KR20180097604A - 차량용 브레이크 디스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 브레이크 디스크 허브(3) 및 상기 브레이크 디스크 허브(3)와 리벳(5)을 통해 연결된 하나 이상의 마찰 링(2)으로 이루어진 디스크 브레이크용 브레이크 디스크에 관한 것이며, 여기서 브레이크 디스크 허브(3)의 재킷(3a)에는 감소된 벽 두께를 갖는 섹션(7) 및/또는 관통 구멍이 제공되어 있고, 그 섹션은 브레이크 디스크 허브-재킷(3a)의 외부 둘레에 배치된 축 방향 재료-절개부(7)이며, 이 재료-절개부를 사용하여 축 방향 리벳(5)을 적어도 부분적으로 위치시키며, 상기 마찰 링(2)과 브레이크 디스크 허브(3)는 리벳(5)을 통해서 각각 독립적으로 서로에 대해 중심 배치되어 있고, 상기 마찰 링(2)은 마찰 면으로부터 내측으로 향하는 하나 이상의 고정 연장부(9)를 구비하며, 상기 브레이크 디스크 허브(3) 쪽으로 정렬된 마찰 링(2)의 측이 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)를 수용하기 위해 축 방향 함몰부(27)를 구비하고, 이 함몰부가, 브레이크 디스크 허브(3)와 마찰 링(2) 사이에 반경 방향 간극(25)이 존재하도록 형성됨으로써, 브레이크 디스크 허브-재킷(3a)의 칼라(3b)가 리벳(5)에 의해 고정 연장부와 연결되어 있다.
Description
본 발명은, 제1 청구항의 전문에 기재된 자동차용 복합-브레이크 디스크에 관한 것이다.
브레이크 디스크는, 마찰 링 및 브레이크 디스크 허브(brake disc hub)를 구비하고 일 휠과 동축으로 장착된, 자동차용 브레이크 시스템의 구성 부품이다. 이때, 브레이크 디스크 허브는 휠 허브(wheel hub)에 브레이크 디스크를 고정시키기 위해서 이용되는 한편, 마찰 링은 제동 과정 중에 브레이크 시스템의 브레이크 라이닝과 마찰 공학적으로 접촉된다. 이렇게 함으로써, 자동차의 운동 에너지가 마찰 열의 형태로 방출되고, 차량이 제동된다.
상기와 같은 브레이크 디스크는 최대 응력이 마찰 링의 재료로 지향하는 하나 이상의 부품으로 제조될 수 있다. 따라서, 마찰 링은 일반적으로 주조 부품으로서, 특히 GG-15 또는 GG-25로 설계되어 있다. 제동 과정 중에 생성되는 열을 마찰 링으로부터 방출하기 위하여, 상기와 같은 마찰 링은 내부 환기식 마찰 링의 형태로 형성되는 경우가 많은데, 다시 말해 마찰 링에는, 이 마찰 링으로부터의 열 방출을 개선하기 위해 공기가 관류하는 채널 또는 보어가 제공되어 있다.
마찰 링 또는 (통상적으로 연속하는) 마찰 링들이 브레이크 디스크 허브로부터 분리된 상태로 제조되고, 추후에 적합한 방식에 의해서 브레이크 디스크 허브와 연결되는 유형의 브레이크 디스크는, 한 편으로는 마찰 링(들)이 그리고 다른 한 편으로는 브레이크 디스크 허브가 개개 요구 조건들을 위해 가장 유리한 재료로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 그 결과, 예를 들어 한 편으로는 중량 감소화가 달성될 수 있고, 다른 한 편으로는 마찰 링과 브레이크 디스크 허브 간에 바람직한 결합 해제가 가능해진다.
DE 100 32 972 A1호는, 통상의 방법으로 형성되는 브레이크 디스크 허브와 실질적으로 유사하게, 디스크 브레이크의 회전 축에 대하여 원통형의 재킷(jacket)을 구비하고, 이 재킷 내에 관통 구멍 또는 적어도 감소된 벽 두께를 갖는 섹션이 제공되어 있는 복합-브레이크 디스크를 개시하고 있다. 따라서, 상기 브레이크 디스크 허브는, 실질적으로 방해를 받지 않는 열적 마찰 링 팽창을 촉진시키는 소정의 탄성을 가지며, 다시 말하자면 불가피한 열적인 마찰 링 팽창이 브레이크 디스크 허브에 의해 현저하게 방해되지 않으며, 그리하여 응력이 축적되지 않고, 원치 않는 마찰 링 변형이 방지된다. 이 특허문헌에서는 브레이크 디스크 허브용 재료로서 고강도 강철 재료 등이 제안되어 있다.
