격흡수장치의 작동 이후에 소성 변형에 의하면서 오직 지지프레임일수 있는 케이스에 수용된 변형튜브의 변형만을 가능하게 하는 데에 특성이 있다. 따라서, 충돌 후에, 오직 이 컴포넌트만이 교체가 필요하다. 이를 위해, 하중전달요소를 일측은 지지프레임에 연결하고 타측은 변형튜브에 연결한 연결요소는 바람직하게는 지지프레임에 분리될 수 있게 연결된다. 지지프레임과 연결요소 사이의 (분리될 수 있는)연결을 푸는 것은 변형튜브를 충격흡수장치로부터 배출시키고 필요할 때 교환할 수 있게 한다. 상기 연결요소는 그 다음에 변형튜브 그리고/또는 필요에 따라 지지프레임에 다시 연결되고 텐셔닝 요소로부터 견디고(same bears against the tensioning element), (예를 들어 교환 가능한)변형튜브는 텐셔닝 요소와 베이스판 사이에서 움직임 없이 지지된다.

특히, 본 발명에 의한 해결책은 충돌 후 힘의 전달을 위해 필요한 구조적 콤포넌트를 완벽하게 교체할 필요와 함께 작동이 끝나는 것(its doing away)에 특성이 있다.

본 발명에 의한 충격흡수장치에 사용되는 하중전달요소는 상기 하중전달요소와 상기 충격흡수장치 사이에 인터페이스(interface)를 제공한다. 하중전달요소에 대한 상세한 사랑이 하기에서 설명된다.

충격흡수장치는 바람직하게 충격력을 전달하도록 디자인되는데, 충격력의 전달에 따른 힘의 흐름은 하중전달요소, 텐셔닝 요소, 변형튜브, 그리고 베이스판을 통하여 발생한다. 따라서, 상기 변형튜브는 실질적으로 충격력의 전달로부터 생기는 모든 에너지를 미리 정의될 수 있는 특성 충격력(predefinable characteristic impact force)으로 전달하도록 디자인된다. 미리 정의될 수 있는 특성 충격력이 초과된 후에, 변형튜브는 충격력의 전달로부터 생기는 에너지의 적어도 일부분을 동시적인(simultaneous) 소성변형에 의해 흡수하거나 방산하고, 변형튜브의 소성변형 동안에, 하중전달요소와 베이스판은 서로를 향해 움직인다. 충격력의 전달에 따라 실질적으로 완벽하게 변형튜브를 포함한 요소를 통하여 작동하는 충격흡수장치의 길이방향으로 발생하는 힘의 흐름에 장점(virtue)에 의해, 이는 변형튜브의 에너지흡수를 정확하게 미리 정하는 것을 가능하게 하고, 특히 상기와 같은 변형튜브의 디자인으로 인해 변형튜브의 특성 작동힘(characteristic activation force)을 정확하게 미리 정하는 것을 가능하게 한다.

특히, 변형튜브의 굴곡 강도(flexural strength)를 정확하게 미리 정하는 것을 생각할 수 있고, 따라서 변형튜브의 벽 두께 그리고/또는 적당한 재료를 선정하는 것에 의하여 변형튜브의 특성 작동힘을 정확하게 미리 정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 충격흡수장치의 길이 방향으로의 충격력의 전달로부터 발생하는 힘의 흐름의 오직 일부만이 변형튜브를 통해 흐르는 것 또한 생각할 수 있고, 그에 의해 힘의 흐름의 남은 부분은 알맞은 장치에 의해 변형튜브를 지나서 가이드 되어 이러한 부분은 하정전달요소로부터 베이스판으로 직접적으로 흐른다; 즉, 변형튜브를 우회한다.

상기 충격흡수장치의 하나의 바람직한 실시는, 충격흡수장치를 통하는 힘희 흐름으로 인해 전달된 정의할 수 있는 에너지의 양이 초과된 경우 소성적으로 변형, 바람직하게는 단면방향의 팽창, 하고 베이스판에 대하여 하중전달요소가 상대적으로 움직이도록 하는 변형튜브와 같은 에너지 흡수요소를 충격흡수장치 사이에 제공한다. 변형튜브가 에너지 흡수요소로 채용되는 충격흡수장치는 힘에 있어 스파이크가 없는(with no spikes in the force) 피정의(defined) 작동힘을 갖는 특성이 있다. 이렇게 실질적으로 렉탱귤러 매너(rectangular manner)로 진행되는 특성에 의해 충격흡수장치가 작동된 후에 에너지 흡수의 최대치가 확보된다.

특별히 바람직한 것은 충격흡수장치가 작동하면 변형튜브가 동시적으로 단면 방향(cross-sectional)으로 팽창하면서 소성 변형을 하는 것이다. 그러나, 물론 변형튜브가 단면 방향으로 동시적으로 감소하면서 에너지의 흡수가 일어나는 경우 또한 생각할 수 있다; 하지만, 예를 들어 충격흡수장치의 베이스판에서 제공되는 노즐 오프닝(nozzle opening)을 통해 변형튜브를 눌러 소성적으로 변형된 에너지 흡수 요소가 충격흡수장치로부터 배출되는 것이 필요하다. 충격흡수장치가 작동할 때 단면 방향으로 팽창하면서 소성적으로 변형하는 변형튜브는 변형된 에너지 흡수 요소의 이러한 타입의 배출을 방지한다. 이러한 이유로 현재의 바람직한 실시예는 단면 방향으로 팽창하면서 변형할 수 있는 에너지 흡수 요소이다.

본 발명에 따른 해결책은 변형튜브가 베이스판과 텐셔닝 요소 사이에 움직임 없이 지지되도록 제공한다. 이는 충격흡수장치 안에서 변형튜브가 움직임 없이 통합되는 것을 보장하고, 적당한 초기 로드(load), 변형튜브의 반응 특성, 그리고 따라서 또한 영향 받을 수 있는 충격흡수장치, 가 각각 미리 정의될 수 있다. 생각할 수 있는 텐셔닝 요소의 예는 베이스판을 마주한 텐셔닝 요소의 정지면 중 하나 상의 인접한 스테이지(conterminous stage)일 수 있다. 여기에, 상기 스테이지는 하중전달요소와 합쳐지는 구성요소로 디자인 되는 것이 생각될 수 있다.

그러나 이와는 다르게 또 다른 실행 가능한 해결책은 텐셔닝 요소가 하중전달요소에 대하여 분리된 컴포넌트로 설계된 것을 포함하고, 예를 들면 텐셔닝 요소 몸체는 속이 빈 형태로 구비된 하중전달요소에 적어도 부분적으로 수용되며, 여기에 상기 베이스판을 마주한 텐셔닝 요소의 정지면중 하나 상에 있는 상기 텐셔닝 요소 몸체상에 인접한 스테이지(conterminous stage)가 구비된다.

본 발명의 해결책에서 하나의 바람직한 실시에 있어, 변형튜브에서 베이스판에 반대되는 끝은 바람직하게는 연결요소에 구비되는 홈(groove)에 맞게 형상된다. 연결요소는 바람직하게는 지지프레임에 분리 가능한 나사 피팅에 의해 연결되고 따라서 텐셔닝 요소를 눌러서 변형튜브가 움직임 없이 상기 텐셔닝 요소와 베이스판 사이에서 지지된다.

