KR20010021995A - 철도 차량용 측벽 및 그 철도 차량 본체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속의 지지 프레임(framework; 8) 및 상기 프레임에 용접되는 금속의 외부 외판(12)을 포함하는 철도 차량 본체(1)용 측벽(4)에 관한 것이다. 상기 측벽은 상기 철도 차량 본체(1)의 지붕에 결합되도록 설계되는 캔트레일(cantrail; 10)을 포함한다. 지지 프레임(8) 부재(14)는 레이저 용착부(20)에 의해 캔트레일과 결합된다. 금속 지지 프레임(8)은 상기 외부 외판(12) 및 상기 캔트레일을 지지하기 위해 하부 종방향 뼈대(6)로부터 연장된다. 본 발명은 강으로 제작된 철도 차량 본체에 적용가능하다.

Description

철도 차량용 측벽 및 그 철도 차량 본체 {SIDE WALL FOR RAILWAY CAR AND CORRESPONDING RAILWAY CAR BODY}

철도 차량의 시각적 외관을 개선하기 위한 현재의 추세는 매끄러운 외부면을 갖는 측벽을 제작하는 것이다.

알루미늄은 형상이 이루어진 부품 덕택에 만족스러운 시각적 외관을 갖는 상기 측벽이 형성되도록 해준다. 그러나, 철도 차량에 알루미늄을 사용하는 것은 강을 사용하는 것과 비교하여 상당한 제조비용의 증가를 가져온다.

이와는 대조적으로, 강의 경우에는, 만족스러운 시각적 외관을 갖는 외판을 얻는데 있어서, 특히 철도 분야에서 통상적으로 사용되는 용접 기술로 인해 여러 가지 문제들을 갖는다. 특히 다량의 에너지를 포함하는 아크 용접을 사용하여 상기 지지 프레임에 외판을 입히기 위해 상기 강판을 용접하는 경우 상기 외판이 시임하게 뒤틀리며, 이것은 상기 뒤틀린 강판을 다시 곧게 펴는데 시간을 낭비하게 되고 상기 철도 차량의 제조 원가에 시임각한 영향을 주게되는 것을 의미한다.

또한, 저항 스폿 용접(resistance spot welding)은 상기 강판이 용접봉과 접촉하는 상기 외판의 외부면에 흔적을 남긴다. 또한, 상기 유형의 용접은 특정 국가 및/또는 특정 회사에서는 금지되어 있다.

본 발명의 목적은 철도 차량용 측벽을 공급하는데 있어서 상기 문제들을 해결하여 경제적인 방법으로 상기 기술된 시각적 외관 상의 결점을 제거하는 것이다.

그러므로 본 발명의 주제는, 상기 외판을 상기 프레임에 결합시키는 적어도 몇 개의 용착부는 상기 프레임과 외판 사이가 중첩 구역에 이루어지는 레이저 용착부이고, 상기 용착부가 상기 측벽의 내부면으로부터 상기 지지 프레임을 통과하는 투과 용접(transparency-welding)에 의해 얻어지며, 상기 용착부가 상기 측벽의 외부면을 통과하여 나오지 않는 용접의 특징을 갖는, 금속의 지지 프레임 및 상기 프레임에 용접되는 금속의 외판을 포함하는 철도 차량 본체용 측벽에 관한 것이다.

본 발명은 금속의 지지 프레임(support framework) 및 상기 프레임에 용접된 금속의 외판(external metal skin)을 포함하는 철도 차량 본체용 측벽에 관한 것이다.

본 발명은 구체적으로 강(steel)으로 제작된 철도 차량 본체에 적용된다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량 본체의 개략적인 단면도.

도 2는 도 1의 본체 측벽의 외측 일부분에 대한 개략적인 사시도.

도 3은 도 2의 측벽에서 일부를 잘라내고 내측으로부터 도시하는 개략적인 사시도.

도 4는 도 3에서 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 개략적인 부분단면도.

도 5는 도 3에서 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 개략적인 부분단면도.

구체적인 실시예에 따르면, 상기 측벽은 하나 이상의 다음 특징들 중에서 단독 또는 조합으로 이루어질 수 있다.