본 발명의 목적은, 마찰 링과 브레이크 디스크 허브의 적합한 연결에 의해서, 휠 허브에 브레이크 디스크의 연결에 필요한 공간이 적게 유지될 수 있는, 브레이크 디스크를 제공하는 것이다. 또한, 제동에 의한 가열시 브레이크 디스크 내에서 가급적 적은 응력을 축적하고, 추가로 매우 큰 제동력을 전달할 수 있는 연결부가 브레이크 디스크 허브와 마찰 링 간에 제공되어야 한다.
상기 목적은 본 발명에 따른 청구항 1의 특징들에 의해서 달성된다. 본 발명의 추가의 실시예들은 종속 청구항들로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 브레이크 디스크 허브의 재킷에 감소된 벽 두께를 갖는 섹션 및/또는 관통 구멍이 제공되어 있고, 상기 섹션은 브레이크 디스크 허브-재킷의 외부 둘레에 배치되는 축 방향 재료-절개부이며, 이 재료-절개부를 이용하여 축 방향 리벳을 적어도 부분적으로 위치시키는, 브레이크 디스크 허브 및 상기 브레이크 디스크 허브와 리벳을 통해 연결되는 하나 이상의 마찰 링으로 이루어지는, 디스크 브레이크용 브레이크 디스크는, 마찰 링과 브레이크 디스크 허브가 리벳을 통해서만 서로에 대해 중심 배치되어 있고, 마찰 링은 마찰 면으로부터 내측으로 향하는 하나 이상의 고정 연장부를 구비하며, 브레이크 디스크 허브 쪽으로 정렬된 마찰 링의 측이 브레이크 디스크 허브의 칼라를 수용하기 위해 축 방향 함몰부를 구비하고, 이 함몰부가, 브레이크 디스크 허브와 마찰 링 사이에 반경 방향 간극이 존재하도록 구성됨으로써, 브레이크 디스크 허브-재킷의 칼라가 리벳에 의해 고정 연장부와 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
함몰부의 내부 직경이 칼라의 외부 직경보다 크고, 그리하여 마찰 디스크가 리벳에 의해서만 브레이크 디스크 허브에 대해 중심 배치되는 경우, 브레이크 디스크 허브가 마찰 디스크 상에 최대로 가공 가능하게 지지되면, 2개의 부품 사이에 중심을 잡아주는 리벳 연결부가 제공될 수 있다는 장점이 얻어지며, 이와 같은 리벳 연결부는 한 편으로는 높은 제동력의 전달을 가능하게 하고, 다른 한 편으로는 마찰 디스크로부터 브레이크 디스크 허브로의 열 전달과 관련하는 최선의 절연 작용과 더불어 큰 선호 자유도를 초래한다. 또한, 함몰부가 브레이크 디스크 허브의 칼라를 완전히 수용하는 경우 및/또는 리벳을 수용하기 위한 고정 연장부 내의 보어에 상응하는, 브레이크 디스크 허브의 칼라 내에 있는 리벳을 수용하기 위한 보어가, 마찰 디스크로부터 멀어지는 방향으로 정렬된 자신의 단부에, 리벳의 세팅 헤드를 부분적으로 또는 완전히 수용하기 위한 평평한 함몰부를 구비하는 경우도 장점이 된다. 이렇게 함으로써, 세팅 헤드와 브레이크 디스크 허브 칼라는 실질적으로 평평한 면을 형성하게 되고, 따라서 오물 및 브레이크 라이닝의 마모 부스러기가 부착되는 상황이 방지될 수 있다.
바람직하게, 마찰 디스크 면의 내부로의 연장은, 브레이크 디스크 허브 재킷이 실질적으로 평평하게 형성될 때까지 이루어질 수 있으며, 이와 같은 상황은 오물의 부착 및 브레이크 디스크 허브와 마찰 디스크의 연결부 내부로 물이 침투하는 것을 어렵게 한다.