연결요소는 상기 베이스판과 텐셔닝 요소 사이에서 상기 변형튜브를 지지할 뿐 아니라, 충격흡수장치가 작동한 후에 변형튜브가 소성 변형을 하고 하중전달요소가 베이스판을 향하여 움직일 때 길이방향의 가이드 기능 또한 맡는다. 이를 위해, 상기 연결요소는 바람직하게 하중전달요소의 바깥면에 직접적으로 인접하거나 접하고, 충격흡수장치가 작동된 후에 변형튜브의 소성 변형에 의해 영향을 받아 충격흡수장치의 축방향으로 상기 베이스판에 대한 상기 하중전달요소의 상대적인 움직임을 가이드 하도록 디자인된 안내면을 포함한다. 상기 연결요소는 가이드 기능 또한 포함하기 때문에 이는 에너지의 흡수 과정 동안 충격흡수장치의 각각의 컴포넌트의 어떠한 웨징(wedging) 또는 캔팅(canting)도 방지한다. 따라서, 원칙적으로 미리 정의 가능한 사건의 시컨스(predefinable sequence of events)에서 파괴적인 에너지의 흡수의 신용할만한 기능을 제공하도록, 특히 변형튜브에 수직 또는 비스듬한 하중; 즉 완전하게 축방향의 하중이 아닌 하중이 작용한 경우에 “시징(seizing)” 또는 웨징(wedging)을 방지 하는 것이 가능하다.

상기에서 설명한 것처럼, 힘이 힘의 흐름에 의하여 전달되는 경우에 상기 변형튜브, 상기 충격흡수장치의 각각의 작동 중에 상기 변형튜브를 통하여 에너지 변환이 일어날 수 있는 특성 양은 상기 변형튜브의 재료나 벽 두께의 적당한 선택을 통하여 미리 정의될 수 있다. 본 발명에 따른 충격흡수장치의 특별히 바람직한 실시는 변형튜브가 상기 변형튜브의 베이스판쪽 면이 베이스판과 소재상 맞게(material-fit) 연결되거나 단단하게 잠겨있는 것으로 제공한다. 이를 실시하기 위해 생각할 수 있는 예는 상기 변형튜브가 끼워지는 상기 베이스판에 상응하는 홈을 제공한다.

이에 반하여, 베이스판에 더 가까이 위치한 변형튜브섹션(deformation tube section)과 비교해볼 때 확장된 단면을 갖는 변형튜브섹션이 상기 변형튜브의 맞은편 끝에 바람직하게는 구비되어야 한다. 이 실시예에서는, 충격흡수장치는 부가적으로 텐셔닝 요소와 변형튜브의 사이에 위치한 코니컬(conical) 링을 포함하고, 상기 변형튜브는 상기 텐셔닝 요소와 상기 베이스판 사이에 상기 코니컬 링에 의해 지지된다. 예를 들어 상기 코니컬 링은 텐셔닝 요소에 합쳐져서 구비될 수 있다. 그러나 상기 코니컬 링은 상기 텐셔닝 요소에 관하여 별개의 컴포넌트로 구비되는 것 또한 생각할 수 있다.

원칙적으로, 상기 코니컬 링의 베이스판쪽 끝단면의 적어도 일부분은 상기 변형튜브의 확장된 영역으로 뻗고 상기 변형튜브의 내면에 기대어 정지한다(rest against the inner surface).

이러한 실시예에 의해 얻을 수 있는 장점은 명확하다. 한편으로는, 코니컬 링에 의해 베이스판과 텐셔닝 요소 사이에서 지지되는 변형튜브를 제공하는 것이 충격흡수장치가 필요한 가능한 최소한의 공간에서 최대한의 에너지 흡수를 할 수 있게 한다. 단면 방향으로의 확장을 통한 소성 변형을 하는 변형튜브를 이용함으로써, 충격흡수장치의 뒤에 소성적으로 변형된 변형튜브를 배출하기 위한 추가적인 공간을 제공하는 것이 특별히 필요하지 않게 된다. 다른 한편으로는, 텐셔닝 요소와 변형튜브의 사이에 코니컬 링이 제공됨으로써, 본 실시예는 또한 에너지 흡수 과정에서 매우 정확한 연속적인 사건의 미리 정의하는 것(very exact predefining of the sequence of events)을 가능하게 한다.

상기에서 언급한 것처럼, 코니컬 링의 베이스판쪽 끝단면의 적어도 일부는, 베이스판과 좀더 가깝게 위치된 변형튜브섹션에 비교하여 충격흡수장치가 작동하기 이전부터 미리 확장된 단면을 가지는 변형튜브섹션 안으로 뻗는다. 한편으로 그리고 다른 한편으로(on the one hand and, on the other) 상기 코니컬 링이 적어도 부분적으로 상기 변형튜브의 확장된 영역으로 뻗기 때문에, 상기 변형튜브의 확장된 영역으로 뻗은 코니컬 링의 부분은 언급한 튜브섹션의 안쪽면에 기대어 정지하고, 충격흡수장치가 작동하면, 즉 텐셔닝 요소와 함께 하중전달요소가 베이스판과 상기 베이스판을 향하여 베이스판과 소재상 맞게(material-fit) 연결되거나 단단하게 잠겨있는 변형튜브에 대하여 움직이면, 상기 코니컬 링의 베이스판쪽 끝이 (아직, as of yet)확장되지 않은 변형튜브섹션의 내면을 따라 움직이고, 따라서 에너지 흡수를 위한 축방향 가이드(axial guidance)의 효과가 있다. 부가적으로 연결요소의 안내면에 의해 영향을 받는 가이드에 의해, 상기 코니컬 링에 영향을 받는 축방향 가이드는 충격흡수장치의 작동 중 변형에서 텐셔닝 요소, 코니컬 링 각각의 캔팅(canting)을 방지하여 상기 변형튜브의 소성 변형(즉, 상기 변형튜브의 단면 방향으로의 소성 확장)이 정확하게 예측 가능한 방법으로 일어나고, 충돌 동안 에너지를 흡수하는 연속적인 사건은 전체적으로 정확하게 예측 가능하다.

나중(latter)의 실시예에서, 코니컬 링과 텐셔닝 요소가 일체로 구성된 것으로 생각할 수 있다. 그러나, 물론 상기 텐셔닝 요소와 같이, 그리고 특히 베이스판을 바라보는 연결요소의 정지면에 인접하여 언급된 텐셔닝 요소상에 구비된 스테이지(stage)와 같이, 상기 코니컬 링이 폼-피팅 인게이지먼트(form-fitting engagement) 또는 폴스-핏 커넥션(force-fit connection)의 수단으로 연결되는 것 또한 생각할 수 있다.

본 발명에 따른 충격흡수장치의 특별히 바람직한 하나의 실시는 충격력이 하중전달요소로 전달되고 따라서 충격흡수장치에 전달되도록 하기 위한, 베이스판의 맞은편 측면에 위치한 충격판을 포함하는 하중전달요소를 제공한다. 이를 위해 생각할 수 있는 것은 상기 충격판이 상기 하중전달요소에 직접적으로 연결되어 충격력이 충격판으로부터 하중전달요소를 경유하여 충격흡수장치에 직접적으로 전달되는 것이다. 이러한 실시예는 충격력뿐만 아니라 견인력 또한 전달하도록 디자인된 충격흡수장치에 의해 특정된다(characterized). 상기 충격흡수장치를 통하여 견인력이 전달되는 경우, 뒤이어 일어나는 힘의 흐름은 충격판, 하중전달요소, 텐셔닝 요소, 연결요소, 그리고 지지프레임을 통하여 이루어진다.

충격흡수장치의 다른 바람직한 실시는 통합되는(integrated) 완충장치를 더 포함하는 하중전달요소(same)를 제공한다. 이러한 완충장치는 바람직하게는 적어도 일부분은 속이 빈 몸체로 구비된 하중전달요소에서 충격판을 구비하면서 가이드된 버퍼플런저(guided buffer plunger)를 포함하는데 이는 베이스판의 맞은편 상기 충격흡수장치의 끝에 제공되고, 이에 의하여 상기 완충장치는 충격력을 하중전달요소, 그리고 충격흡수장치에 전달할 수 있다. 더구나, 이 실시예에서 충격흡수장치 안에 통합되는 완충장치는 언급된 하중전달요소의 내부에 수용되는 바람직하게는 재생되게 디자인된 에너지 흡수요소를 포함한다.

