KR20030038683A - 습식 브레이크 시스템 - Google Patents

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KR20030038683A
KR20030038683A KR10-2003-7001570A KR20037001570A KR20030038683A KR 20030038683 A KR20030038683 A KR 20030038683A KR 20037001570 A KR20037001570 A KR 20037001570A KR 20030038683 A KR20030038683 A KR 20030038683A
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KR
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brake
radial
braking
brake system
opposing
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KR10-2003-7001570A
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프랭크 파슨스
스탠 노왁
도로타 키에론스카
빈 씨 몰리
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세이프 이펙트 테크놀로지즈 인터내셔널 리미티드
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Publication date
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Abstract

본 발명은 회전요소(12)를 위한 브레이크 시스템(10)에 관한 것으로서, 상기 브레이크 시스템은 상기 회전요소(12)에 결합되어 하나의 축에 대해서 상기 요소(12)와 함께 회전하는 다수의 디스크들(14)을 포함하고, 상기 각각의 디스크(14)는 제1 및 제2의 서로 대향하는 방사형 표면들(22a, 22b)을 구비하고, 상기 브레이크 시스템은 회전에 대항하여 고정되어 있지만 상기 축에 평행한 상기 디스크들(14)에 대해 선형으로 이동이 가능하도록 구성된 다수의 브레이크 플레이트들(16)을 포함하며, 상기 각각의 브레이크 플레이트(16)는 제동 면(20)을 구비하도록 구성된다. 상기한 디스크들(14) 및 브레이크 플레이트(16)는 각 디스크(14)의 방사형 표면들(22)의 적어도 하나가 하나의 브레이크 플레이트(16)의 제동 면(20)을 향하고 있도록 나란히 놓여진다. 마주하는 제동 면(20)과 방사형 표면(22) 중의 적어도 하나에는 다수의 홈(24, 26)이 제공된다. 상기 홈들(24, 26)은 상기한 마주하는 제동 면(20)과 방사형 표면(22) 중의 적어도 하나를 가로질러 유체의 흐름의 통로를 제공하도록 배열된다. 제동 면(20)이 대향하는 방사형 표면(22)과 맞물려 있는 맞물림 위치와 상기 제동 면(20)이 상기 대향하는 방사형 표면(22)으로부터 이격되어 있는 풀림 위치 사이에서 액츄에이터(actuator)는 상기 디스크들(14)에 대해 브레이크 플레이트를 축 방향으로 이동시킨다. 상기 디스크들(14) 및 브레이크 플레이트들(16)이 자리잡고 있는 밀봉된 하우징(housing)이 제공되며, 상기 하우징은 디스크들(14)이 그를 통해 회전하는 일정 용적의 액체를 포함한다.

Description

습식 브레이크 시스템{WET BRAKE SYSTEM}
이러한 습식 브레이크 시스템 및 그의 구성요소들은 본원 출원인의 국제특허출원번호 PCT/AU92/00540호, PCT/AU95/00529호, 및 PCT/AU97/00500호에 개시되어 있는데, 그들의 내용은 본 출원에서 참조로서 합체된다.
넓은 의미에서 습식 브레이크 시스템은 통상적으로 하나의 회전요소와 함께 회전하도록 고정된 디스크를 포함하는데, 한 쌍의 브레이크 패드들이 상기 디스크의 대향하는 측면들에 배치되고 밀봉된 하우징에는 디스크들 및 브레이크 패드들이 포함된다. 상기 하우징은 그 안에서 디스크가 회전하는 일정 용적의 오일을 함유한다. 동등한 건식(dry) 브레이크 시스템은 상기한 습식 브레이크 시스템에 유사한 디스크와 브레이크 패드들을 포함하지만, 디스크와 브레이크 패드들이 존재하는 오일을 함유하는 하우징을 구비하지는 않는다.
건식 브레이크 시스템에 대한 습식 브레이크 시스템의 이점 중의 하나는 브레이크 패드들의 마모율이 실질적으로 감소된다는 것이며, 밀봉된 하우징 덕분에, 마모율을 증가시키거나 시스템의 성능에 좋지 않은 영향을 미칠지도 모르는 외부물질이나 파편들로부터 디스크와 패드의 표면에 대한 접촉을 분리시킬 수 있다는 것이 이점이다. 그럼에도 불구하고 습식 브레이크 시스템에 있어서의 실질적인 단점은 습식 방식은 상당한 브레이크 패드 면적을 갖는 건식 브레이크 시스템에 비해 실질적으로 제동력이 감소된다는 점이다. 이것은 브레이크 패드들과 디스크들 간의 마찰을 감소하도록 작동하는 하우징에서의 오일의 존재로 인해 주로 발생된다.