브레이크 디스크 허브와 마찰 링이 리벳을 통해서만 서로에 대해 중심에 배치되는 방식은 또한, 재료의 가열시에 그리고 재료의 팽창 계수가 상이한 경우에 2개 부품이 서로에 대해 계속해서 위치 고정됨으로 인해 응력이 전혀 발생하지 않는다는 장점도 가지고 있다. 특별히 관련 단면 상으로 볼 때 리벳의 최적의 지지 형상을 보장할 수 있기 위해서는, 종래 기술에 따른 표준 리벳에서 생성되는 힘 전달-손실을 보상하기 위하여, 리벳이 기하학적 구조를 그대로 유지하면서 특별하게 형성되어야 하는데, 그 이유는 리벳이 변형시에는 점차 좁아지는 배럴(barrel) 형상을 가짐으로써 지지 형상을 더욱 악화시키기 때문이다. 테스트를 통해, 리벳을 세팅할 때에는 세팅 헤드에 대한 직접적인 마찰이 선행적으로 이루어지며, 예컨대 리벳 샤프트의 일 부분 영역에 걸쳐 원뿔이 형성되고, 이와 같은 원뿔이 종래 기술에 따른 리벳 결합 공정에서 야기되는 통 형상을 방지해주고, 세팅 헤드 근처에서 리벳의 지지 형상을 최적화하는 것으로 나타났다. 그리하여, 각각의 리벳이 자신의 변형 전에, 적어도 브레이크 디스크 허브의 영역에 있는 리벳 샤프트의 일 부분 영역에 걸쳐, 세팅 헤드로부터 출발하는 원뿔을 갖는 경우가 바람직하며, 원뿔의 직경은 리벳-폐쇄 헤드 쪽으로 가면서 점차 축소된다.
또한, 브레이크 디스크는 바람직하게, 브레이크 디스크의 마찰 링이 마찰 면으로부터 내측으로 향하는 하나 이상의 고정 연장부를 구비하고, 브레이크 디스크 허브-재킷의 칼라가 리벳에 의해서 상기 고정 연장부와 연결되도록 설계될 수 있다. 고정 연장부에 의해서는, 브레이크 디스크 허브의 칼라를 위한 지지 면이 생성될 수 있으며, 이 지지 면에는, 결합 과정 이전의 브레이크 디스크 허브와 마찬가지로, 예컨대 절삭 방식에 의해서 결합 쌍을 위해 바람직한 표면 성질이 제공될 수 있다. 브레이크 디스크 허브-칼라의 지지 면과 마찰 링은, 마찰 디스크의 가열시 열 전달에 의해 결합 파트너 내에서 가급적 적은 응력이 생성되도록, 열 전달에 대해 최적화될 수 있다.
상기와 같은 이유에서, 브레이크 디스크의 바람직한 일 실시예는, 브레이크 디스크 허브의 칼라의 지지 면과 함몰부에서, 마찰 링의 내부 직경에 오목 자국(indentation)을 구비하며, 오목 자국들 사이에 리벳이 각각 하나씩 위치되어 있다. 바람직한 일 실시예에서는, 오목 자국이 반경 방향에-서 최대 깊이를 가지며, 이 최대 깊이는 상호 연결되는 리벳 종축의 일 부분 원에 의해서 제한된다. 더 상세하게 말해서, 오목 자국은 리벳 중심점까지 도달하는데, 당연히 리벳 중심점에 대해 원주 방향으로 변위된 상태에서 리벳 중심점까지 도달한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들은, 반경 방향으로 연장하는 규칙적으로 배열된 웹(web)에 의해 서로 연결되어 있고, 서로 인접하여 배치된 2개의 마찰 디스크를 갖는, 내부 환기식 브레이크 디스크가 사용되는 것을 제안하며, 웹이 마찰 디스크의 외부 둘레 에지로부터 내부 둘레 에지까지 연장하고, 마찰 디스크들이 상기 웹에 의해 서로 연결되어 있고, 따라서 마찰 디스크의 중간 공간은 냉각 공기가 관류할 수 있는 동일한 크기의 냉각 채널을 형성하게 되고, 이들 냉각 채널이 더 짧은 추가 웹에 의해 세분되어 있고, 그리하여 마찰 디스크의 내부 둘레 에지에 더 가까운 반경 방향 영역에서 웹들 사이의 중심에는 각각 더 짧은 웹이 존재하고, 이들 더 짧은 웹은 반경 방향 내부로 웹 위로 돌출하여 고정 연장부에까지 도달하며, 각각 하나의 리벳이 칼라와 고정 연장부를 반경 방향 내부로 동일한 높이에서 연결시킨다.