이런 바람직한 실시예에서, 충격흡수장치는 보통 예를 들어 사이드버퍼로 사용되는 완충장치와 결합하여 사용된다. 이 완충장치는 재생되게 디자인된 충격흡수장치로서 예를 들어 운송수단의 보통의 운행 동안에 멀티 멤버 운송수단(multi-member vehicle)의 각각의 차 몸체 사이에서 발생하는 충격력이 흡수되고 완충된다. 그러나, 완충장치에 통합되어 재생되게 디자인된 댐핑 요소(재생되게 디자인된 에너지 흡수요소)의 작동로드가 초과되면 충격흡수장치 아래의(downstream) 완충장치가 작동되고, 충격력은 상기 충격흡수장치에 구비된 변형튜브의 디파인된(defined) 소성 변형에 의하여 변형일과 열로 변환된다. 따라서 충격흡수장치의 다른 구성요소들뿐만 아니라 재생되게 구비된 댐핑 요소(스프링장치)는 충돌 시에 파괴나 손상으로부터 효과적으로 보호된다.

따라서, 본 발명에 의해, 충격흡수장치가 작동된 후에, 소성적으로 변형된 변형튜브만이 오직 교체가 필요한 구조적 요소가 된다.

완충장치의 생각할 수 있는 구조의 한 예가 인쇄된 간행물 EP 1 247 716 D1에 설명되어 있다. 특별히 바람직하게 상기 완충장치는 충격판에 작용되어 동시에 버퍼플런저의 베이스판을 향한 길이방향 변위를 얻는 힘으로부터 얻어지는 충격에너지의 미리 정의할 수 있는 특성 충격력을 흡수하거나 완충하도록 디자인되고, 완충장치의 버퍼스트로크(buffer stroke)가 소진된 후에, 힘의 흐름은 상기 충격판으로부터 직접적으로 하중전달요소, 텐셔닝 요소, 변형튜브, 그리고 베이스판을 통하여 이루어진다.

통합된 완충장치를 더 포함하는 충격흡수장치에 있어 나중에 더 발전된 특별히 바람직한 실시예는 충격흡수장치의 베이스판이 차 몸체의 정면에 분리 가능하게 설치될 수 있도록 플랜지(flange)로 구비되도록 제공한다. 이는 따라서 본 발명의 충격흡수장치와 완충장치의 결합이고, 상기 결합은 플랜지가 구비된 베이스판에 의해 차 몸체의 정면에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 충격흡수장치는 통합된 완충장치와 함께 차 몸체의 하부구조(undercarriage) 또는 지지프레임에 하나의 완벽한 교체 가능한 모듈로써 설치될 수 있다. 이는 따라서 모듈; 즉, 하나의 완벽한 교체 가능한 기능적 그룹으로써 구비된 충격흡수장치를 포함한 완충장치이다. 그 때문에 예를 들어 사이드버퍼를 위한 추가적인 충격흡수장치를 힘 전달을 위한 구성요소로서 제공하는 것이 가능하다. 충격흡수장치가 상기 완충장치와 결합되어 사용되는 때에는, 상기 완충장치는 예를 들어 운송수단의 보통의 운행 중에 멀티 멤버 운송수단(multi-member vehicle)의 각각의 차의 몸체 사이에서 발생하는 충격력이 흡수되거나 완충되도록 재생되게 디자인된 충격흡수장치로서 제공된다. 그러나, 완충장치에 통합된 재생되게 디자인된 댐핑 요소의 작동 하중이 초과된 경우, 충격흡수장치 아래의(downstream) 댐핑 요소의 변형튜브가 작동되고, 충격에너지는 상기 변형튜브의 디파인된(defined) 소성 변형에 의해 변형일과 열로 변환된다.

앞서 설명된 특별한 실시예는 충격흡수장치가 통합된 완충장치를 더 포함하고, 상기 충격흡수장치는 바람직하게는 플랜지가 구비된 베이스판에 의해 차의 몸체의 정면에 분리 가능하게 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 충격흡수장치에 부가적인 완충장치가 제공되지 않는 것 또한 물론 생각할 수 있다. 예를 들면, 충격흡수장치의 하중전달요소는 베이스판에 반대되는 측에 충격판을 포함하여 충격력이 상기 충격판으로부터 직접적으로 하중전달요소에 전달되고, 따라서 충격흡수장치에 전달되는 것을 원칙적으로 생각할 수 있다. 이러한 충격흡수장치의 베이스판은 바람직하게 차 몸체의 정면에 분리 가능하게 설치될 수 있는 플랜지로 구성될 수 있다. 이러한 실시예는 어떠한 댐핑 요소도 포함하지 않고 바람직하게는 소급적으로(retroactively) 레일카(railcar) 몸체의 정면에 설치되는 부가적인(절대적인, absolute) 충격흡수장치와 관계 있다.

다른 바람직한 실시는, 충격흡수장치는 레일카(railcar)의 몸체의 정면에서 러닝(running)하는 크로스빔(crossbeam)에 합쳐져서 지지프레임은 상기 크로스빔에 제공되는 리세스(recess)에 적어도 부분적으로 수용된다. 차의 몸체의 정면에 러닝(running)하는 크로스빔은, 예를 들면, 인쇄된 간행물 DE 10 126 483 A1에서 설명된 것처럼 범퍼 바(bumper bar)일 수 있다. 그 때문에 상기 충격흡수장치는 레일카의 몸체의 충격지지구조를 위한 측면 연결요소(lateral connecting element)로 제공된다. 상기 언급된 완충장치를 통합하는 경우, 상기 충격흡수장치는 댐핑 성분 또한 나타낸다.

레일카 몸체의 정면에 러닝(running)하는 크로스빔에 합쳐지는 상기 충격흡수장치에 있어서 나중 실시(latter realization)의 하나의 바람직한 실시예는 크로스빔의 통합 구성요소로 구비되기 위하여 베이스판 그리고/또는 지지프레임을 구비한다. 그렇게 함으로써, 하중전달요소는 바람직하게는 상기 베이스판의 반대편 측이 차 몸체의 지지구조에 플랜지에 의해 연결된다.

차 몸체의 정면에 러닝(running)하는 크로스빔이 DE 10 126 483 A1에서처럼 범퍼 바로서 디자인되지 않고 지지구조로 되는 것 또한 물론 생각할 수 있다. 중앙 버퍼 커플링(central buffer coupling), 등이 예를 들어 충격흡수장치의 맞은편 지지구조의 측에 배치될 수 있다.