본 발명은 차량의 바퀴 또는 크레인의 윈치(winch)와 같은 회전 요소 또는 회전 장치의 동작을 제동하기 위한 습식(wet) 브레이크 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2A는 도 1에 도시된 시스템에 결합된 브레이크 수단의 평면도;
도 2B는 도 2A에 도시된 절개부분 B-B의 상세도;
도 3A는 도 1에 도시된 시스템에 결합된 디스크의 일 실시예의 평면도;
도 3B는 도 3A에 도시된 절개부분 3-3의 상세도;
도 4A는 도 1에 도시된 시스템에 결합된 브레이크 패드의 평면도;
도 4B는 도 4A에 도시된 절개부분 4-4의 상세도;
도 5는 도 1에 도시된 시스템에 결합된 브레이크 패드의 제2의 실시예를 도시한 평면도;
도 6A는 스크레이퍼(scraper)에 결합된 브레이크 수단의 제2의 실시예를 도시하는 평면도; 그리고
도 6B는 도 6A에 도시된 절개부분 6-6의 상세도이다.
따라서 본 발명의 목적은 습식 브레이크 시스템에 보다 개선된 제동력을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 회전요소를 위한 브레이크 시스템이 제공되는데, 상기 브레이크 시스템은 적어도:
상기 회전요소에 결합되어 하나의 축에 대해 상기 요소와 함께 회전하도록 구성된 다수의 디스크들을 포함하고, 그 각각의 디스크는 제1 및 제2의 대향하는 방사형 면들을 구비하며;
회전에 대항하도록 고정되어 있지만 상기 축에 평행한 상기 디스크들에 대하여 선형으로 이동 가능하게 구성된 다수의 브레이크 수단들을 포함하고, 각각의 브레이크 수단은 제동 면을 구비하며;
상기 디스크들과 브레이크 수단들은 각 디스크의 방사형 면들 중의 적어도 하나가 하나의 브레이크 수단의 제동 면을 마주보도록 나란히 배치되며;
상기 마주보는 제동 면 및 방사형 면 중의 적어도 하나에는 다수의 홈들이 제공되며, 상기 홈들은 상기 마주보는 제동 면 및 방사형 면 중의 상기한 적어도하나를 가로질러 유체의 유동 통로를 제공하도록 배열되며;
상기 제동 면이 그의 대향하는 방사형 표면과 맞물려 있는 맞물림(engaged) 위치와 상기 제동 면이 상기 대향하는 방사형 표면으로부터 이격되어 있는 풀림(disengaged) 위치 사이에서 상기 디스크에 대해 상기 브레이크 수단을 축 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하며; 그리고
상기 디스크들과 브레이크 수단들이 자리잡고 있는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 일정 용적의 유체를 함유하며, 상기 유체를 통해 상기 디스크들이 회전하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
바람직하게는, 상기 제동 면에는 서로 이격된 다수의 구역들이 제공되는데, 각각의 구역은 내부 주위 면, 외부 주위 면, 상기 내부 주위 면과 외부 주위 면 사이에서 신장하는 마주보는 제1 및 제2의 방사형의 측면들로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 홈들은 브레이크 수단 상에 형성되고, 상기 제1 방사형 면으로부터 각 구역의 상기한 외부 주위 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 홈은 내부 주위 면으로부터 각 구역의 상기한 외부 주위 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 홈은 내부 주위 면으로부터 각 구역의 상기 제2 방사형 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함한다.
바람직하게는, 네 개의 부채꼴형의 부분들로 이루어지는데, 상기 부분들은 브레이크 수단에 대해 균등하게 이격되도록 배치되며, 여기서 각 구역은 적어도 45도의 호 각도로 연장된다.
바람직하게는, 상기 제동 면은 브레이크 수단에 대하여 적어도 180도의 점증하는 호 각도를 넘어서 신장된다.
바람직하게는, 상기 브레이크 수단은 하나의 브레이크 디스크의 형태이고, 상기한 제동 면들은 브레이크 디스크에 의해 지지된 브레이크 패드들의 방사형의 노출된 면들에 해당된다.
바람직하게는, 상기 다수의 홈들은 하나의 제동 면을 마주보는 각각의 방사형 접촉 면 상에 형성된 다수의 홈들로 이루어진다.
