KR102553993B1 - 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

특히 전자기적으로 작동 가능한 브레이크들을 제어하기 위해, 브레이크 슈들 (2, 3) 의 어버트먼트 (5) 에 작용하는 힘들을 검출하는 것이 필수적이다.
어버트먼트 (5) 는 따라서 로드 하에서 변형되는 고체 재료로부터 형성되고, 이러한 변형을 검출하는 측정 디바이스들이 제공된다.
특별한 실시형태에서, 어버트먼트 (5) 는 브레이크 슈들 (2, 3) 이 지지되는 두개의 림들 (11, 12) 을 갖는다. 로드 하에서 두개의 브레이크 슈들 사이의 변하는 거리는 자석들 (24, 25) 및 홀 센서들 또는 AMR 센서들를 포함하는 측정 디바이스에 의해 림들 (11, 12) 에서 연장부 로드들 (22, 23) 사이에서의 거리를 검출함으로써 결정된다.

Description

드럼 브레이크{DRUM BRAKE}

본 발명은 브레이크 드럼 및 두개의 브레이크 슈들을 갖는 드럼 브레이크에 관한 것이고, 두개의 브레이크 슈들은 브레이크 드럼에 적용될 수 있고 캐리어 플레이트의 브레이크 슈 측에 부착되고 압력 단부 및 어버트먼트 단부를 각각 포함하고, 스프레더 디바이스는 압력 단부들 사이에 측정되고, 로드-측정 디바이스를 갖는 어버트먼트는 어버트먼트 단부들 사이에 제공되고, 상기 디바이스는 어버트먼트에서 지배하는 로드를 결정하는 역할을 한다.

스프레더 디바이스가 전기 액츄에이터로 이루어지는 이러한 타입의 전기적으로 작동 가능한 드럼 브레이크는 WO 99/53214 에 설명된다.

제동 적용에서 액츄에이터를 제어 또는 조절할 수 있도록, 드럼 브레이크에 작용하는 힘의 양에 관한 정보가 요구된다. WO 99/53214 에 따르면, 로드 센서는 어버트먼트의 단부 면에 배열되고 브레이크 슈들의 하나가 어버트먼트에서 지지하는 힘을 측정한다.

이러한 정보는 그러나 전기 액츄에이터를 제어하거나 조절하기 위해 충분히 정확하지 못한 데, 왜냐하면, 제동 적용 시에, 브레이크 슈들에 작용하는 마찰력들이 상이할 수 있어서, 마찰력들에 의해 영향을 받는 지지력들이 또한 각각의 브레이크 슈에 대해 상이할 수 있기 때문이다. 브레이크 슈의 이러한 지지력은 따라서 드럼 브레이크에 작용하는 브레이크 모멘트들 및 힘들의 총량을 정확하지 반영하지 못한다.

본 발명은 따라서 제동 적용에서 드럼 브레이크에 작용하는 힘의 총량을 반영하는 어버트먼트에서 로드 측정 디바이스를 갖는 드럼 브레이크를 제조하는 목적에 기초된다.

이러한 목적을 달성하도록, 어버트먼트가 로드 하에서 탄성적으로 휘어질 수 있는 고체 구성요소로서 전체로서 구성되고, 하나 이상의 센서들은 로드 하에서 발생하는 어버트먼트의 변형을 검출하도록 제공하는 것이 제안된다.

어버트먼트의 변형이 양쪽 측들에 작용하는 지지력들에 의해 결정되기 때문에, 예를 들면 어버트먼트에서 발생하는 기계적인 응력으로 인해 변형을 결정하는 것은 값이 브레이크에서 작용하는 힘들에 대해 얻어진다는 것을 의미하고, 이러한 값은 액츄에이터를 제어하기 위해 적절하다.

변형이 또한 검출될 수 있어서 개별적인 브레이크 슈들의 브레이크 모멘트들이 또한 각각의 경우에 검출되고 결정될 수 있다.

제 1 간단한 설계에서, 어버트먼트는 앤빌의 형태로 구성되고, 어버트먼트 단부들은 앤빌 헤드의 대향하는 단부들에 놓인다.