이하 본발명의 실시예들에 따른 충격흡수장치를 더 자세히 도시한 수반된 도면을 참고한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 충격흡수장치로서, 댐핑 기능이 없고 모듈러 유닛(modular unit)으로써, 지지구조의 정면에 설치 가능한 충격흡수장치를 도시한 사시도;
도 2는 도 1의 충격흡수장치의 측단면도;
도 3은 본 발명의 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치로서, 댐핑 기능이 있고, 모듈러 유닛으로써 지지구조의 정면에 설치 가능한 충격흡수장치를 도시한 사시도;
도 4는 도 3의 충격흡수장치의 측단면도;
도 5는 본 발명의 일 또는 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치에 사용된 변형튜브의 상세단면도;
도 6은 본 발명의 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치를 도시한 첫번째 3차원 측면도;
도 7은 도 6에 묘사된 충격흡수장치의 베이스판의 3차원 측면도;
도 8은 도 6 또는 도 7의 충격흡수장치의 측단면도;
도 9는 본 발명의 네번째 실시예에 의한 충격흡수장치를 도시한 첫번째 3차원 측면도;
도 10은 도 9의 충격흡수장치를 도시한 두번째 3차원도;
도 11은 도 9 도는 도 10의 충격흡수장치가 지지구조의 정면에서 러닝(running)되는 것으로 예시되는 크로스빔(crossbeam)에 합쳐지는 것을 도시한 사시도;
도 12는 도 11에 묘사된 충격흡수장치의 측단면도;
도 13은 본 발명의 다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치로서, 어떠한 댐핑 기능도 없고, 지지구조의 정면에 러닝(running)되는 크로스빔에 통합되는 충격흡수장치를 도시한 사시도;
도 14는 도 13에 묘사된 충격흡수장치를 도시한 측단면도;
도 15는 본 발명의 여섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치로서, 댐핑 기능을 갖고, 지지구조의 정면에 러닝(running)되는 크로스빔에 통합되는 충격흡수장치를 도시한 측단면도;
도 16은 본 발명의 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치로서, 댐핑 기능을 갖고, 모듈러 유닛으로써 지지구조의 정면에 설치가 가능한 충격흡수장치를 도시한 사시도;
도 17은 도 16에 묘사된 충격흡수장치를 도시한 측단면도; 그리고
도 18은 본 발명의 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치에 채용된 변형튜브를 도시한 상세단면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 충격흡수장치(100)로서, 어떠한 댐핑 기능도 없고 모듈러 유닛(modular unit)으로써 지지구조(명확히 도시되지 않음)의 정면에 설치가 가능한 충격흡수장치를 도시한 사시도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 충격흡수장치를 도시한 측단면도이다. 도 5는 본 발명의 일(그리고 두번째) 실시예에 의한 충격흡수장치(100)에 채용된 변형튜브를 묘사한 상세단면도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 상기 충격흡수장치(100)는 회복이 안 되는 충격 흡수 단계에 적합한데, 부가적으로 주어진 어떠한 댐핑 요소(예를 들면 사이드 버퍼(side buffers)) 또는 에너지 흡수 유닛이 하나의 완벽한 교환 가능한 모듈러 유닛으로 지지프레임이나 레일카(rail car)의 몸체와 같은 하부구조에 장착될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 충격흡수장치(100)는 지지구조에 볼트 체결로 설치 가능한 것(명확히 도시하지 않음)으로 예시되는 플랜지(flange)로 구비되는 베이스판(1)을 포함한다. 바람직하게는 상기 충격흡수장치(100)를 폴트로 고정할 수 있도록 관통홀(16)이 베이스판(1)상에 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상기 충격흡수장치(100)는 상기 베이스판(1)에 고정되게 연결된 지지프레임(2)을 포함한다. 자세하게, 묘사된 실시예의 상기 지지프레임(2)은 원형의 단면을 가진 튜브 섹션으로 구비된다. 변형튜브(deformation tube, 5)가 상기 지지프레임(2)의 내부에 배치된다. 지지구조를 마주보는 상기 변형튜브(5)의 끝은 상기 베이스판(1)에 인접하고 예를 들면 도 7에 나타나는 홈(groove, 18)의 수단에 의해 고정된다.

상기 충격흡수장치(100)는 튜브형상을 한 하중전달요소(3)를 더 포함하는데, 상기 하중전달요소(3)에서 상기 베이스판(1)에 반대되는 일단에 충격판(11)이 고정된다. 상기 하중전달요소(3)의 상기 베이스판쪽 끝단은 텐셔닝 요소(tensioning element, 4)에 고정되게 연결된다.

도시된 실시예에 의한 상기 텐셔닝 요소(4)는 상기 하중전달요소(3)와 개별적으로 구성된 요소이고, 텐셔닝 요소 몸체(4a)와 상기 텐셔닝 요소 몸체(4a)상에 형성된 스테이지(stage, 4b)를 포함한다. 상기 텐셔닝 요소 몸체(4a)는 적어도 부분적으로 상기 베이스판(1)을 향하는 하중전달요소(3)의 내부로 뻗어있고, 반면에 상기 텐셔닝 요소의 스테이지(4b)는 상기 베이스판(1)을 향하는 하중전달요소(3)의 정면에 튀어나와 있다. 상기 텐셔닝 요소(4)와 상기 하중전달요소(3)의 사이의 고정된 연결은 바람직하게는 상기 하중전달요소(3)의 내면과 상기 텐셔닝 요소 몸체(4a)의 사이를 소재상 맞게(material-fit) 연결되면서 형성된다.

상기 텐셔닝 요소(4)를 포함한 상기 하중전달요소(3)는 상기 베이스판(1)쪽 끝단에 위치한 충격흡수장치(100)의 지지프레임(2)에 연결요소(6)의 수단에 의하여 고정되게 연결된다. 이를 위해 상기 연결요소(6)는 상기 베이스판(1)에 맞은편에 위치하는 상기 텐셔닝 요소 몸체(4)상게 구비되는 상기 스테이지(4b)의 측면에 인접하는 정지면(10, 도 5 참조)을 포함한다.

다른 측면에서, 텐셔닝 요소(4)는 코니컬 링(9)을 수용하고, 상기 코니컬 링(9)은 상기 변형튜브(5)를 상기 베이스판(1)과 상기 하중전달요소(3)의 사이에서 상기 베이스판쪽 끝으로 제공된 텐셔닝 요소(4)에 받쳐지도록 한다. 비록 도면상에서 상기 텐셔닝 요소(4), 상기 코니컬 링(9) 그리고 상기 하중전달요소(3) 각각이 개별적으로 구비된 구성요소로 도시되나, 이러한 요소들(텐셔닝 요소(4), 코니컬 링(9), 하중전달요소(3)) 또는 적어도 상기 요소들 중 일부가 합쳐져서 구성될 수 있는 것은 당연히 생각할 수 있다.

도 2에서 묘사된 충격흡수장치(100)의 상세도를 도시한 도 5로부터 특별히 볼 수 있는 것 같이, 상기 변형튜브(5)상에서 상기 베이스판(1)의 맞은편 끝은 연결요소(6)에 구비된 홈(groove, 6a)에 수용된다. 상기 연결요소(6) 그 자체는 상기 지지프레임(2)에 나사 피팅(15)의 수단에 의하여 떨어질 수 있게 연결된다. 연결요소(6)의 연결 상태를 묘사하는데, 정지면(10)이 텐셔닝 요소(4)의 스테이지(4b)를 향해 상기 연결요소(6)를 누르고, 이때 이 압축력(프리로드, preload)이 상기 코니컬 링(9)을 통하여 상기 하중전달요소(3)를 마주보는 변형튜브(5)의 끝으로 전달된다.

상기 하중전달요소(3)를 마주보는 상기 변형튜브(5)의 끝단은 상기 베이스판에 가깝게 위치한 단면에 비하여 더 넓은 단면을 나타낸다. 텐셔닝 요소(4)상에 형성된 스테이지(4b)와 함께 코니컬 링(9)은 적어도 부분적으로 상기 변형튜브(5)의 넓은 단면으로 뻗고, 상기 코니컬 링(9)은 상기 변형튜브의 넓은 단면의 내면에 대하여 걸려있다(rest). 상기의 지적처럼, 상기 코니컬 링(9)은 따라서 상기 하중전달요소(3)이 베이스판(1)으로 향하게 길이방향으로 움직이는 것을 가이드 하는 기능을 맡고, 상기 충격흡수장치(100)의 구동에서 효과가 있다.

다른 가이드 기능이 하중전달요소(3)의 바깥면(8)에 걸려있는 연결요소(6)상에 제공되는 안내면(7)에 의한다.

도 1 및 도 2에서 묘사되는 본 발명의 일 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 충돌에 있어서 소성적인 에너지 흡수를 제공하는데, 이러한 에너지의 흡수는 힘의 일정한 레벨(constant level)에 의해 일어난다(ensue). 작용력과 힘의 레벨은 변형튜브(5)의 상기 베이스판(1)의 맞은편 끝에서 상기 변형튜브(5)의 프리디포메이션(predeformation)의 정도와 상기 변형튜브(5)의 벽 두께의 정도에 의해 조절된다. 충돌이 일어나면, 즉 다시 말해서, 충격력의 전달을 위한 변형튜브(5)를 위한 특성 작용력을 넘은 후에, 텐셔닝 요소(4)의 베이스판쪽 끝과 함께 하중전달요소(3)와 코니컬 링(9)은 변형튜브(5)로 이동하고, 변형튜브(5)는 단면 방향으로의 팽창(cross-sectional expansion)을 통해 소성적으로 변형한다. 상기 충격흡수장치(100)의 도달할 수 있는 에너지 흡수는 텐셔닝 요소(4)의 베이스판쪽 끝과 함께 하중전달요소(3)와 코니컬 링(9)이 베이스판(1)을 칠 때에 소진된다.