바람직하게는, 하나의 브레이크 수단을 마주하는 각각의 방사형 접촉면에는 내부의 주변 모서리 및 외부의 주변 모서리를 구비하는 돋아진(raised) 환상의 밴드가 제공되며, 상기 방사형 접촉면 상의 홈들은 내부의 주변 모서리에서부터 상기한 환상의 밴드의 외부의 주변 모서리로 연장되도록 형성된다.
바람직하게는, 상기 브레이크 시스템은 디스크의 마주보는 방사형 표면으로부터 유체를 긁어내기(scraping) 위한 상기 브레이크 수단들 중의 적어도 하나에 지지된 적어도 하나의 긁어내기 수단을 더 포함하여 구성되는데, 상기 긁어내기 수단은, 그것이 상기 적어도 하나의 브레이크 수단의 제동 면을 넘어서 축 방향으로 신장되는 제1 위치와, 상기 긁어내기 수단이 상기 제동 면과 실질적으로 동등한 높이에 또는 그보다 아래에 존재하도록 축 방향으로 오므라드는 제2 위치 사이에서 축 방향으로 이동 가능하도록 구성됨으로써, 상기 브레이크 수단이 상기 맞물린 위치로 이동될 때 상기 긁어내기 수단은 상기 마주보는 방사형 표면과 맞물리는 상기제동 면에 앞서서 상기 마주보는 방사형 표면과 맞물리게 구성된다.
바람직하게는, 상기 브레이크 시스템은 상기 제1 위치를 향해 상기한 긁어내기 수단을 편향시키기 위한 제1 바이어스(bias) 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 긁어내기 수단은 상기 마주보는 방사형 표면과 접촉하기 위한 하나의 접촉면을 포함하는데, 상기 접촉면에는 그것을 가로질러 하나 또는 다수의 유체 소통 통로를 제공하도록 구성된 하나 또는 다수의 스크레이퍼 홈(scraper groove)들이 제공된다.
바람직하게는, 하나의 긁어내기 수단은 적어도 하나의 세트의 서로 인접한 상기 부분들 사이에 제공된다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 디스크의 마주보는 측면들 상에 별도의 브레이크 수단이 제공되는데, 이것은 상기 적어도 하나의 디스크의 제1 및 제2 접촉면들은 인접한 브레이크 수단의 제동 면에 의해 각각 맞물릴 수 있도록 구성된다. 이러한 실시예에 있어서 상기한 브레이크 수단들은 열(bank)을 이뤄 함께 결합되는데, 상기 열은 상기한 맞물린 위치에 도달하기 위해 상기 축에 평행한 하나의 방향으로 움직이는 브레이크 수단을 포함하는 제1 열과, 상기 맞물린 위치에 도달하기 위하여 상기 축에 평행한 반대 방향으로 움직이는 브레이크 수단을 포함하는 제2 열로 이루어지며, 상기 브레이크 시스템은 상기한 제1 및 제2 열들을 한 방향 그리고 그의 반대 방향으로 각각 이동시키도록 동작 가능한 상기 수단을 더 포함하여 이루어진다.
이하 첨부한 도면, 특히 도1을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면, 회전축(axle) 12와 같은 하나의 회전요소를 위한 브레이크 시스템 10은 다수의 디스크들 14a, 14b 및 14c(이하 "디스크들 14"로서 일반적으로 언급됨)를 포함하고, 그 각각은 상기 회전축 12에 결합되어 그와 함께 회전하도록 구성되며, 또한 상기 시스템은 플레이트(plate)들 16a, 16b, 16c 및 16d(이하, "플레이트들 16"으로 일반적으로 호칭됨)의 형태로 된 다수의 브레이크 수단들을 포함하고, 이들은 회전에대항하도록 고정되지만 상기 회전축 12의 회전의 축 18에 평행한 디스크들 14에 대하여 선형으로 미끄러질 수 있게 구성된다. 각각의 플레이트 16에는 제동 면 20(도 2A 및 2B 참조)이 제공된다. 도 2A에서 명백하듯이, 상기한 제동 면 20은 다수의 이격된 부채꼴 부분들로 분할되어 구성된다.