힘들이 제동 중에 앤빌 헤드에 가해질 때에, 기계적인 응력들은 헤드에서 증강되고 그 페데스탈로 전달된다.

이들 기계적인 응력들은 바람직하게 앤빌에서 스트레인 게이지들에 의해 검출될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 어버트먼트의 변형은 따라서 어버트먼트에서 기계적인 응력들을 통해 간접적으로 결정된다.

또 다른 실시형태에서, 어버트먼트는 베이스 및 두개의 림들을 구비한 U-형상을 갖고, 그 외측들은 브레이크 슈들의 어버트먼트 단부들을 지지하고, 센서 또는 센서들은 로드 하에서 변경되는 림들의 슬로프를 검출할 수 있는 타입이다.

이를 위해, 몇몇 경우들에서 스트레인 게이지들은 림들에 제공될 수 있다. 또 다른 가능성은 센서 또는 센서들이 림들의 자유 단부들 사이에 거리를 검출하는 것이다.

이는 예를 들면 이방성 자기 저항 작용에 기초한 홀 센서들 또는 AMR 센서들을 사용하여 행해질 수 있고, 이를 위해 림들에는 홀 센서 또는 AMR 센서에 대해 신호 방출기들로 기능하는 자석들이 제공된다.

바람직하게, 림들의 자유 단부들은 내향으로 배향된 돌출부들을 가질 수 있고, 그 단부 면들은 측정 갭에 의해 서로 분리되고, 그 폭은 두개의 돌출부들의 단부들 주위에 배열된 허용 전류 (current-carrying) 가동 코일에 의해 검출될 수 있는 데, 왜냐하면 가동 코일의 인덕턴스는 측정 갭의 폭에 종속되기 때문이다.

상기 설명된 배열체에서, 어버트먼트의 베이스는 캐리어 플레이트의 외측에 부착되고, 림들은 어버트먼트 단부들이 지지되는 브레이크 슈 측에서 캐리어 플레이트에 개구를 통해 돌출된다.

바람직하게, 림들의 단부들은 측정 갭의 지지력의 작용들이 최대가 되도록 지지된다.

본 발명의 추가의 실시형태에서, 어버트먼트는 베이스의 내측에 인접하고 캐리어 플레이트에 부착된 포스트에 의해 캐리되어 림들은 캐리어 플레이트를 향해 배향된다.

포스트는 바람직하게 어버트먼트와 일체형으로 구성된다.

도입된 힘들에 의해 변형을 증대시키도록, 림들이 연장부들을 갖는 것이 제공된다.

측정 디바이스가 캐리어 플레이트의 뒷쪽에 배열되도록, 이들 연장부들은 캐리어 플레이트를 통해 이르고, 그 자유 단부들에서, 연장부들의 자유 단부들에서 위치 변경을 결정하도록 신호 수신기들과 협동하는 신호 방출기들이 신호 방출기들에 부착된다.

신호 방출기들은 예를 들면 자석들일 수 있다.

연장부들은 림들과 일체형으로 구성될 수 있다. 그러나, 연장부 로드들은 또한 림들의 단부에서 삽입되는 것이 고려될 수 있다.

포스트는 캐리어 플레이트의 전방 측에 부착되는 페데스탈에 존재하고, 연장부들은 페데스탈에서 개구들을 통해 안내된다. 이는 신호 수신기들 및 신호 분석 유닛에 신호 수신기들을 연결하기 위한 플러그가 포스트로부터 멀리 향하는 페더스탈의 측에 배열되는 것을 허용한다.

신호 방출기들 및 신호 수신기들, 그리고 적용 가능하다면 분석 전자 장비들은 따라서 캐리어 플레이트의 뒷쪽에 위치되고 브레이크 슈 영역으로부터 물리적으로 분리되고 시일된다. 제동 중에 뜨거워지는 드럼으로부터의 열, 및 마멸된 브레이크 재료는 따라서 신호 검출 및 분석을 방해할 수 없다.

