KR20080012874A - 브레이크 디스크/허브 연결부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크 디스크(1)를 브레이크 디스크 허브(2)에 연결하기 위한 브레이크 디스크/허브 연결부로서, 상기 브레이크 디스크(1)는 내주에 지지 부재(3)를 가지며, 상기 브레이크 디스크 허브(2)는 외주에 캠을 갖고, 중간 부재(5)가 상기 브레이크 디스크 허브(2)와 상기 브레이크 디스크(1) 사이에 원주 방향으로 분포되며, 상기 중간 부재는 캠(4)과 지지 부재(3) 사이에 제공된 사이 공간(10) 내로 돌출하고, 브레이킹 토크를 상기 브레이크 디스크(1)로부터 상기 브레이크 디스크 허브(2)로 전달하는, 브레이크 디스크/허브 연결부에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 각각의 중간 부재(5)는 성형에 의해 관련 지지 부재(3)과 캠(4)에 방사 방향 고정 방식으로 놓인다.
브레이크 디스크, 브레이크 디스크 허브, 지지 부재, 중간 부재, 캠.

Description

브레이크 디스크/허브 연결부{BRAKE DISC/HUB CONNECTION}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 브레이크 디스크/허브 연결부에 관한 것이다.
브레이크 디스크에 의해 자동차는 운동 에너지를 열로 변환함으로써 지연되고, 브레이크 라이닝은 브레이크 디스크에 마찰 접촉한다.
브레이크 과정 중에 브레이크 디스크는 한편으로는 원주방향 힘을, 브레이크 디스크와 간접적으로 연결된 휠로 전달해야 한다. 다른 한편으로는 브레이크 디스크가 브레이크 시에 발생하는 마찰 열을 저장하여 주변으로 방출해야 한다.
이러한 영향의 상호 작용은 부하가 높은 경우, 브레이크 디스크 재료의 유동을 일으키고, 후속하는 냉각시 표면 균열을 일으킬 수 있다. 구조로 인해 브레이크 디스크의 열 팽창이 억압됨으로써, 추가의 열 응력이 발생하는 경우, 상기 균열은 매우 신속하게 발생한다.
이러한 문제는 브레이크 디스크 허브와 브레이크 디스크의 재료 분리에 의해 감소되며, 상기 브레이크 디스크는 별도의 부품으로서 브레이크 디스크 허브에 고정된다. 따라서, 브레이크 디스크는 열의 영향을 받아 방사 방향으로 팽창될 수 있다.
이를 위해, 브레이크 디스크를 단지 작은 범위로 방사 방향으로 브레이크 디스크 허브에 고정함으로써, 가열시 브레이크 디스크가 비교적 자유로이 방사 방향으로 팽창될 수 있게 하는 것이 공지되어 있다.
그럼에도 불구하고, 브레이크 디스크에 균열이 생길 수 있고, 상기 균열은 경우에 따라 완전한 균열을 초래하고, 그 결과 브레이크 디스크의 낮은 방사 방향 고정력으로 인해 완전한 브레이크 디스크 세그먼트가 부서져 나간다. 상기 부분들은 폭발의 형태로 외부로 방출될 수 있기 때문에, 큰 위험 요인이 된다.
DE 103 21 795 B3에는 중간 부재를 볼트로서 형성하는 것이 아니라, 박판 휨 부품으로서 형성하는 것이 공지되어 있지만, 이것이 전술한 문제점을 해결하지는 않는다.
DE 18 36 832 U는 중간 부재로서 청구항 1의 전제부에 따른 편심기 롤러 장치를 제시한다.
선행 기술로는 또한 DE 100 46 705 C1, DE 101 59 799 A1, DE 199 18 069 A1 및 DE 19 14 409 A가 있다.
상기 방식의 브레이크 디스크/허브 연결부는 EP 1 384 009 B1 에 공지되어 있으며, 이 연결부의 중간 부재는 볼트로 이루어지고, 상기 볼트는 캠과 지지 부재 사이에 형성된 사이 공간 내에 삽입됨으로써, 브레이킹 토크를 브레이크 디스크로부터 브레이크 디스크 허브로 전달할 수 있다.
이 구성에서는 브레이크 디스크가 방사 방향으로 팽창될 수 있기는 하지만, 브레이크 디스크 균열시 브레이크의 부분들이 외부로 방출되는 것을 방지하는 고정 이 없다.
본 발명의 목적은 브레이크 디스크의 작동 안전성이 개선된, 상기 방식의 브레이크 디스크/허브 연결부를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징을 포함하는 브레이크 디스크/허브 연결부에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 각각의 중간 부재는 성형에 의해 관련 지지 부재의 홈에 방사 방향 고정 방식으로 놓이며, 성형에 의해 캠의 홈 내에 방사 방향 고정 방식으로 놓인다.