각각의 디스크 14는 대향하는 방사형 표면들 22a 및 22b(이하, "방사형 표면들 22"로서 일반적으로 호칭됨)를 구비한다. 상기한 디스크들 14 및 플레이트 16은 나란히 배치됨으로써 각 디스크들 14의 적어도 하나의 방사형 표면 22가 디스크 14의 제동 면 20에 마주보는 형태로 구성된다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 디스크 14a의 방사형 표면 22b는 플레이트 16a의 제동 면 20과 마주보는 방식으로 구성되고, 디스크 14b의 방사형 표면들 22a 및 22b는 플레이트들 16b 및 16c의 제동 면 20과 각각 마주보도록 배열된다.
서로 마주보는 제동 면들 20과 방사형 표면들 22 중의 적어도 하나에는 다수의 홈들이 제공된다. 도 2A는 플레이트 16의 제동 면 20 상의 홈들 24를 도시하는 반면에, 도 3B는 디스크 14의 방사형 표면 22 상의 홈들 26을 도시한다. 상기한 홈들 24 및 26은 제동 면 20 및 방사형 표면 22를 각각 가로질러 유체의 유동통로를 제공하도록 배열된다. 이러한 관점에서, 또한 본 명세서와 청구범위에 걸쳐서 사용된 상기한 "가로질러(across)"라는 용어는 문제가 되는 표면의 주변 측면 상의 두 개의 이격된 지점들 사이를 가로질러 뻗치는 것을 의미하는 것으로 해석될 것이다. 예를 들면, 소정의 홈 24가 제동 면 20을 가로질러 하나의 유체 유동 통로를 형성한다고 함은, 상기한 홈 24가 상기 제동 면 20의 경계를 이루는 주변의 측면(모서리) 상의 두 개의 이격된 지점들 사이에서 연장되는 하나의 유체 유동통로를 형성한다는 것을 의미하는 것이다. 여기서 상기한 용어 "가로질러"는 '일 측면에서 일 측면으로의'(side-to-side)와 같은 제한된 의미만을 갖는 것을 의도하는 것은 아니다.
상기 플레이트들 16의 각각의 제동 면 20이 디스크 14의 각각 대향하는 방사형 표면들 22와 맞물려 있는 소정의 맞물림(engaged) 위치와 상기 제동 면 20이 상기 각각의 대향하는 방사형 표면들 22로부터 이격되어 있는 도 1에 도시된 소정의 풀림(disengaged) 위치 사이에서 상기 디스크들 14에 대해 브레이크 플레이트들 16을 축 방향으로 이동시키기 위한 유체역학적으로 작동하는 액츄에이터(actuator)(미도시) 형태의 수단이 제공된다. 이러한 목적을 위해 플레이트들 16a 및 16c는 하우징(미도시)의 일 측면을 통해 연장된 막대들 27에 의해 연결되는 한편, 플레이트들 16b 및 16d는 상기 하우징의 반대쪽 측면을 통해 연장된 막대들 29에 의해 연결된다. 따라서, 막대들 27의 끝단은 예를 들어 하나의 공통 플레이트에 접속됨으로써 상기 하우징의 외부에 함께 연결되고, 또한 피스톤과 같이 유체역학적으로 동작되는 액츄에이터는 상기한 막대들 27 상에서 그리고 축 방향으로 플레이트들 16a 및 16c를 디스크들 14a 및 14b의 방사형 표면들 22a와 각각 접촉하도록 잡아당기기 위하여 상기한 하우징의 외곽과 플레이트 사이에서 동작되는 것을 상정할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 상기한 막대들 29 또한 하나의 플레이트 또는 그와 유사한 구조에 의해 함께 결합될 수 있는데, 하나의 피스톤이 그것과 하우징의 외곽 사이에서 동작하게 되고, 이로써 디스크들 14b 및 14c의 표면들 22b를 맞물리도록 막대들29뿐만 아니라 플레이트들 16b 및 16d를 잡아당기게 될 것이다.