본 발명은 세개의 예시적인 실시형태들을 기초하여 아래에 보다 상세하게 설명할 것이다.

도 1 은 어버트먼트의 제 1 실시형태를 갖는 브레이크 드럼을 도시하고,
도 2 는 어버트먼트의 제 2 실시형태를 도시하고,
도 3 은 어버트먼트의 제 3 실시형태를 도시한다.

어버트먼트의 제 1 실시형태 뿐만 아니라, 드럼 브레이크의 아웃라인 구조를 도시하는 도 1 이 처음에 참조된다.

두개의 브레이크 슈들 (2, 3) 은 차축 캐리어에 커플링된 캐리어 플레이트 (1) 의 전방에 배열된다. 각각의 브레이크 슈는 180° 보다 약간 작은 원호를 커버하고 그 외측에서 브레이크 라이닝을 캐리한다. 회전 차축에 커플링되고 명확성을 위해 여기서 도시 생략된 브레이크 드럼은 두개의 브레이크 슈들을 둘러싸서, 제동 적용 시에 브레이크 슈는 브레이크 드럼에 대해 가압되고, 이로써 그 결과로 인한 마찰력들은 차축 및 따라서 차축에 장착된 휠을 제동한다.

제동 적용을 위해, 폭넓게 변하는 방식으로 설계될 수 있는 스프레더 요소 (4) 는 브레이크 슈들의 압력 단부에 배열된다. 이는 유압식 실린더 또는 전기 액츄에이터일 수 있다.

브레이크 슈들의 다른 단부들, 즉 어버트먼트 단부들 사이에서, 어버트먼트 (5) 는 캐리어 플레이트 (1) 에 배열되고, 이러한 예시적인 실시형태에서 금속으로 제조된 고체 앤빌로서 구성된다. 이는 페데스탈 (8) 내로 스탠드 (7) 를 통해 변형하는 앤빌 헤드 (6) 를 갖는다. 스탠드 (7) 는 캐리어 플레이트 (1) 에서 개구 (9) 를 통해 돌출하고, 페데스탈 (8) 은 캐리어 플레이트의 뒷쪽, 즉 브레이크 슈들 (2, 3) 로부터 멀리 향하는 측에 부착된다.

두개의 브레이크 슈들 (2, 3) 은 앤빌 헤드 (6) 의 대향하는 단부 면들에 배열된다. 제동이 적용될 때에, 스프레더 디바이스 (4) 는 상응하는 지지력이 앤빌 헤드 (6) 의 양쪽 단부 면들에 가해지도록 폭넓게된다. 앤빌 헤드 (6) 의 재료는 경질이지만 그럼에도 불구하고 탄성적으로 변형 가능하여서, 힘들은 지지력들이 동등하지 않다면 앤빌 헤드의 변형 및 스탠드 (7) 의 틸팅을 발생시킨다.

이러한 변형 또는 틸팅은 앤빌에서 적절한 지점들에서 장착된 스트레인 게이지들에 의해 검출될 수 있는 앤빌에서 기계적인 응력들과 연관된다.

이러한 실시형태의 변형예는 도 2 에서 예시된다. 여기서, 두개의 림들 (11, 12) 은 베이스 (10) 로부터 연장되고, 그 자유 단부들은 브레이크 슈들의 어버트먼트 단부들을 지지한다 (화살표들 13). 페데스탈 (8) 과 같은 베이스 (10) 는 캐리어 플레이트 (1) 의 뒷쪽에 부착되고, 림들 (11, 12) 은 캐리어 플레이트 (1) 의 전방을 향해 개구 (9) 를 통해 돌출된다.

제동 적용에서, 림들은 함께 가압된다. 그들 자유 단부들 사이에 거리가 측정될 수 있다. 이를 위해, 그것들은 바람직하게 두개의 내향으로 배향된 돌출부들 (14, 15) 을 갖고, 그 상호 향하는 단부들은 측정 갭 (16) 을 형성한다. 측정 갭 (16) 의 폭은 어버트먼트의 변형을 나타내고 따라서 림들에 가해지는 힘의 측정부를 구성한다.