이러한 구조적인 디자인에 의해, 브레이크 링의 균열에 의해 생긴 브레이크 디스크 세그먼트가 떨어져 나가는 것이 실제로 배제되는 브레이크 디스크/허브 연결부가 형성된다.
중간 부재들은, 브레이크 디스크 세그먼트를 제 위치에 유지함으로써 브레이크의 전체 고장이 생기지 않도록 브레이크의 기능을 유지하는, 방사 방향 고정부로서 사용된다. 따라서, 중간 부재는 브레이크 디스크 허브에 대한 브레이크 디스크의 변위 고정을 위해 사용되고, 작동의 경우 브레이크 디스크 허브에 대한 브레이크 디스크의 열팽창은, 중간 부재가 작은 방사 방향 유극을 가지고 지지 부재 및/또는 캠에 놓임으로써 보장된다.
이를 위해, 각각의 중간 부재는 브레이크 디스크 허브로부터 먼 측면에서 관련 캠에 의해 방사 방향으로 부분적으로 작은 간격을 두고 커버될 수 있다. 이 경우에 브레이크 디스크의 지지 부재에 변위 고정 방식으로 놓인 중간 부재는 브레이크 디스크의 팽창시 상기 간격 크기에 따라 방사 방향으로 이동할 수 있다. 그러나, 지지 부재는, 중간 부재를 내부로 향한 방사 방향 영역에서 작은 간격을 두고 커버하는 한편, 캠에 변위 고정 방식으로 또는 마찬가지로 약간 이동 가능하게 놓이도록, 형성될 수도 있다.
브레이크 디스크로부터 브레이크 디스크 허브로의 열 전달을 최소화하기 위해, 중간 부재는 바람직하게 낮은 열 전도성을 가진 강, 예컨대 스테인레스 강으로 이루어진다.
중간 부재는 박판으로 접힌 평면 부품으로 형성되고, 캠과 지지 부재 사이에 있는 전체 사이 공간을 거의 채운다.
그러나, 중간 부재는 상기 EP 1 384 009 B1에 제시된 바와 같이 볼트로도 형성될 수 있다.
브레이크 디스크-볼트-브레이크 디스크 허브의 접촉 영역을 제외하고, 지지 부재와 캠 사이의 직접적인 접촉은 없다. 나머지 영역에서 열은 방사에 의해서만 브레이크 디스크로부터 브레이크 디스크 허브로 전달되며, 이는 방사에 의한 열 전달이 열 방출 부분과 열 흡수 부분 사이의 간격, 여기서는 사이 공간의 폭의 증가에 따라 감소하며, 부품들간의 직접적인 접촉에 의한 것보다 훨씬 더 적다는 점에서 바람직하다.
지지 부재 또는 캠에서의 볼트의 접촉 영역은 재료가 매우 경질일 때 최악의 경우 선 접촉에만 제한되기 때문에, 국부적인 과부하 및 소성 변형이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 볼트는 높은 탄성 변형성을 가져야 한다. 이를 위해, 볼트는 중공체, 바람직하게는 관형으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 접촉 영역이 커지고 발생하는 응력이 감소한다.
바람직하게 중간 부재는 -부분적으로- 지지 부재의 홈 내에 그리고 -부분적으로- 캠의 홈 내에 삽입된 볼트로 형성된다. 이렇게 형성된 중간 부재는 저렴하게 제조될 수 있으면서도 본 발명의 의미에서 브레이크 디스크를 탁월하게 고정한다.
중간 부재를 볼트로 형성하는 경우, -브레이크 디스크 허브에 비해 브레이크 디스크의 비교적 낮은 강도로 인해- 상기 볼트는 지지 부재의 홈 내에 평면으로 놓임으로써, 볼트가 여기서 부분적으로 평면으로 둘러싸인다. 이에 비해, 볼트는 캠의 홈 내의 하나의 부분 영역에서만 놓이거나 또는 거기에 반드시 평면으로 놓이지 않는다.
볼트는 바람직하게 원형 횡단면으로 형성된다. 물론, 볼트를 타원형 횡단면으로 형성하거나 또는 사각형으로 형성하는 것도 가능하다.
대안으로서, 중간 부재들을 스트립형으로 형성하는 것도 가능하다.
중간 부재들이 스트립형 박판으로 저렴하게 형성될 수 있다.
바람직하게 박판의 2개의 마주 놓인 에지들이 두꺼운 부분으로 형성되고, 상기 두꺼운 부분은 관련 지지 부재가 놓이는 오목한 면을 한정한다.
또한, 오목한 면에 마주 놓인 측면에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 채널형으로 형성된 홈 내에 삽입된다.
스트립형 중간 부재는 방사 방향으로 포지티브 결합 방식으로 지지 부재에 놓인다.