상기 플레이트들 16을 디스크들과 맞물리도록 이동시키기 위한 유체역학적 으로 작동되는 액츄에이터(미도시)에 추가하여 상기 디스크들 14에 대해 플레이트들 16을 축 방향으로 이동시키기 위한 수단들은 제동 동작 후에 디스크와 패드들을 분리하기 위한 기구장치를 또한 포함한다. 상기 기구장치는 코일 스프링 31 및 베어링 하우징 33의 형태로 된 다수의 바이어스(bias) 수단을 포함한다. 각 스프링 31은 하나의 제동 면 20을 함유하는 플레이트 16의 측면에 형성된 블라인드(blind) 구멍 35 내에 수용된 일단을 갖는다. 각 스프링 31의 반대쪽 단부는 상기 베어링 하우징 33에 제공된 각각의 블라인드 구멍들 37 내에 수용된다. 베어링 하우징들 33은 차례로 디스크들 14에 형성된 오목한 부분들 39 내에 안착된다. 상기 베어링 하우징 33은 회전 디스크들 14 및 스프링들 31 간의 토크 완화작용(torque decoupling)을 제공한다. 상기 스프링들 31에는 어느 정도의 전 부하(pre-load)가 제공된다고 상정할 수 있을 것이다. 유체역학적 액츄에이터가 플레이트들 16을 상기 디스크들 14와 맞물리도록 동작하게 될 때(즉, 제동 효과를 일으킬 경우), 스프링들 31은 더욱 압축하게 된다. 그러나, 상기 액츄에이터가 해제될 때(차량에서 운전자가 그의 발을 브레이크 페달에서 떼는 것과 유사함), 상기 스프링 31은 디스크 14로부터 플레이트 16을 분리하도록 작용한다.
상기 브레이크 시스템 10은 디스크들 14 및 플레이트들 16을 포함하는 밀폐된 하우징(미도시)을 또한 구비한다. 상기 하우징은 회전축 12가 회전할 때 디스크들 14가 그를 통해 회전하는 일정 용적의 유체, 통상적으로 오일을 갖고 있다.
플레이트들 16과 제동 면 20의 구성은 도 1, 2A, 2B, 4A 및 4B를 참조하여 더 상세히 기술된다. 각각의 플레이트 16은 중심부의 구멍 28을 갖는 환상의 형상인데, 상기 구멍을 통해 회전축 12가 주위에 틈을 유지한 채로 지나가도록 구성된다. 상기 플레이트 16은 각각의 브레이크 패드들 32를 안착시키기 위한 아치 모양의 오목한 부위들 30이 다수 제공된다. 상기 브레이크 패드들 32는 환대(고리) 형의 부채꼴의 일반적인 형상으로 된 한 덩어리 또는 요소의 마찰재의 형태로 이루어진다. 하나의 플레이트 16의 일 측면 상의 브레이크 패드들 32의 점진적으로 노출된 방사형 표면은 상기 플레이트 16의 제동 면 20을 구성한다. 소정의 부채꼴의 제동 면 20은 제1 가로방향 (또는 내곽부) 모서리 38, 제2 가로방향 (또는 외곽부) 모서리 40 및, 상기 모서리들 38 및 40 사이에서 방사방향으로 연장되는 반대쪽 방사형 (또는 뒷부분 및 앞부분) 모서리들 42 및 44를 구비한다. 이러한 실시예에 있어서는 플레이트 16에 대해 균등하게 이격된 네 개의 브레이크 패드들 32(즉, 상기 제동 면 20은 네 개의 분리된 부채꼴 부분들로 이루어진다)가 존재한다. 각각의 패드 32는 고정되거나, 아니면 플레이트 16의 해당하는 오목한 부분에 부착된다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 각각의 브레이크 패드 또는 부채꼴 부분의 상기 제동 면 20은 대략 70도 내지 80도의 호 각도로 신장되고, 이로써 디스크 16의 점증하는 제동 면 20은 플레이트 16에 대해 280도 내지 320도 사이의 호 각도로부터 신장된다. 따라서, 상기한 디스크들 14와 플레이트들 16이 서로 맞물리게 될 때, 제동 면 20은 180도 이상의 각도로, 특히 280도 내지 320도 정도의 각도로 상기한 마주보는 방사형 표면 22에 접촉하게 된다.
또 다른 실시예에서는 상기 제동 면 20이 플레이트 16 상의 연속적인 고리모양의 부분에까지 연장될 수 있다는 점이 고찰된다. 브레이크 패드는 환상의 링의 형태로 형성될 수도 있다.
상기한 홈들 24는 대체적으로 나사선 형상이다. 적어도 하나의 홈 24(예를 들면, 도 4A에서의 홈 24a)는 모서리 38과 40 사이에서 연장된다. 다른 적어도 하나의 홈, 예를 들면 홈 24b는 모서리 38로부터 모서리 44로 연장되고, 그리고 또 다른 적어도 하나의 홈 24c는 모서리 42로부터 모서리 40으로 연장된다.