이러한 거리는 다양한 방식들로 측정될 수 있다. 돌출부들 (14, 15) 에 자석들이 제공된다면, 그 상호 이격은 리니어 홀 센서 또는 AMR 센서 (양쪽은 여기에서 도시 생략) 에 의해 검출될 수 있다. 그러나 또한 가동 코일로 갭을 둘러싸는 것이 고려될 수 있고, 그 인덕턴스는 어버트먼트 (5) 의 변형의 척도를 형성하도록 갭의 폭에 의해 변경된다.

도 3 은 두개의 림들 (11, 12) 이 캐리어 플레이트 (1) 를 향해 지향하도록, 베이스 (10) 가 캐리어 플레이트 (1) 위에 배열된 어버트먼트 (5) 의 추가의 실시형태를 도시한다. 이를 달성하도록, 페데스탈 (21) 로부터 돌출하는 포스트 (20) 는 두개의 림들 사이에 위치된다. 측면도에서, 어버트먼트는 따라서 혼들을 갖는 양식화된 램들의 헤드의 형태를 갖는다. 림들 (11, 12), 베이스 (10), 포스트 (20) 및 페데스탈 (21) 은 하나의 피스로 제조된다. 페데스탈 (21) 은 캐리어 플레이트 (1) 의 전방 측에 부착된다.

페데스탈 (21) 은 또한 상응하는 개구들이 캐리어 플레이트에 제공된다는 점에서 차축 바디에 직접 볼트 결합되는 것 (여기에서 도시 생략) 이 고려될 수 있고, 몇몇 경우들에서 캐리어 플레이트는 또한 힘 유동으로 볼트 결합된다. 이러한 방식으로, 페데스탈 (21) 은 큰 비틀림 강성으로 연결된다.

두개의 브레이크 슈들의 어버트먼트 단부들은 두개의 림들 (11, 12) 의 외측들에 지지된다.

두개의 림들 사이에 거리를 측정할 수 있도록, 두개의 림들은 캐리어 플레이트 (1) 의 뒷쪽을 향해 페데스탈 (21) 에서 개구들을 통해 지향하는 로드들의 형태의 연장부들 (22, 23) 를 갖는다. 측정 디바이스는 그곳에 위치된다. 이는 로드들 (22, 23) 의 자유 단부들에서 자석들 (24, 25) 로 이루어진다. 자기장들에 민감한 센서들 (예를 들면 홀 센서들 또는 AMR 센서들) 은 회로 기판들 (26, 27) 에 배열되고 대향하는 자석들에 놓인다.

칼라들은 개구에 대해 로드들 (22, 23) 을 시일하도록 페데스탈 (21) 의 개구들에 배열된다. 전체 측정 배열체는 따라서 브레이크 디바이스로부터 멀리 향하는 측에 장착되고 따라서 마멸된 브레이크 재료 및 열의 작용들로부터 보호된다.

측정 디바이스를 갖는 어버트먼트 (5) 는 하나의 조립체로서 캐리어 플레이트 (1) 에 사전 조립되고 부착될 수 있다.

각각의 탄성 어버트먼트 (5) 는 힘 어큐뮬레이터의 방식으로 설계되는 그 가역적 탄성으로 인해, 기계적으로 그리고 자동적으로 언파워되는 방식으로, 파괴적인 크고 과도한 적용력의 생성을 감소 또는 방지 (적용력을 제한하도록 자동적으로 언파워되는 기능을) 를 할 수 있는 부가된 값으로 링크될 수 있다. 추가의 이점은 변경된 주변 조건들 하에서 주차 브레이크 기능의 개선에 관한 것이다. 예를 들면, 뜨거울 때 적용되는 브레이크 드럼이 냉각으로 인해 수축할 때에 예를 들면 자동 적용력 보상을 제공하는 것이 용이하게 가능하다. 이들 변경된 주변 조건들 하에서, 종래의 드럼 브레이크들은 적용력에서 자동적 증가에 의해 불리하게 반응한다. 역으로, 어버트먼트 (5) 의 탄성 스프링 작용은 심지어 차량이 심각한 추위에 주차된 후라도 그리고 브레이크 드럼이 나중에 (예를 들면 태양 복사열에 의해) 따뜻해질 때에 뜨거워지거나 (및 팽창하는) 경우에도 자동적으로 도움을 준다. 이들 변경된 주변 조건들 하에서, 종래의 드럼 브레이크들은 불리하게 적용력의 자동적 소실과 반작용하고, 이는 부가적인 조정 프로세스들에 대한 필요성으로 인해 부가적인 비용을 발생시킬 수 있다.