상기 측벽은 상기 철도 차량 본체의 지붕에 연결되는 캔트레일(cantrail)을 포함하고, 상기 지지 프레임 부재는 자신과 상기 캔트레일 사이의 중첩 구역에서 가해지는 레이저 용접에 의해 상기 캔트레일과 연결되며, 상기 용착부는 상기 측벽의 내부면으로부터 상기 프레임 부재를 통과하는 투과 용접에 의해 얻어지고, 상기 용착부는 상기 측벽의 외부면을 통과하여 나오지 않는다; 상기 레이저 용착부는 구조상의 하중 전달 용착부(structural load-transmitting weld)이다.

본 발명의 또 다른 주제는 상기에서 정의한 바와 같이 두 개의 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량 본체에 관한 것이다.

본 발명은 단지 예시적인 방법으로 설명되는 다음의 기술, 및 첨부되는 도면을 참조하여 보다 잘 이해하게 될 것이다.

도 1은 강으로 제작되는 철도 차량 본체(1)를 개략적으로 도시하며, 섀시(2), 상부 또는 지붕(3), 및 본체(1)의 내측과 면하는 오목한 면을 기본적으로 각각 구비하는 두 측벽(4)을 포함한다.

상기 두 벽(4)은 본체(1)의 종방향 중시임선에 대하여 서로 대칭이므로, 아래에서는 이들 중 단지 하나만이 기술될 것이다.

도 1 내지 도 3에 예시되는 바와 같이, 벽(4)은 하부 종방향 뼈대(longeron; 6)(도 1 및 도 3에서 바닥에 있음), 지지 프레임(8), 구부러진 상부 외판 또는 캔트레일(10), 및 뼈대(6)와 캔트레일(10) 사이에서 연장되고 외부면(13)이 매끄러운 외판(12)을 기본적으로 포함한다.

뼈대(6)는 섀시(2)를 벽(4)과 연결시킨다. 캔트레일(10)은 지붕(3)을 측벽(4)과 연결시킨다.

강 프레임(8)은 업라이트 부재(upright; 14), 및 업라이트 부재(14)와 직교하는 종방향 섹션 피스(longitudinal section piece) 또는 세로보(stringer; 16)를 기본적으로 포함한다.

업라이트 부재(14)는 매우 두꺼운(3 내지 5 mm의 두께) U자형 단면(도 4 참조)이고, 하부 단부(도 3에서 바닥)는 나중에 기술되는 바와 같이 예를 들어 미그(MIG; 금속 불활성 가스) 용접에 의해 뼈대(6)에 고정된다.

업라이트 부재(14)는 측벽(4)을 따라 균일하게, 그리고 대체로 뼈대(6)에 직각으로 배열된다.

세로보(16)는 Ω자 형상의 단면으로 된 두꺼운(3 내지 4 mm의 두께) 섹션 피스이다.

프레임(8) 부재들(14, 16)은 이들이 서로 만나는 구역에서 예를 들어 미그 용접에 의해 함께 결합되어 노드(node)를 형성한다. 또한, 상기 부재(10, 12)는 상기 어셈블리 노드의 영역으로 밀려 삽입됨으로써 외판(12)이 부착되는 편평한 표면을 제공하게 된다.

외판(12)은 예를 들어, 맞대기 용접(butt welding)에 의해 함께 결합되는 얇은 강판을 포함한다. 상기 강판의 두께는 일반적으로 3 mm 미만이다.

외판(12)은 창문용 개구부를 형성하기 위해 미리 절개된다.

외판(12)은 프레임(8)의 외측에 놓이며, 레이저 용접 시임(laser-welded seam)에 의해 업라이트 부재(14)에 고정된다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 레이저 용접 시임(20)은 외판(12)과 업라이트 부재(14)의 편평한 중앙 웨브(web; 22) 사이의 중첩 구역(21)에서 이루어진다. 상기 용접 시임(20)은 측벽(4)의 내부면(24)으로부터(도 4에서 바닥) 투과 용접함으로써 얻어진다. 즉, 레이저빔이 업라이트 부재(14)의 웨브(22)를 통과하여 외판(12)을 국부적으로 용융시킴으로써 업라이트 부재(14) 및 외판(12)을 중첩 구역(21)에서 이들의 맞닿는 면을 함께 용접한다. 그러므로, 각 용접 시임(20)은 대응되는 웨브(22)를 완전히 통과한 후 웨브(22)와 중첩되는 외판(12)을 부분적으로 통과한다. 상기 용접 시임(20)은 외판(12)의 외부면(13)을 완전히 통과하지 않는다.