전술한 바와 같이, 디스크 14의 방사형 표면들 22에는 또한 다수의 홈들 26이 제공될 수 있다. 도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 상기한 방사형 표면 22는 디스크 14 근방에 배치된 일련의 돋아진 부채꼴 부분들 46으로서 형성될 수 있다. 각각의 부채꼴 부분 46은 제1 (또는 내곽부분) 모서리 48, 제2 (또는 외곽부분) 모서리 50 및, 상기 모서리들 48 및 50 사이에서 연장되는 반대쪽의 제1 및 제2 방사형 (또는 뒷부분 및 앞부분) 모서리들 52 및 54를 구비한다
상기 방사형 면 22 상의 홈들 26의 형상은 본 실시예에서 상기 제동 면 20 상의 형상 24와 실질적으로 동일하다. 적어도 하나의 홈 26a는 모서리 48에서 모서리 50으로 연장되고, 다른 적어도 하나의 홈 26b는 모서리 48로부터 모서리 54로 연장되고, 그리고 또 다른 적어도 하나의 홈 26c는 모서리 52로부터 모서리 50으로 연장되도록 구성된다.
도 5는 브레이크 패드 32를 위한 또 다른 형상의 홈들을 묘사한다. 도 5에서의 홈들의 형상은 대향하는 방사형 모서리들 42 및 44 사이에서 연장되는 네 개의주위를 에워싸는 홈들 56을 추가하였다는 점에 있어서 도 4에 도시된 것과 상이하다.
도 6A 및 6B는 플레이트 16'의 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 플레이트 16'은 스크레이퍼(scraper)들 또는 와이퍼(wiper)들 58을 포함한다는 점에서 도 2A 및 2B에 도시된 플레이트 16과 본질적으로 상이하다. 상기 스크레이퍼들 58은 플레이트 16'에 지지되고 이 스크레이퍼 58이 제동 면을 넘어서 축 방향으로 연장되는 제1 위치(도 6B에 도시됨)와 스크레이퍼가 제동 면 20과 같은 높이에 또는 그 아래에 위치하는 제2 위치 사이에서 축 방향으로 이동이 가능하게 구성된다.
상기한 스크레이퍼 또는 와이퍼들 58 각각은 대향하는 방사형 표면들 22와 서로 맞대는 접촉을 이루도록 실질적으로 평면인 접촉면 60을 갖는다. 접촉면 60은 제1 가로방향 (또는 내곽부분) 모서리 62, 제2 가로방향 (또는 외곽부분) 모서리 64 및, 상기 모서리들 62 및 64 사이에서 연장되는 반대쪽의 제1 및 제2 방사형 (또는 뒷부분 및 앞부분) 모서리들 66 및 68을 구비한다. 홈들 70은 상기 접촉면 60에 형성되어 접촉면 60의 주변 모서리 상에 각각의 쌍의 이격된 지점들 간의 하나의 유체 유동 통로를 제공한다. 이러한 특정한 실시예에 있어서 상기한 홈들 중의 하나는 접촉면 20의 모서리들 64 및 68 상의 각각의 지점들 사이에서 연장되고 그것들로 통한다; 또 하나의 홈 70은 모서리들 64 및 62 상의 각각의 지점들 사이에서 연장되고 그것들로 통한다; 그리고 또 다른 하나의 홈은 모서리들 66 및 67 상의 각각의 지점들로 통하도록 구성된다.
상기한 스크레이퍼들 58 각각은 PTFE 또는 붕소(boron)나 망간청동(manganese bronze)이 주입된 PTFE와 같은 내마모성의, 가급적이면 자기 윤활성의 물질로 이루어진 대체적으로 직사각형 형상의 블록 72의 형태로 되어 있다. 각각의 블록 72는 상기 플레이트 16'을 형성하도록 함께 결합되는 전면 플레이트 78과 후면 플레이트 76 간에 형성된 각각의 공동(cavity) 74 내에 수용된다. 상기 전면 플레이트 78은 각각의 스크레이퍼 58의 접촉면 60이 그를 통해 연장될 수 있는 다수의 개구부(aperture)들 80이 제공된다. 상기 개구부 80의 폭과 넓이는 공동 74의 해당하는 폭과 넓이보다 더 작다. 공동 74 내에서 축 방향으로 미끄러짐이 가능하지만 개구부 80을 통해 통과함은 불가능하도록 구성되고 크기가 정해진 횡 방향으로 연장된 주변부 스커트 부분 82가 각각의 블록 72에 제공된다. 이러한 방법으로 상기 스크레이퍼들 58은 플레이트 16의 공동들 74 내에서 축 방향으로 이동하도록 유지된다.