상기 발명적 해결안에 따르면, 충돌 후, 오직 소성적으로 변형한 변형튜브(5)만이 교체가 필요하고, 반면에 상기 충격흡수장치(100)의 나머지는 여전히 계속적으로 사용할 수 있다. 상기 변형튜브(5)의 용이한 교체를 위하여, 상기 연결요소(6)는 나사 피팅(15)의 수단에 의하여 상기 지지프레임(2)에 연결되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에서 묘사된 충격흡수장치(100)의 측단면도를 도시한다. 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)에 채용되는 변형튜브(5)의 상세가 도 5에 제공된다.

도 1 및 도 2에 묘사된 충격흡수장치와 같이, 도 3에 의한 충격흡수장치도 완벽한 교체 가능한 기능적 그룹으로 지지구조의 정면에 설치되는 것에 적합하다. 그러나, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 일 실시예와는 대조적으로 도 3 및 도 4 에 도시된 두번째 실시예에서는 추가적인 댐핑 기능이 나타난다. 이를 위해, 완충장치(12)가 하중전달요소(3)에 포함된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 완충장치(12)는 기본적으로 버퍼플런저(buffer plunger, 13)를 포함하고, 충격판(11)이 상기 버퍼플런저(13)상에서 베이스판(1)의 맞은편 끝에 배치된다. 상기 버퍼플런저(13)는 적어도 일부분이 속이 빈 형상으로 구비된 하중전달요소(3)의 내부로 뻗어있고, 상기 하중전달요소(3)의 내벽을 따라 축방향으로 가이드 된다.

상기 완충장치(12)는 바람직하게 상기 하중전달요소(3)에 수용되어 재생되게 디자인된 에너지 흡수요소(14, 예를 들면 엘라스토머 바디(elastomer body))를 더 포함할 수 있는데, 흡수를 제공하고 따라서 적당한 충격력(moderate impact force)을 완충한다. “적당한 충격력”이란 용어는 일반적인 운송수단의 작동 중 발생하는 충격력을 의미하는데, 예를 들면 충격판(11)에 전달된다.

하중전달요소(3)에 수용된 상기 완충장치(12)의 바람직하게 재생되게 디자인된 에너지 흡수요소(14)를 위한 작동 로드가 넘은(exceeded) 후에, 충격에 따른 힘의 흐름이 상기 충격판(11)으로부터 하중전달요소(3)로 바로 전달되는 결과로, 충격판(11)이 하중전달요소(3) 상에서 베이스판(1)의 맞은편 끝을 친다. 과정은 계속되고, 충격력의 전달에 따른 힘의 흐름은 하중전달요소(3), 텐셔닝 요소(4), 텐셔닝 요소(4)의 스테이지(4b) 각각, 변형튜브(5), 그리고 베이스판(1)을 통하여 가이드 된다.

변형튜브(5)는 실질적으로 미리 정의할 수 있는 특정 충격력(predefinable characteristic impact force)을 위해 강 연결(rigid connection)을 구성한다. 그러나 변형튜브(5)를 위한 특정 충격력이 넘은 후에, 상기 변형튜브(5)는 힘 전달기능을 상실하고, 그에 따라 충격력의 전달에서 발생한 적어도 일부분의 에너지는 변형일 그리고 열로 변환되고, 따라서 상기 변형튜브(5)의 동시적인 소성 변형에 의해 방산된다. 변형튜브(5)의 소성 변형은 베이스판(1)에 대하여 하중전달요소(3)의 상기 베이스판(1)을 향한 움직임에 영향을 준다.

변형튜브(5)를 활동시키는 특정 충격력은 변형튜브(5)의 소성 변형이 완충장치(12)의 에너지 흡수요소(14)에 의해 감당할 수 있는 에너지 흡수가 소진된 이후에야 일어나도록 발명된 충격흡수장치(100)를 통해 결정되어야 한다.

본 발명의 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 완벽하게 교환 가능하여 예를 들면 레일카(railcar) 몸체의 지지구조에 설치가 가능한 모듈을 제공한다. 이는 따라서, 완충장치(12)를 포함하기 때문에, 일반적인 운송수단의 작동 중 유효 댐핑 성능 또한 나타내는 충격흡수장치 이다. 충격흡수장치(100)에 포함된 상기 완충장치(12)는, 예를 들어, 재생되게 디자인된 충격흡수장치를 제공할 수 있고, 예를 들어 일반적인 운송수단의 주행 중에 복수의 운송수단의 각각의 자동차 몸체 사이에서 발생하는 충격력이 흡수되거나 완화될 수 있다. 그러나, 충격흡수장치(100)에 포함된 완충장치(12)의 재생되게 디자인된 댐핑 요소(14)의 작동로드가 초과된 경우, 완충장치(12)의 아래 있는 상기 충격흡수장치(100)의 에너지 흡수 유닛(변형튜브(5))이 작동하고, 충격 에너지는 상기 변형튜브(5)의 피정의(defined) 소성 변형에 의해 변형일과 열로 변환된다. 따라서, 충격흡수장치(100)의 다른 요소들뿐만 아니라 완충장치(12)의 재생되게 디자인된 댐핑 요소(14)가 충돌에 의한 파괴나 손상으로부터 효과적으로 보호될 수 있다. 사실, 충격흡수장치(100)의 작동 후에는, 오직 변형튜브(5)의 교체만이 필요하다.

도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 3차원 측면도를 보여준다. 도 8은 상기 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 개략적인 측면도이다.

구조적이고 기능적인 측면에서, 본 발명의 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 도 1 및 도 2 에서 묘사된 일 실시예와 원리상 비슷하다. 간단하게 요약하자면, 상기 세번째 실시예는 충격에 따른 에너지의 소성 흡수를 위한 충격흡수장치와 관계가 있고, 충격흡수장치(100)가 작동한 후에 소성변형에 의하여 팽창하는 변형튜브(5)를 채용한다. 도 1 및 도 2에 대표적으로 묘사된 일 실시예와는 대조적으로 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 하중전달컴포넌트로써 예를 들면 레일카

(railcar) 바디(도 6 내지 도 8에 명확히 도시되지 않음)의 메인프레임과 같은 지지구조와 상기 지지구조 상단의 요소 사이에 제공된다.

이를 위해, 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 상기 충격흡수장치(100)가 지지구조에 분리할 수 있게 부착될 수 있도록 베이스판(1)을 포함한다. 여기서 예를 들면 베이스판(1)에는 궁극적으로 상기 베이스판(1)을 지지구조에 고정할 수 있도록 나사, 핀, 볼트 등을 수용할 수 있는 관통홀(16)이 형성되는 것을 생각할 수 있다.

그러나 관통홀(16)을 대신에, 고정 수단으로 다른 해결책을 또한 생각할 수 있다. 예를 들면, 우연한 구조적인 디자인적인 이유 때문이라면, 상대적으로 작은 가장자리 영역을 가져 적당한 관통홀(16)을 위한 충분한 공간이 없는 베이스판(1)이 오직 제공될 수 있고, 이는 각각의 나사, 볼트 등이 수용될 수 있는 충분한 공간이 관통홀(16)에 없다. 이때는 용접을 하거나 접관(nipple)으로 부착하거나 비슷한 것을 베이스판(1)의 후면에 적용하는 것이 적당하다. 즉, 베이스판(1) 상에서 지지프레임(2)을 향한 쪽이 아닌 반대 쪽에(faced away from the support frame(2)) 오직 접관(nipple)을 제공하여 상기 충격흡수장치(100)를 지지구조에 고정할 수 있다.