이로 인해, 특히 18개의 리벳이 리벳 연결부에 대한 부분 원 상에 규칙적으로 배치되어 있는 경우에, 더 많은 제동력을 전달할 수 있는 브레이크 디스크의 더욱 안정적인 실시예가 얻어진다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들은, 각각의 더 짧은 웹에 대해 원주 방향으로 반경 방향 외부로 변위된 상태에서, 각각의 냉각 채널 내에 더 짧은 2개의 제1 추가 웹을 배치함으로써, 냉각 채널이 반경 방향으로 더 짧은 웹으로부터 외부를 향하는 3개 이상의 유동 채널로 분할되는 것을 제시한다.
마찰 디스크 사이에 형성된 냉각 채널의 상기와 같은 배열 및 형상은 큰 리브 밀도(rib density)를 유도한다. 리브 밀도가 클수록, 냉각 면적도 그만큼 더 커지고, 발생하는 온도 피크도 그만큼 더 우수하게 보상될 수 있으며, 이와 같은 상황은 브레이크 디스크의 최적의 냉각을 유도한다. 이로써, 브레이크 디스크의 냉각을 위한 표면을 확대시키는 냉각 채널 배열은 바람직하게 냉각 성능을 증가시킨다.
브레이크 디스크 허브 쪽을 향하는 마찰 디스크가 내부를 향해 고정 연장부까지 연장되어 있고, 이로써 고정 연장부를 형성하는 경우도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들은, 리벳의 기하학적 구조가 더욱 최적화되는 것을 특징으로 한다. 그리하여, 리벳 샤프트로부터 리벳-세팅 헤드로 넘어가는 천이부가 제공되고, 이 천이부는 리벳-세팅 헤드에 축 방향-언더컷(undercut)을 가진다. 리벳-세팅 헤드의 하부 면과 리벳 샤프트 사이의 각도가 88°인 언더컷이 바람직하다. 테스트를 통해, 상기와 같은 각도로 인해 리벳과 브레이크 디스크 허브 간의 지지 형상이 더욱 최적화되고, 이로써 연결부는 더 긴 사용 시간 동안 더 큰 힘을 전달하기에 적합한 것으로 나타났다. 이와 같은 장점은, 리벳이 오스테나이트계의 스테인리스 스틸로 이루어지는 경우에 추가로 더욱 확대된다. 이 경우에, 브레이크 디스크 허브는 경금속 또는 강철 또는 비금속 재료로 이루어질 수 있으며, 다시 말해 포트용 물질로서는 바람직하게 강도가 더 높은 고강도 경금속(특히 마그네슘) 또는 벽이 얇은 고강도 강철판 또는 알루미늄 및 다른 비철 재료 또는 비금속 재료가 사용된다. 따라서, 브레이크 디스크 허브는 예를 들어 주조 방법 혹은 단조 방법에 의해서 또는 압출 가공에 의해서 제조될 수 있다. 경량 설계 재료로 구현되는 본 발명에 따른 브레이크 디스크 허브를 사용하는 경우에는, 알루미늄 휠 외에 강철 휠의 사용도 가능하다.
브레이크 디스크 허브와 마찰 링이 텀블링-리벳-방법에 의해 서로 연결되는 경우에는, 마찰 링의 주철(cast iron) 재료상에서도 리벳의 표면 압착이 가급적 적게 유지될 수 있다.
브레이크 디스크의 본 발명의 바람직한 일 실시예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 더욱 상세하게 기술된 모든 특징부들은 본 발명에 필수적일 수 있다.
도 1은 브레이크 디스크 허브를 바라본 상태에서 본 발명에 따른 브레이크 디스크를 입체도로 나타핸다.
도 2는 마찰 디스크가 브레이크 디스크 허브에 고정된 위치의 영역에서, 도 1에 대하여 투영면에 놓여 있는 수직축만큼 회전된 상태에서, 도 1에 나타낸 브레이크 디스크를 확대 부분 단면도(절단 평면이 회전 축을 포함함)로 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 리벳을 더욱 확대시킨 상태에서 그리고 180°만큼 회전시킨 상태에서 부분 단면도로 나타낸다.
도 4는 브레이크 디스크의 상부-면에 대한 평면도를 나타낸다.