유사한 방법으로, 외판(12)은 세로보(16)의 측부 플랜지(28)와 외판(12) 사이의 중첩 구역(27)에서 형성되는 레이저 용접 시임(26)에 의해 상기 세로보에 고정된다. 도 3에서는 보다 명확하게 하기 위해 플랜지(28)가 확대되었다. 용접 시임(26)은 벽(4)의 내부면(24)으로부터(도 5에서 오른쪽) 투과 용접됨으로써 형성되며, 외판(12)의 외부면(13)으로 완전히 통과하지 않는다.

도 3에서 일부를 잘라내어 개략적으로 예시하는 바와 같이, 용접 시임(20)을 연장시킴으로써 업라이트 부재(14)는 캔트레일(10)과 업라이트 부재(14) 사이의 중첩 구역(30)에서 캔트레일(10)에 용접된다.

최종적으로, 외판(12)은 예를 들어, 미그 용접에 의해 자신의 하부 전체가 뼈대(6)에 용접된다. 상기와 같이 용접함으로써, 프레임(8)에 의해 외판(12)에 부여되는 강성(rigidity) 때문에 외판(12)이 프레임(8)에 용접되고 난 후 발생하는 뒤틀림이 감소된다.

용접 시임(20) 및 외판(12)을 프레임(8)에 결합하는 것은 구조상의 하중 전달 용접이다. 그러므로, 외판(12)은 프레임(8)과 함께 측벽(4)을 보강하는 역할을 하며, 이로 인해 본체(1)가 보강된다.

상기 기술된 구조는 비교적 경제적인 방법으로 매끄러운 외부면(13)을 갖는 측벽(4)을 얻을 수 있도록 해준다.

특히, 상기 사용된 용접의 유형은 외판(12)이 프레임(8)에 용접되는 동안 발생하는 뒤틀림이 감소될 수 있도록 해준다. 그러므로, 만족스러운 가시적 외관으로 복구하기 위해 필요한 작업이 감소된다. 용접 시임(20, 26)은 모두 관통하지 않고, 벽(4)의 외부면(13)에 흔적을 남기지 않으며, 원하는 가시적 외관을 얻을 수 있도록 해준다. 또한, 측벽(4)을 위해 선택된 상기 구조는 비교적 단 시간에 상기 벽의 자동화된 조립을 허용하며, 레이저 용접은 20 m/min의 속도로 용접하는 것을 가능하게 해준다.

예시되지 않은 대안적인 형태에서는, 용접 시임(20, 26)이 단절될 수 있으며, 만족스러운 가시적 외관을 보장하기 위해 레이저 용접의 사용이 필요한 구역에 한정될 수 있다.

Claims (5)

1. 금속 지지 프레임(8) 및 상기 프레임(8)에 용접되는 금속의 외부 외판(12)을 포함하는 철도 차량 본체(1)용 측벽(4)에 있어서,

   상기 철도 차량 본체(1)의 지붕(3)에 결합되는 캔트레일(cantrail; 10)을 포함하고,

   상기 지지 프레임(8)의 부재(14)는 레이저 용접(20)에 의해 상기 캔트레일에 결합되며, 상기 금속 지지 프레임(8)은 상기 외부 외판(12) 및 캔트레일(10)을 지지하기 위한 하나의 하부 종방향 뼈대(6)로부터 연장되는

   철도 차량 본체용 측벽.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외판(12)을 상기 프레임(8)에 결합시키는 적어도 몇 개의 용착부는 상기 프레임(8)과 외판(12) 사이가 중첩 구역(21, 27)에 이루어지는 레이저 용착부(20, 26)이고,

   상기 용착부(20, 26)는 상기 측벽(4)의 내부면(24)으로부터 상기 지지 프레임의 부재들(14, 16)을 통과하는 투과 용접에 의해 얻어지며,

   상기 용착부(20, 26)는 상기 측벽(4)의 외부면(13)을 관통하지 않는 용착부인

   철도 차량 본체용 측벽.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 지지 프레임(8)의 부재를 상기 캔트레일(10)에 결합하는 레이저 용착부(20)가 상기 부재(14)와 캔트레일(10) 사이의 중첩 구역에서 형성되고, 상기 용착부는 상기 측벽의 내부면(24)으로부터 상기 프레임 부재를 통과하는 투과 용접이며, 상기 용착부(20)는 상기 측벽(4)의 외부면으로 관통하지 않는 철도 차량 본체용 측벽.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 레이저 용착부가 구조상의 하중 전달 용착부(structural load-transmitting weld)인 철도 차량 본체용 측벽.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 측벽(4) 두 개를 포함하는 철도 차량 본체(1).