평면 중간 부재의 방사 방향 고정을 위해, 캠은 홈을 가지며, 중간 부재의 상응하게 형성된 돌출부가 상기 홈 내에 삽입된다. 상기 돌출부와 그것에 맞춰진 홈은 캠과 중간 부재 사이에 상기 작은 커버링 간격이 주어지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 디스크/허브 연결부의 분해도.
도 2는 도 1에 상응하는 브레이크 디스크/허브 연결부의 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 브레이크 디스크 2 : 디스크 허브
3 : 지지 부재 4 : 캠
5 : 중간 부재 6 : 지지 클립
7, 8 : 홈 9 : 러그
10 : 사이 공간 11 : 나사 보어
12 : 두꺼운 부분 13 : 돌출부
14 : 스프링 섀클
도 1에는 브레이크 디스크(1)를 브레이크 디스크 허브(2)와 연결하기 위한 브레이크 디스크/허브 연결부가 분해도로 도시된다. 링형 브레이크 디스크(1)는 내주에 지지 부재(3)를 갖는 한편, 브레이크 디스크 허브(2)는 외주에 캠(4)을 갖는다. 상기 캠(4)은 맞물림의 의미로 지지 부재(3)에 대응한다.
지지 부재(3)와 캠(4) 사이에는 사이 공간(10)이 형성되며, 상기 사이 공간 (10) 내로 중간 부재(5)가 돌출한다. 상기 중간 부재에 의해 브레이킹 토크가 브레이크 디스크(1)로부터 브레이크 디스크 허브(2)로 전달될 수 있다.
본 발명에 따라 각각의 중간 부재(5)는 성형에 의해 관련 지지 부재(3) 및 관련 캠(4)에 방사 방향 고정 방식으로 놓인다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서, 중간 부재(5)는 여기서 원통형인 볼트로 이루어지며, 상기 볼트는 지지 부재(3)의 홈(7) 내에 그리고 캠(4)의 홈(8) 내에 삽입된다.
캠(4) 및 지지 부재(3)의 상기 홈들(8, 7)은 브레이크 디스크 회전축과 관련해서 완전히 또는 실질적으로(20°보다 작게 기울어짐) 방사 방향으로 연장하는 면에 형성된다. 도 2에서, 원주 방향으로 연장되는 홈들(7, 8)이 서로 마주 놓이게 형성된다. 중간 부재(5)는 방사 방향 내부로 그리고 외부로 각각 홈에 인접하는 캠(4) 및 지지 부재(3)의 재료에 의해 고정되도록, 홈들(8, 7) 내로 삽입된다.
특히, 도 2의 좌측에 나타나는 바와 같이, 홈(7)의 곡률 반경은 중간 부재(5)의 반경에 상응하기 때문에, 상기 중간 부재의 외주의 일부가 홈(7) 내에 유극 없이 삽입된다.
이와 달리, 캠(4)의 홈(8)의 곡률 반경은 중간 부재(5)의 곡률 반경보다 편평하기 때문에, 중간 부재(5)는 브레이크 디스크 허브(2)로부터 먼 측면에서 방사 방향으로 부분적으로 작은 간격을 두고 커버된다. 이로 인해, 컷아웃이 형성되고, 상기 컷아웃에 의해 방사 방향 열 팽창시 브레이크 디스크(1)가 브레이크 디스크 허브(2)에 대해 방사 방향으로 이동할 수 있고, 특히 중간 부재(5)가 상부 부분에서 홈(8)에 놓일 때까지 이동할 수 있다.
홈(8)은 중간 부재(5)와 그에 따라 브레이크 디스크(1)의 방사 방향 경계를 형성하고, 상기 경계에 의해 브레이크 디스크 세그먼트가 균열 형성시 방사 방향 외부로 내몰리는 것이 효과적으로 방지된다. 이러한 점에서, 낮은 구조적 비용으로 원심력 안전이 얻어진다.
공지된 방식으로, 브레이크 디스크(1)가 원주에 걸쳐 분포된 다수의 지지 클립(6)에 의해 브레이크 디스크 허브(2)에 축방향으로 고정된다. 각각의 지지 클립(6)은 측면으로 연장된 2개의 스프링 섀클(14)을 갖는다. 스프링 섀클들은 각각 볼트형 중간 부재(5)들 중 하나를 커버하고 이것을 축방향으로 고정한다. 지지 클립(6)의 나사 볼트는 캠(4)의 나사 보어(11) 내로 나사 결합된다.
중간 부재를 다른 방향으로 축방향 고정하는 것은 중간 부재(5)에 용접된 러그(9)에 의해 이루어지고, 상기 러그(9)는 관련 지지 부재(3) 상에 놓이며, 스토퍼를 형성한다.