일 실시예와는 대조적으로, 본 발명의 세번째 실시예에 의한 충격판(11)은 역시 지지구조의 상단 컴포넌트가 부착될 수 있도록 베이스판처럼 구비된다. 베이스판(1)과 같이, 충격판(11) 역시 베이스판처럼 구비되어 적당한 고정 요소들이 가이드 될 수 있는 통과홀(19)이 형성되어 지지구조의 상단 컴포넌트가 고정 요소에 의하여 고정되는 것을 생각할 수 있다.

하기는 세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 기능을 설명하기 위하여 도 8에 묘사된 측면도를 참조한다.

세번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 상기에서 인용된 것처럼 베이스판(1)과 충격판(11)을 포함하고, 따라서 상기 충격흡수장치(100)는 지지구조와 그 상단 컴포넌트(upstream component)를 연결하는 연결 피스(piece)로 제공된다. 지지프레임(2)은 바람직하게는 상기 베이스판(1)에 분리 가능하게 고정된다. 적당한 나사 피팅(20)이 도 8에서 묘사된 실시예에 의한 이러한 목적을 수행한다. 일 실시예와 마찬가지로, 지지프레임(2)은 원형 단면을 가진 튜브 섹션(tube section)으로 구비된다. 변형튜브(5)는 지지프레임(2)의 내부에 배치되는데, 일단이 지지구조를 마주보면서 베이스판(1)에 인접하고 예를 들면 홈(groove)의 방식으로 그곳에 고정된다. 상기 변형튜브(5)의 맞은편 타단은

텐셔닝 요소(4)를 가로지르면서 뻗어있다. 상기 텐셔닝 요소(4)는 텐셔닝 요소 몸체(4a)와 상기 텐셔닝 요소 몸체(4a)상에 형성된 스테이지(4b)를 포함하는 컴포넌트이다. 텐셔닝 요소 몸체(4a)는 적어도 일부분이 베이스판(1)을 마주보는 하중전달요소(3)로 뻗어있고, 반면에, 텐셔닝 요소의 스테이지(4b)는 베이스판(1)을 마주보는 하중전달요소(3)의 끝 정면으로 튀어나와 있다. 상기 텐셔닝 요소(4)를 포함한 하중전달요소(3)는 베이스판쪽 일측이 연결요소(6)에 의하여 충격흡수장치(100)의 지지구조(2)에 고정되게 연결된다. 이를 위해, 상기 연결요소(6)는 베이스판(1) 맞은편에 텐셔닝 요소 몸체(4a)상에 형성된 스테이지(4b)의 측면에 형성된 정지면(10)을 포함한다.

다른 측면에서, 텐셔닝 요소(4)는 코니컬 링(conical ring, 9)을 포함하는데, 상기 코니컬 링(9)은 변형튜브(5)를 베이스판쪽 끝에 배치된 텐셔닝 요소(4)와 함께 베이스판(1)과 하중전달요소(3)의 사이에 고정시킨다.

충격흡수장치(100)의 디자인은 충격력의 전달이 하중전달요소(3)와 연결요소(6)를 경유하여 플랜지(flange)가 구비된 충격판(11)과 베이스판(1) 사이에 이루어진 경우에 힘의 흐름을 발생시키는데, 이때 힘의 흐름은 연결요소(6)에 의해 나눠지고 첫번째 부분은 병렬적으로(while parallel thereto) 지지프레임(2)과 베이스판(1)을 경유하여 흐른다. 두번째 부분은 코니컬 링(9)에서 변형튜브(5)와 베이스판(1)으로 흐른다. 충격력의 전달동안 상기 변형튜브(5)를 통하여 가이드 된 힘의 두번째 부분이 미리 정의되거나 미리 정의될 수 있는 값을 넘은 경우, 동시적인 단면적의 확장(simultaneous cross-sectional expansion)으로 인한 변형튜브(5)의 소성변형이 발생하고, 플랜지가 구비된 충격판(11)에서 베이스판(1)으로 전달된 에너지의 적어도 일부분이 각각 열과 변형일로 변환되며 따라서 방산된다. 충격흡수장치의 작동하는데 있어, 베이스판(1)과 플랜지가 구비된 충격판(11)의 사이에서 상대적 이동이 발생하고, 하중전달요소(3)가 코니컬 링(9)과 함께 변형튜브(5)내로 움직인다.

충격흡수장치(100)의 작용력과 힘의 레벨은 변형튜브(5)의 벽 두께와 프리디포메이션(predeformation)의 정도에 의해 조절될 수 있다. 중요한 점은 충격흡수장치(100)의 작동 후에 오직 변형튜브(5)만이 교체를 필요로 하고 반면에 충격흡수장치(100)의 나머지 컴포넌트들은 여전히 계속적으로 사용 가능하다는 것이다.

이 시점에서, 연결요소(6)에 의해 충족되는 두가지 기능이 더구나 강조될 필요가 있다. 하나는, -상기를 명확히 하면- 연결요소(6)는 변형튜브(5)의 이미 팽창된 끝단을 수용하고 이를 지지프레임(2)을 경유하여 베이스판(1)에 받친다(brace same to base plate(1) via the support frame(2)). 다른 측면은, 도 2, 도 5, 및 도 8에 따라 묘사된 것에서 확실히 볼 수 있는 것처럼, 연결요소(6)는 하중전달요소(3)의 바깥면상에 안내면(6b)을 포함하고, 따라서 하중전달요소의 변형튜브(5)에 대한 상대적 운동이 충격흡수장치(100)의 작동에 있어서 가이드 된다.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 네번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)를 도시한다. 특별히, 도 9 및 도 10은 네번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)를 3차원 사시도로 보여준다. 도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 충격흡수장치(100)의 바람직한 사용을 보여주고, 반면에 도 12는 도 11에 의해 도시된 충격흡수장치(100)의 측단면도를 보여준다.

구조적 고려에 있어, 본 발명의 네번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)는 상기 미리 설명되었던 다른 실시예들과 비슷하다. 그러나, 예를 들어 세번째 실시예와는 대조적으로, 지지프레임(2)에 볼트(20)로 연결된 베이스판(1)은 상기 충격흡수장치(100)가 예를 들어 레일카(railcar) 몸체 또는 상단 컴포넌트(upstream component)에 부착될 수 있도록 하는 플랜지(flange)로써 구비되지 않는다. 대신에 네번째 실시예는 지지프레임(2)과 하중전달요소(3)의 사이 바뀌는 부분(transition region)에 플랜지(21)를 제공한다. 이런 디자인은 충격흡수장치(100)가 모듈로서 이용될 수 있도록 하고, 예를 들어 크로스빔(crossbeam, 101)에 장착될 수 있도록 한다. 이는 도 11 및 도 12에 의해 도시된 표현에 의해 보여진다.

도 11에 도시된 실시예에서, 모듈이 구비된(module-configured) 충격흡수장치(100)은 플랜지가 구비된 충격판(11)에 의해 지지구조에 고정될 수 있고, 반면에 원형 튜브 단면으로 구비된 충격흡수장치(100)의 지지프레임(2)은 지지구조의 정면에서 러닝(running)되는 크로스빔(101)에 합쳐진다. 상세히, 상기 충격흡수장치(100)는 플랜지(21)에 의해 크로스빔(101)에 연결된다.

필요에 의해, 커플링(coupling, 104)뿐만 아니라 클라이밍 가드(climbing guard, 103)가 크로스빔(101)에 배치될 수 있는 것으로 예시한다. ?도 11의 도시에서 볼 수 있다. ? 충돌에서, 부분적으로 크로스빔(101)에 합쳐지고 예를 들어 차 몸체에 연결 요소로 제공되는 상기 충격흡수장치(100)는 일정한 힘 레벨에서의 에너지의 소성 흡수를 제공한다. 이러한 목적을 위해, 상기 충격흡수장치(100)의 충격판(11)은 레일카 몸체에 고정된다(미도시). 충돌이 일어나면, 에너지는 먼저 가역적으로 그리고 비가역적으로 버퍼/크로스빔에 설치된(볼트 연결된) 커플링(104)의 드로기어 매커니즘(drawgear mechanism)에 의해 흡수된다. 충격흡수장치(100) 그 다음에 작동에 들어간다. 상기 미리 설명된 실시예와 역시 마찬가지로, 네번째 시시예에 의한 충격흡수장치(100) 베이스판(1), 지지프레임(2), 변형튜브(5), 하중전달요소(3), 텐셔닝 요소(4)를 포함한 코니컬 링(9), 그리고 연결요소(6)를 구비한다. 상기 충격흡수장치(100)에 의해 가능한 에너지의 흡수는 이미 도 1 내지 도 8에서 도시된 것을 참고하여 상술하였다.