하나 또는 다수의 스프링들 84의 형태로 이루어진 바이어스(bias) 수단은 그들의 접촉 면 60이 제동 면 20을 넘어서 축 방향으로 연장되는 제1 위치에 바깥쪽으로 스크레이퍼들 58을 축 방향으로 편향시키기 위해 제공된다. 각 스프링의 반대쪽 단부들은 블록 플레이트 76 및 블록 72에 각각 형성된 블라인드 구멍들 86 및 88 내에서 유지된다. 상기 스프링들 84에는 스크레이퍼들 58을 축 방향으로 또한 바깥쪽으로 최대한도로 유지하기 위하여 어느 정도의 전-부하(pre-load)가 제공되도록 구성된다.
도 6B에서 보이는 바와 같이, 스크레이퍼들 58 각각은 대향하는 축 방향으로 연장된 사선형태(bevelled)의 표면들 90 및 92가 제공된다. 사선형태의 표면 90은모서리 64로부터 경사져 형성되고, 다른 사선형태의 표면 92는 대향하는 모서리 62로부터 경사지게 형성된다. 스크레이퍼들 58의 접촉 면 60의 모서리들 66 및 68로부터 경사지게 형성된 유사한 사선형태의 모서리들이 또한 제공된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 상세히 기술되었는 바, 본 발명의 기본적인 개념을 이탈함이 없이 여러 가지의 변경 및 변형들이 제공될 수도 있다는 점이 당해 기술분야의 전문가에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 도 1에서는 각각의 제동 면 20에 의해 대향하는 방사형 표면들 22a 및 22b 상에서 중심 디스크 14b만이 작용한다는 것이 인식된다. 그러나, 전술한 시스템 10은 해당하는 제동 면들에 의해 반대쪽 측면들 상에서 디스크들 14a 및 14c 모두 유사하게 작용되도록 재구성될 수도 있다. 더욱이, 도 1은 세 개의 디스크들 14를 포함하는 시스템을 도시한다. 그러나, 상기 시스템은 두 개 또는 그 이상의 어떤 숫자의 디스크들 14로써 동작될 수도 있다. 또한 제동 면 20 및 방사형 표면들 22 모두에 상기한 홈들이 제공되도록 하는 것이 절대적인 필수조건은 아니라는 점이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 모든 변경과 변형들은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 간주될 것이며, 그의 성격은 전술한 설명과 하기와 같은 청구범위로부터 결정되어야할 것이다.
본 발명은 습식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 차량의 바퀴 또는 크레인의 윈치와 같은 회전 요소 또는 회전 장치의 동작을 제동에 이용 가능하다.

Claims (17)

  1. 회전요소를 위한 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 시스템은 적어도:
    상기 회전요소에 결합되어 하나의 축에 대해 상기 요소와 함께 회전하도록 구성된 다수의 디스크들을 포함하고, 그 각각의 디스크는 제1 및 제2의 대향하는 방사형 면들을 구비하며;
    회전에 대항하도록 고정되어 있지만 상기 축에 평행한 상기 디스크들에 대하여 선형으로 이동 가능하게 구성된 다수의 브레이크 수단들을 포함하고, 각각의 브레이크 수단은 제동 면을 구비하며;
    상기 디스크들과 브레이크 수단들은 각 디스크의 방사형 면들 중의 적어도 하나가 하나의 브레이크 수단의 제동 면을 마주보도록 나란히 배치되며;
    상기 마주보는 제동 면 및 방사형 면 중의 적어도 하나에는 다수의 홈들이 제공되며, 상기 홈들은 상기 마주보는 제동 면 및 방사형 면 중의 상기한 적어도 하나를 가로질러 유체의 유동 통로를 제공하도록 배열되며;
    상기 제동 면이 그의 대향하는 방사형 표면과 맞물려 있는 맞물림(engaged) 위치와 상기 제동 면이 상기 대향하는 방사형 표면으로부터 이격되어 있는 풀림(disengaged) 위치 사이에서 상기 디스크에 대해 상기 브레이크 수단을 축 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하며; 그리고
    상기 디스크들과 브레이크 수단들이 자리잡고 있는 하우징을 포함하고, 상기하우징은 일정 용적의 유체를 함유하며, 상기 유체를 통해 상기 디스크들이 회전하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 시스템은 디스크의 마주보는 방사형 표면으로부터 유체를 긁어내기 위한 상기 브레이크 수단들 중의 적어도 하나에 지지된 적어도 하나의 긁어내기(scraping) 수단을 더 포함하여 구성되며, 상기 긁어내기 수단은, 그것이 상기 적어도 하나의 브레이크 수단의 제동 면을 넘어서 축 방향으로 신장되는 제1 위치와, 상기 긁어내기 수단이 상기 제동 면과 실질적으로 동등한 높이에 또는 그보다 아래에 존재하도록 축 방향으로 오므라드는 제2 위치 사이에서 축 방향으로 이동 가능하도록 구성됨으로써, 상기 브레이크 수단이 상기 맞물린 위치로 이동될 때 