도 5는 브레이크 디스크의 후면을 도 4에 대하여 180°만큼 회전시킨 상태에서 부분-평면도로 나타내며, 마찰 디스크의 일 부분에 대한 단면도를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 도면에는 2개의 마찰 디스크가 웹을 통해 연결된 상태를 나타낸다.
도 1은 브레이크 디스크 허브를 바라본 상태에서 본 발명에 따른 브레이크 디스크를 입체도로 나타핸다.
도 2는 마찰 디스크가 브레이크 디스크 허브에 고정된 위치의 영역에서, 도 1에 대하여 투영면에 놓여 있는 수직축만큼 회전된 상태에서, 도 1에 나타낸 브레이크 디스크를 확대 부분 단면도(절단 평면이 회전 축을 포함함)로 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 리벳을 더욱 확대시킨 상태에서 그리고 180°만큼 회전시킨 상태에서 부분 단면도로 나타낸다.
도 4는 브레이크 디스크의 상부-면에 대한 평면도를 나타낸다.
도 5는 브레이크 디스크의 후면을 도 4에 대하여 180°만큼 회전시킨 상태에서 부분-평면도로 나타내며, 마찰 디스크의 일 부분에 대한 단면도를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 도면에는 2개의 마찰 디스크가 웹을 통해 연결된 상태를 나타낸다.
각각의 도면에 도시된 브레이크 디스크(1)는 브레이크 디스크 허브(3) 및 마찰 링(2)으로 이루어지고, 작동 중에 도면에 도시되지 않은 휠 허브와 함께 회전 축(D)을 중심으로 회전하기 위하여, 상기 휠 허브에 조립할 목적으로 제공되어 있다. 주철로 제조된 일체형의 내부 냉각식 마찰 링(2)은 2개의 마찰 디스크(2', 2")로 이루어지고, 이들 마찰 디스크 사이에 놓여서 이들을 서로 연결시키는 냉각 공기 안내부의 웹(2")을 구비한다. 축 방향으로, 즉 회전 축(D)의 방향으로 관찰했을 때 브레이크 디스크 허브(3)에 더 가까이 놓여 있는 환상의 마찰 디스크(2')는 {회전 축(D)에 대해} 반경 방향(R)에서는, 소위 고정 연장부(9)에 의해서, 축 방향으로 브레이크 디스크 허브(3)로부터 더 멀리 떨어진 다른 마찰 디스크(2")보다 소정의 크기만큼 더 회전 축(D) 쪽으로 연장된다.
전술한 마찰 디스크(2')의 고정 연장부(9)와 회전 축(D)에 대해 원통형인 브레이크 디스크 허브(3)의 재킷(3a)의 자유 단부로부터 반경 방향(R)으로 외부로 돌출하는 칼라(3b) 사이에 형성된 중첩 영역에서는, 브레이크 디스크 허브(3)가 축 방향으로 연장되는 리벳(5)을 통해 마찰 디스크(2') 그리고 이로써 마찰 링(2)과 연결되어 있다. 이와 같은 의미에서, 본원에서는 (그리고 특히 명세서 도입부에서는) 브레이크 디스크 허브(3)와 마찰 링(2) 사이에 있는 연결부에 대해 언급된다.
브레이크 디스크 허브(3)의 재킷(3a) 내부에 그리고 약간은 브레이크 디스크 허브(3)의 바닥(3c) 내부에도, 브레이크 디스크 허브(3)의 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 절개부(7)가 형성되어 있으며, 이들 절개부 내부로 리벳(5)이 돌출하는데, 다시 말하자면 이들 절개부 내부에 리벳(5)이 적어도 비례적으로 위치 고정되어 있다. 감소된 벽 두께를 갖는 섹션(7)까지도 형성하는 이들 절개부(7) 각각은 동일하게 지향된 각각의 관련 리벳(5)만큼 축 방향으로 연장되며, 리벳을 부분적으로 수용하기 위해서 또는 조립의 경우에는 리벳(5)을 세팅하기 위해서, 다시 말해 축 방향으로 관찰했을 때 알 수 있는 바와 같이 마찰 링(2)과 브레이크 디스크 허브(3)를 연결하기 위해서 이용된다. 이 경우에, 절개부(7)가 실질적으로 반원-실린더의 형상을 갖고, 주조 또는 단조 때에 브레이크 디스크 허브(3)의 재킷(3a) 내부에 몰딩되며, 따라서 상기 재킷(3a)은 절개부(7)의 영역에서는 약화 되었지만, 내부에서는, 다시 말해 회전축(D)으로부터 관찰했을 때에는 또 하나의 폐쇄된 벽을 형성하게 된다. 당연히, 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b) 내에도, 보어 형태의 관통 구멍이 거의 절개부(7)까지의 연장부로서 제공되어 있으며, 이들 관통 구멍을 통해서 리벳(5)이 관통 삽입되어 있다. 따라서, 리벳(5)은 상기 절개부(7)로 인해 회전 축(D) 쪽으로 더 가까이 배열될 수 있다.