그러나 네번째 실시예에 의한 모듈로 디자인된 충격흡수장치(100)가 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 경우와 같이 그 자체로 가역적인 충격-흡수기능을 갖는 것 또한 당연히 생각할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)를 도시한다. 이러한 실시예에서는, 충격흡수장치(100)가 지지구조의 정면(미도시)에 가로로 러닝(running)되는 지지체(101)와 상기 지지구조의 정면을 연결하는 것으로 사용된다. 상세히, 특별히 도 13에 도시된 충격흡수장치(100)의 단면도를 도시한 도 14로부터 볼 수 있는데, 다섯번째 실시예에 채용된 충격흡수장치(100)는 원칙적으로 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같다.

특별히, 도 13 또는 도 14에 의한 충격흡수장치(100)는 하중전달요소(3)와 상기 하중전달요소(3)의 일측에 배치된 충격판(11)을 포함한다. 상기 충격판(11)은 바람직하게는 분리될 수 있게 크로스빔(101)을 포함한 충격흡수장치(100)를 (명백히 도시되지 않음)지지구조에 고정시킨다. 상응하는 관통홀(17)이 상기 충격판(11)에 형성되고, 각각이 볼트 등을 수용할 수 있다.

도 14에 의한 충격흡수장치(100)의 구조와 기능은 도 2를 참고하여 설명된 충격흡수장치(100)의 구조 와 기능과 실질적으로 상응한다. 그러나, 다섯번째 실시예에서는 충격흡수장치(100)는 부분적으로 크로스빔(101)의 안으로 합쳐진다. 특별히, 크로스빔(101)은 충격흡수장치(100)의 지지프레임(2)이 수용되는 리세스(recess, 102)를 갖는다. 연결요소(6)는 ?본 발명의 일 실시예 및 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 경우와 같이- 나사 피팅(15)에 의해 지지프레임(2)에 분리 가능하게 고정된다.

본 발명의 다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)에서, 베이스판(1)은 크로스빔(101)에 합쳐져서 구비된다. 같은 방법으로, 지지프레임(2)이 상기 크로스빔(101)에 합쳐지는 컴포넌트로 구비되는 것 또한 생각할 수 있다.

다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)에서, 충격-흡수 스테이지(shock-absorbing stage)는 지지구조의 정면에 가로로 제공된 지지체(101)가 상기 지지구조에 연결될 수 있도록 제공되고, 상기 충격흡수장치(100)는 미리 정의된(predefinable) 충격력이 초과된 경우에 작동되고 충격력의 전달로부터 발생하는 에너지는 적어도 일부분이 변형일이나 열에너지로 전환되고 따라서 방산된다. 상기 충격흡수장치(100)가 작동한 후에, 변형튜브(5)만이 교체가 필요하고, 반면에 상기 충격흡수장치(100)의 나머지 컴포넌트들은 계속 더 사용할 수 있다.

도 15는 도 13 및 도 14에서 설명된 본 발명의 다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 더욱 개선된 것(여섯번째 실시예)을 도시한다. 이러한 더욱 개선된 것은 실질적으로 다섯번째 실시예에 의한 충격흡수장치(cf. 도 13 및 도 14)와 두번째 실시예에 의한 충격흡수장치(cf. 도 3 및 도 4)를 합쳐놓은 것과 상응한다. 특별히, 이는 크로스빔(101)을 지지구조(명확히 도시되지 않음)의 정면에 고정시키는 충격흡수장치(100)와 관계 있는데, 이러한 연결은 충격 흡수를 제공할 뿐 아니라, 보통의 충격을 완충도 한다. 완충장치(12)는 충격흡수장치(100)안에 포함되고, 이 완충장치의 구조와 기능은 실질적으로 앞에서 언급했던 도 3 및 도 4에서 설명된 실시예와 비슷하다.

이하 도 16, 도 17, 및 도 18에 도시된 본 발명의 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)를 참고한다. 도 16은 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)의 사시도를 보여준다. 도 17은 도 16에서 도시된 충격흡수장치(100)의 측단면도를 보여준다. 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)에 채용된 변형튜브(5)의 상세한 부분은 도 18에서 볼 수 있다.

일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치(100)은 구조적 그리고 기능적으로 앞에서 도 3 내지 도 5에서 설명되었던 두번째 실시예의 원리와 비슷하다. 두번째 실시예의 경우와 마찬가지로(cf. 도 3 내지 도 5), 일곱번째 실시예에 의한 상기 충격흡수장치(100)는 하중전달요소(3)에 합쳐진 완충장치(12)로 실현 가능한 추가적인 댐핑 기능을 구비한다. 완충장치(12)의 작동 모드는 두번째 실시예와 같이 이미 설명되었다.

그러나, 두번째 실시예와는 대조적으로, 일곱번째 실시예에 의한 충격흡수장치는 변형튜브(5)가 수용되는 지지프레임이 구비되지 않는다. 대신에 일곱번째 실시예에 의한 상기 충격흡수장치(100)는 ?상기 인용된 완충장치(12)와는 떨어져- 오직 베이스판(1), 변형튜브(5), 연결요소(6), 코니컬 링(9), 텐셔닝 요소(4), 상기 완충장치(12)가 합쳐진 하중전달요소(3), 그리고 나사 피팅 요소(15)를 포함한다.

변형튜브(5)는 베이스판(1)에 일단면이 지지구조(미도시)를 바라보면서 고정된다. 연결요소(6)는 나사 피팅 요소(15)에 의하여 변형튜브(5)의 타단면에 연결되고, 하중전달요소(3)의 바깥면상에 있는 안내면(6b)을 포함한다. 따라서, 상기 충격흡수장치(100)의 작동 중에 상기 하중전달요소(3)가 변형튜브(5)에 대한 상대적인 움직임이 가이드 된다. 텐셔닝 요소(4)는 코니컬 링(9)을 수용한다. 연결요소(6)가 나사 피팅 요소(15)에 의해 변형튜브(5)를 받치는 것은 연결요소(6)를 텐셔닝 요소(4)에 누르게 된다. 이 방법으로, 텐셔닝 요소(4)는 코니컬 링(9)을 통해 상기 변형튜브(5)에 받쳐진다. 앞서 지적한 것처럼, 충격흡수장치(100)가 작동되고, 상기 하중전달요소(3)가 상기 연결요소(6)의 상기 안내면(6b)상에서 가이드 되어 힘을 텐셔닝 요소(4)에 전달한다.

충격흡수장치의 작동 모드뿐만 아니라, 각각의 컴포넌트들의 상호관계는 앞서 설명한 실시예들과 비슷하다. 특히, 일곱번째 실시예에서 충격흡수장치의 특정 힘과 힘의 레벨은 변형튜브(5)의 벽 두께 와 프리디포메이션(predeformation)의 정도에 의해 조절될 수 있다. 충격흡수장치(100)가 작동된 후에, 오직 상기 변형튜브(5)만이, 필요하다면 베이스판(1)과 함께, 교체가 필요하다. 충격흡수장치(100)의 나머지는 계속적으로 사용할 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명된 실시예에 제한되지 않는다. 사실 설명된 모든 각각의 요소들의 다른 조합(combinations)또한 생각할 수 있다.