볼트형 중간 부재(5)는 둥근 횡단면 대신에 다른 횡단면 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 도 3에는 중간 부재가 스트립형 박판부로서 형성된다. 상기 박판부는 외부 에지를 형성하는 2개의 에지 영역에 각각 하나의 두꺼운 부분(12)을 가지며, 상기 두꺼운 부분들(12) 사이에, 즉 오목한 부분에 지지 부재(3)의 일부가 삽입된다. 중간 부재(5)는 지지 부재(3)에 방사 방향으로 변위 고정 방식으로 지지된다.
캠(4)의 홈(8) 내로 삽입되는 돌출부(13)는 상기 오목한 부분에 마주 놓인다. 돌출부(13)는 특정 유극을 가지고 홈(8) 내에 삽입되지만, 브레이크 디스크(1)의 팽창시 방사 방향으로 상기 유극의 극복 후에 홈(8)의 벽에 부딪친다. 또한, 지지 부재(3)와 캠(4) 사이에 형성된 사이 공간(10)은 스트립형 중간 부재(5)로 거의 완전히 채워진다.
각각의 중간 부재(5)가 성형에 의해 관련 지지 부재(3) 및 캠(4)에 방사 방향 고정 방식으로 놓이기 때문에, 디스크는 허브에 선행 기술에 따른 것보다 훨씬 더 확실하게 고정된다.

Claims (20)

  1. 브레이크 디스크(1)를 브레이크 디스크 허브(2)에 연결하기 위한 브레이크 디스크/허브 연결부로서,
    a) 상기 브레이크 디스크(1)는 내주에 지지 부재(3)를 가지며,
    b) 상기 브레이크 디스크 허브(2)는 외주에 캠(4)을 갖고,
    c) 중간 부재(5)가 상기 브레이크 디스크 허브(2)와 상기 브레이크 디스크(1) 사이에 원주 방향으로 분포되며, 상기 중간 부재는 상기 캠(4)과 상기 지지 부재(3) 사이에 제공된 사이 공간(10) 내로 돌출하고, 브레이킹 토크를 상기 브레이크 디스크(1)로부터 상기 브레이크 디스크 허브(2)로 전달하는 것인 브레이크 디스크/허브 연결부에 있어서,
    d) 각각의 중간 부재(5)는 성형에 의해 관련 지지 부재(3)의 홈(7) 내에 그리고 성형에 의해 상기 캠(4)의 홈(8) 내에 방사 방향 고정 방식으로 놓이는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 중간 부재(5)는 작은 방사 방향 유극을 가지고 상기 캠(4)의 홈(8) 내에 및/또는 상기 지지 부재(3)의 홈(7) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 중간 부재는 상기 브레이크 디스크 허 브(2)로부터 먼 측면에 있는 관련 캠(4)에 의해 방사 방향으로 부분적으로 작은 간격을 두고 커버되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재(5)는 볼트로 형성되고, 상기 볼트는 상기 지지 부재(3)의 홈(7) 내에 그리고 상기 캠(4)의 홈(4) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트(5)는 원형 횡단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트(5)는 타원형 횡단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트(5)는 사각형 횡단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재(5)는 상기 지지 부재(4)에 방사 방향으로 포지티브 결합 방식으로 놓이는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트(5)는 중공체로, 바람직하게는 관형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재(5)는 낮은 열 전도성을 가진 강, 바람직하게는 스테인레스 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 부재(3)의 상기 홈(7)의 곡률 반경은 상기 원통형 중간 부재(5)의 반경에 상응하고, 상기 캠(4)의 상기 홈(8)의 곡률은 상기 중간 부재(5)의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트(5)가 한 측면에 러그(9)를 가지며, 상기 러그는 상기 지지 부재(3)에 놓이는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 클립(6)은 각각의 캠(4)과 연결되고, 측면으로 연장되는 2개의 스프링 섀클(14)을 가지며, 상기 스프링 섀클들은 각각 중간 부재(5)의 정면을 커버하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재(5)는 스트립형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재(5)는 스트립형 박판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박판의 서로 마주 놓인 2개의 에지들은 두꺼운 부분(12)으로 형성되고, 상기 두꺼운 부분들(12)은 관련 지지 부재(3)가 놓이는 오목한 면을 한정하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출부(13)가 상기 오목한 면에 마주 놓인 측면에 형성되고, 상기 돌출부(13)는 채널형으로 형성된 홈(8) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립형 중간 부재(5)는 상기 지지 부재(3)에 방사 방향으로 포지티브 결합 방식으로 놓이는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈들(7, 8)은, 브레이크 디스크 회전 축선과 관련해서 완전히 또는 실질적으로 방사 방향으로 연장하는, 상기 캠과 상기 지지 부재의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부재들(5)은, 방사 방향 내부로 및 외부로 각각 상기 홈에 인접한 상기 캠(4) 및 상기 지지 부재(3)의 재료에 의해 고정되도록, 상기 홈들(7, 8) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크/허브 연결부.
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