도 5는, 브레이크 디스크(1)의 마찰 디스크(2')의 내부 면에서, 원주 방향으로 마찰 디스크의 원형 링 면에 걸쳐 기하학적으로 규칙적으로 반복하는, 내부 환기식 브레이크 디스크(1)의 웹(1a) 및 더 짧은 웹(1b, 1c)으로 이루어진 웹 조합을 나타낸다. 마찰 링(2)의 마찰 디스크(2', 2")는 웹(1a) 및 더 짧은 웹(1b, 1c)을 통해 서로 연결되어 있으며, 웹(1a)은 동시에, 원주 방향으로 마찰 디스크(2', 2")의 원형 링 면에 걸쳐 마찬가지로 기하학적으로 규칙적으로 반복하는 냉각 채널(20)을 제한한다. 이들 냉각 채널(20)은 각각 웹(1a)의 시작 부분에 있는 마찰 디스크(2', 2")의 내부 둘레 에지(14)로부터 브레이크 디스크(1)의 마찰 디스크(2', 2")의 외부 둘레 에지(15)까지 연장된다.
원주 방향으로 볼 때, 마찰 디스크(2', 2") 내부에서 각각 동일한 길이의 웹(1a) 사이에 있는 각각의 냉각 채널(20) 내부 중심에서는, 각각 짧은 웹(1b)이 마찰 디스크(2', 2")의 내부 둘레 에지(14) 가까이로부터 외부 둘레 에지(15)의 방향으로 마찰 디스크(2', 2")의 제1 직경(12)까지 연장된다. 냉각 채널(20) 내부에서 원주 방향으로 짧은 웹(1b)에 대해 변위된 2개의 짧은 제1 추가 웹(1c)이 상기 마찰 디스크(2', 2")의 제1 직경(12)으로부터 출발해서 반경 방향으로 더 외부로 외부 둘레 에지(15)까지 연장되며, 이 경우 하나의 짧은 제1 추가 웹은 좌측으로 변위되어 있고, 다른 하나의 짧은 제1 추가 웹은 우측으로 변위되어 있다. 짧은 제1 추가 웹(1c)은, 반경 방향으로 더 짧은 웹(1b)으로부터 외부를 향하여, 냉각 채널(20)을 3개의 유동 채널(1c', 1c", 1c'")로 세분한다. 웹(1a, 1b, 1c) 모두 실질적으로 통일적인 웹 폭을 갖고, 전방 및 후방이 라운딩 처리되어 있다. 이 경우에, 개별 웹(1a, 1c)의 반경 방향 외측 단부는 동일한 원 둘레 상에서 외부 둘레 에지(15) 가까이에 놓여 있고, 개별 웹(1a)의 반경 방향 내측 단부는 동일한 원 둘레 상에서 브레이크 디스크(1)의 내부 둘레 에지(14) 가까이에 놓여 있다. 또한, 더 짧은 개별 웹(1b)으로부터 출발하여, 브레이크 디스크 허브(3) 쪽을 향하는 마찰 디스크(2')는 반경 방향 내부를 향해 연장되어 있고, 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)의 높이에서 축 방향으로 보어(21)를 구비하며, 상기 보어는, 브레이크 디스크 허브(3)에 마찰 디스크(2')를 고정시키는 리벳(5)을 수용하기 위해서 이용된다. 모든 리벳(5)의 폐쇄 헤드(5"")는 마찰 디스크(2')의 고정 연장부(9)의 가시적인 측에 있는 한편, 리벳(5)의 세팅 헤드(5")는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)의 평평한 함몰부(23) 내에 완전히 매립되어 있다. 브레이크 디스크 허브(3) 쪽을 향하는 마찰 디스크(2')도 마찬가지로, 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)를 지지하기 위해 축 방향으로 정렬된 함몰부(27)를 구비하며, 상기 함몰부의 내부 직경이 칼라(3b)의 외부 직경보다 큼으로써, 결과적으로 마찰 디스크(2')와 브레이크 디스크 허브(3)는 리벳(5)에 의해서만 서로에 대해 중심 배치된다. 브레이크 디스크 허브(3) 쪽을 향하는 마찰 링(2)의 측도 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)를 수용하기 위해 축 방향으로 정렬된 함몰부(27)를 구비하며, 상기 함몰부는, 브레이크 디스크 허브(3)와 마찰 링(2) 사이에 반경 방향 간극(25)이 존재하도록 형성되어 있다.