1. 베이스판
2. 지지프레임
3. 하중전달요소
4. 텐셔닝 요소
4a. 텐셔닝 요소 몸체
4b. 텐셔닝 요소 스테이지
5. 변형튜브
6. 연결요소
6a. 연결요소홈
6b. 안내면
7. 연결요소의 안내면
8. 하중전달요소의 바깥면
9. 코니컬 링
10. 연결요소의 정지면
11. 충격판
12. 완충장치
13. 버퍼플런저
14. 에너지 흡수요소
15. 나사 피팅 요소
16. 관통홀
17. 관통홀
18. 홈
19. 관통홀
20. 나사 피팅 요소
100. 충격흡수장치
101. 크로스빔
102. 크로스빔 리세스
103. 클라이밍 가드
104. 중앙 완충 커플링(center buffer coupling)

Claims

베이스판(1);
텐셔닝(tensioning) 요소(4)를 구비한 하중전달요소(3);
상기 베이스판(1)에 일단(first end section)이 연결되며 에너지 흡수 요소인 변형튜브(deformation tube, 5); 및
상기 변형튜브(deformation tube, 5)의 타단(second end section)과 상기 하중전달요소(3)를 연결하고 풀 수 있는 연결요소(6);
를 포함하고, 상기 연결요소(6)는 나사 피팅(15)에 의해 상기 베이스판(1)에 고정되게 연결된 지지프레임(2)에 분리 가능하게 연결되고 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)를 누르고 있어 상기 변형튜브(deformation tube, 5)는 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)와 상기 베이스판(1)의 사이에서 움직임 없이 지지되는 충격흡수장치(100).
제1항에 있어서,
충격력을 전달하도록 설계되되, 충격력의 전달에 의해 발생하는 힘의 흐름이 상기 하중전달요소(3), 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4), 상기 변형튜브(deformation tube, 5), 그리고 베이스판(1)을 통하게 발생하고, 이때 상기 변형튜브(deformation tube, 5)는 상기 충격력의 전달로부터 확보된 에너지를 미리 정의할 수 있는 특정 충격력(predefinable characteristic impact force)으로 전달하고, 상기 변형튜브(deformation tube, 5)는 상기 미리 정의할 수 있는 특정 충격력이 한도를 넘으면(exceeded) 동시에 일어나는 소성변형에 의해 상기 충격력의 전달로부터 확보된 에너지의 적어도 일부를 흡수하고 방출하도록 더 설계되고, 상기 변형튜브(deformation tube, 5)의 소성변형 동안 상기 하중전달요소(3)와 베이스판(1)이 상대적으로 움직이는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결요소(6)는 상기 하중전달요소(3)의 바깥면(8)에 직접적으로 인접(adjoins or abuts)하고, 상기 충격흡수장치(100)가 구동된 후에 상기 변형튜브(deformation tube, 5)의 소성변형에 영향을 받아 상기 하중전달요소(3)의 상기 베이스판(1)에 대한 상기 충격흡수장치(100)의 축방향(L)으로의 상대적인 움직임을 가이드 하도록 설계된 안내면(7)을 포함하는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)와 상기 변형튜브(deformation tube, 5)의 사이에 위치된 코니컬 링(9)을 더 포함하여, 상기 변형튜브(deformation tube, 5)는 상기 코니컬 링(conical ring, 9)에 의해 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)와 상기 베이스판(1)의 사이에서 지지되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)는 인접 스테이지(conterminous stage, 4b)의 형태로 상기 베이스판(1)을 마주보는 상기 연결요소(6)의 정지면(10)중 하나 상에서 상기 하중전달요소(3)의 구성요소로 구비되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)는 속이빈 상태로 구비된 하중전달요소(3)의 내부에 적어도 부분적으로 수용되는 몸체(4a)를 포함하고, 상기 베이스판(1)을 마주보는 상기 연결요소(6)의 정지면(10)중 하나 상에서, 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)의 상기 몸체(4a) 상에서 인접 스테이지(conterminous stage, 4b)가 구비되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스판(1)에 반대되는 상기 변형튜브(deformation tube, 2)의 끝단은 상기 연결요소(6)에 구비된 홈(groove, 6a)에 수납되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하중전달요소(3)는 상기 베이스판(1)에 반대되는 방향으로 충격판(11)을 포함하고 이로 인해 충격력이 상기 하중전달요소(3)와 상기 충격흡수장치(100)에 전달되는 충격흡수장치(100).
제8항에 있어서,
상기 충격흡수장치(100)는 충격력과 견인력을 전달하도록 설계되되, 견인력의 전달에 의해 발생하는 힘의 흐름이 상기 충격판(11), 상기 하중전달요소(3), 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4), 상기 연결요소(6), 그리고 상기 지지프레임(2)을 통하게 발생하고, 충격력의 전달에 의해 발생하는 힘의 흐름이 상기 충격판(11), 상기 하중전달요소(3), 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4), 상기 변형튜브(deformation tube, 5), 그리고 베이스판(1)을 통하게 발생하는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 충격흡수장치(100)에 통합된(integrated) 완충장치(12)가 제공되고, 하기를 포함하는 충격흡수장치(100):
- 적어도 일부분은 속이 빈 몸체로 구비된 상기 하중전달요소(3)에서 충격판(11)을 구비하면서 가이드된 버퍼플런저(buffer plunger, 13), 그리고
- 상기 하중전달요소(3)에 수용되는 에너지 흡수요소(14).
제10항에 있어서,
상기 에너지 흡수요소(14)는 재생되게 디자인된(preferably regeneratively-designed) 에너지 흡수요소인 충격흡수장치(100).
제10항에 있어서,
상기 완충장치(12)는 상기 충격판(11)에 가해져 동시에 상기 버퍼플런저(buffer plunger, 13)의 상기 베이스판(1)을 향한 길이방향 이동을 일으키는 힘으로부터 나온 충격 에너지의 미리 정의할 수 있는 특정 충격력을 흡수하거나 완충하도록 설계되고, 상기 완충장치(12)의 상기 에너지 흡수요소(14)에 의한 에너지의 흡수가 끝난 후(exhausted), 힘의 흐름이 상기 충격판(11)으로부터 상기 하중전달요소(3), 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4), 상기 변형튜브(deformation tube, 5), 그리고 상기 베이스판(1)을 통해 직접 발생하는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스판(1)과 커플(coupled)된 지지프레임(2)을 포함하고, 상기 변형튜브(deformation tube, 5)가 상기 지지프레임(2)에 수용되고, 상기 연결요소(6)는 상기 하중전달요소(3)가 일측이 상기 지지프레임(2)에 연결되고, 타측이 상기 변형튜브(deformation tube, 5)에 연결되도록 구비되고, 상기 연결요소(6)는 상기 지지프레임(2)과 풀릴 수 있게 연결되며 상기 지지프레임(2)과 같이 고정 연결되어 있을 때에는 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)에 눌리게 되어 상기 변형튜브(deformation tube, 5)가 상기 텐셔닝(tensioning) 요소(4)와 상기 베이스판(1)의 사이에서 움직임 없이 지지되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 충격흡수장치(100)는 레일카(railcar)의 몸체의 정면에서 러닝하는(running) 크로스빔(crossbeam, 101)에 합쳐져서 상기 지지프레임(2)은 상기 크로스빔(101)에 제공되는 리세스(recess, 102)에 적어도 부분적으로 수용되는 충격흡수장치(100).
제14항에 있어서,
상기 베이스판(1) 또는 상기 지지프레임(2)이 상기 크로스빔(101)의 내부 구성요소로 구비되는 충격흡수장치(100).
제14항에 있어서,
상기 베이스판(1) 및 상기 지지프레임(2)이 상기 크로스빔(101)의 내부 구성요소로 구비되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스판(1)은 지지구조에 연결가능한 플랜지(flange)로 구비되거나; 또는,
상기 하중전달요소(3)는 상기 베이스판(1)에 반대에서 지지구조의 측면에 의하여 지지구조에 연결되는 충격흡수장치(100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스판(1)은 지지구조에 연결가능한 플랜지(flange)로 구비되고; 그리고,
상기 하중전달요소(3)는 상기 베이스판(1)에 반대에서 상기 지지구조의 측면에 의하여 상기 지지구조에 연결되는 충격흡수장치(100).