1 캐리어 플레이트
2 브레이크 슈
3 브레이크 슈
4 스프레더 디바이스
5 어버트먼트
6 앤빌 헤드
7 스탠드
8 페데스탈
9 개구
10 베이스
11 림
12 림
13 화살표들
14 돌출부들
15 돌출부들
16 측정 갭
20 포스트
21 페데스탈
22 연장부들
23 연장부들
24 자석들
25 자석들
26 회로 기판
27 회로 기판

Claims (13)

1. 브레이크 드럼 및 두개의 브레이크 슈들 (2, 3) 을 갖는 드럼 브레이크로서,
   상기 두개의 브레이크 슈들은 상기 브레이크 드럼에 적용될 수 있고 캐리어 플레이트 (1) 의 브레이크 슈 측에 부착되고 압력 단부 및 어버트먼트 (abutment) 단부를 각각 포함하고,
   스프레더 디바이스 (4) 가 압력 단부들 사이에 배열되고, 로드 측정 디바이스를 갖는 어버트먼트 (5) 가 어버트먼트 단부들 사이에 제공되고, 상기 로드 측정 디바이스는 상기 어버트먼트 (5) 에 가해지는 로드를 결정하는 역할을 하고,
   상기 어버트먼트 (5) 는 전체로서 로드 하에서 탄성적으로 변형될 수 있는 고체 구성요소로서 구성되고,
   로드 하에서 발생하는 상기 어버트먼트의 변형을 검출하는 하나 이상의 센서들이 제공되고,
   상기 어버트먼트 (5) 는 베이스 (10) 및 두개의 림들 (11, 12) 을 구비한 U-형상을 갖고, 두개의 림들 (11, 12) 의 외측들이 상기 어버트먼트 단부들을 지지하고,
   센서 또는 센서들은 로드 하에서 변경되는 상기 림들 (11, 12) 의 슬로프를 검출할 수 있는 타입이고,
   상기 어버트먼트 (5) 는, 상기 캐리어 플레이트 (1) 에 부착되고 상기 베이스 (10) 의 내측에 인접하는 포스트 (20) 에 의해 캐리 (carry) 되어 상기 림들 (11, 12) 은 상기 캐리어 플레이트 (1) 를 향해 배향되는, 드럼 브레이크.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 포스트 (20) 는 상기 어버트먼트 (5) 와 일체로 구성되는, 드럼 브레이크.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 림들 (11, 12) 은 연장부들 (22, 23) 을 갖는, 드럼 브레이크.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연장부들 (22, 23) 은 상기 캐리어 플레이트 (1) 를 통해 이르고,
   상기 연장부들의 자유 단부들에는, 상기 자유 단부들의 위치 변경을 결정하도록 신호 수신기들과 협동하는 신호 방출기들이 부착되는, 드럼 브레이크.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 신호 방출기들은 자석들 (24, 25) 인, 드럼 브레이크.
6. 제 4 항에 있어서,
   포스트 (20) 는 상기 캐리어 플레이트 (1) 의 내측에 부착된 페데스탈 (pedestal : 21) 과 일체로 구성되고,
   상기 연장부들 (22, 23) 은 상기 페데스탈 (21) 에서 개구들을 통해 안내되고,
   상기 신호 수신기들 및 상기 신호 수신기들을 신호 분석 유닛에 연결하기 위한 플러그는 상기 포스트 (20) 로부터 멀리 향하는 상기 페데스탈 (21) 의 측에 배열되는, 드럼 브레이크.
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