상기 긁어내기 수단은 상기 마주보는 방사형 표면과 맞물리는 상기 제동 면에 앞서서 상기 마주보는 방사형 표면과 맞물리게 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 위치를 향해 상기 긁어내기 수단을 편향시키기 위한 제1 바이어스(bias) 수단을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 긁어내기 수단은 상기 마주보는 방사형 표면과 접촉하기 위한 하나의 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면에는 상기 접촉면을 가로질러 하나또는 다수의 유체 소통 통로를 제공하도록 구성된 하나 또는 다수의 스크레이퍼 홈들이 제공됨을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 디스크의 대향하는 측면들 상에 별개의 브레이크 수단이 제공되어, 상기 적어도 하나의 디스크의 제1 및 제2 접촉면들은 인접한 브레이크 수단의 제동 면에 의해 각각 맞물릴 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 브레이크 수단들은 열(bank)을 이뤄 함께 결합되며, 상기 열은 상기한 맞물린 위치에 도달하기 위해 상기 축에 평행한 하나의 방향으로 움직이는 브레이크 수단을 포함하는 제1 열과, 상기 맞물린 위치에 도달하기 위하여 상기 축에 평행한 반대 방향으로 움직이는 브레이크 수단을 포함하는 제2 열로 이루어지며, 상기 브레이크 시스템은 상기한 제1 및 제2 열들을 한 방향 그리고 그의 반대 방향으로 각각 이동시키도록 동작 가능한 상기 수단을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제1항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제동 면들 및 상기 마주보는 방사형 표면들을 상기 풀림 위치를 향해 밀고 나아가도록 상기 브레이크 수단 및 상기 디스크들 사이에서 작용하는 제2 바이어스 수단을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회전 요소로부터 상기 브레이크 수단을 회전학적으로 충격을 완화시키기 위한 상기 브레이크 수단에 수용된 각각의 베어링들을 더 포함하고, 또한 각각의 제2 바이어스 수단은 각 브레이크 수단의 베어링과 해당하는 마주보는 방사형 표면 사이에 결합됨을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제동 면은 서로 이격된 다수의 부채꼴 부분들이 제공되는데, 각각의 부분은 내부 주위 면, 외부 주위 면, 상기 내부 주위 면과 외부 주위 면 사이에서 신장하는 마주보는 제1 및 제2의 방사형의 면들로 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 홈들은 브레이크 수단 상에 형성되고, 상기 제1 방사형 면으로부터 각 부분의 상기 외부 주위 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 홈은 내부 주위 면으로부터 각 부분의 상기 외부 주위 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 홈은 내부 주위 면으로부터 각 부분의상기 제2 방사형 면으로 연장되는 하나 또는 다수의 홈들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 네 개의 상기 부채꼴들로 이루어지는 상기 부분들은 브레이크 수단에 대해 균등하게 이격되도록 배치되며, 상기 각 부분은 적어도 45도의 호 각도로 연장되도록 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제동 면은 브레이크 수단에 대하여 적어도 180도의 점증하는 호 각도 이상으로 연장되도록 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 수단은 하나의 브레이크 디스크의 형태이고, 상기한 제동 면들은 상기 브레이크 디스크에 의해 지지된 브레이크 패드들의 방사형의 노출된 면들에 해당됨을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 홈들은 하나의 제동 면을 마주보는 각각의 방사형 접촉 면 상에 형성된 다수의 홈들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 하나의 브레이크 수단을 마주하는 각각의 방사형 접촉면에는 내부의 주변 모서리 및 외부의 주변 모서리를 구비하는 돋아진 환상의 밴드가 제공되며, 상기 방사형 접촉면 상의 홈들은 내부의 주변 모서리에서부터 상기 환상의 밴드의 외부의 주변 모서리로 연장되도록 구성함을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
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