도 3은, 세팅 헤드(5") 및 리벳 샤프트(5')를 갖는 5 ㎜ x 13 ㎜의 절반 중공 리벳으로서 형성된 리벳(5)의 부분 단면도를 나타낸다. 리벳 샤프트(5')는, 직경이 증가함에 따라 세팅 헤드(5") 쪽으로 가면서 원뿔 형상을 갖도록 구성되어 있다. 세팅 헤드(5")가 리벳 샤프트(5') 쪽을 향해 언더컷을 가짐으로써, 결과적으로 2중 화살표(F)로 지시된 각은 실질적으로 88°로 측정된다. 리벳 샤프트(5')의 원뿔(5'")과 세팅 헤드(5")의 언더컷 사이의 반경(R)의 크기는 확정되어 있지 않으며, 제조에 의해서 결과적으로 나타난다. 원뿔(5'")은 1.5 ㎜ 이상 내지 최대 4 ㎜의 길이를 가지며, 이 경우 세팅 헤드(5")에서 원뿔(5'")의 직경은 5.33 ㎜에 달한다. 테스트를 통해 나타난 사실은, 리벳(5)을 세팅하는 동안 리벳이 자발적으로 중심에 배치되는 경우에는, 상기와 같은 리벳의 기하학적 구조가 100%의 지지 비율을 갖는 바람직한 지지 형상을 갖게 된다는 것이며, 이와 같은 상황은 최적의 중심 배치 및 힘 전달을 유도한다. 추가로, 원뿔 형상의 리벳 샤프트(5') 및 세팅 헤드(5")의 언더컷(F)은 리벳 연결부의 완벽한 밀봉 및 이로써 부식성 매질에 대한 보호 효과를 유도한다.
Claims (16)
- 브레이크 디스크 허브(3) 및 상기 브레이크 디스크 허브(3)와 리벳(5)을 통해 연결된 하나 이상의 마찰 링(2)으로 이루어지며, 상기 브레이크 디스크 허브(3)의 재킷(3a)에는 감소된 벽 두께를 갖는 섹션(7) 및/또는 관통 구멍이 제공되어 있고, 상기 섹션은 브레이크 디스크 허브-재킷(3a)의 외부 둘레에 배치된 축 방향 재료-절개부(7)이며, 상기 재료-절개부를 이용하여 축 방향 리벳(5)을 적어도 부분적으로 위치시키는, 디스크 브레이크용 브레이크 디스크(1)에 있어서,
상기 마찰 링(2)과 상기 브레이크 디스크 허브(3)는 리벳(5)을 통해서만 서로에 대해 중심 배치되어 있고, 상기 마찰 링(2)은 마찰 면으로부터 내측으로 향하는 하나 이상의 고정 연장부(9)를 구비하며, 브레이크 디스크 허브(3) 쪽으로 정렬된 마찰 링(2)의 측이 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)를 수용하기 위해 축 방향으로 정렬된 함몰부(27)를 구비하고, 상기 함몰부가, 브레이크 디스크 허브(3)와 마찰 링(2) 사이에 반경 방향 간극(25)이 존재하도록 형성됨으로써, 상기 브레이크 디스크 허브-재킷(3a)의 칼라(3b)가 리벳(5)에 의해 상기 고정 연장부와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크용 브레이크 디스크(1). - 제1항에 있어서,
상기 마찰 링(2)의 함몰부(27)의 지지 면이 상기 마찰 링의 내부 직경에 오목 자국(30)을 구비하며, 상기 오목 자국들 사이에 리벳(5)이 각각 하나씩 위치되어 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오목 자국(30)이 반경 방향으로 볼 때 최대의 깊이를 갖고, 상기 최대 깊이는 상호 연결된 리벳(5) 종축의 일 부분 원에 의해서 제한되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크 디스크가, 반경 방향으로 연장하는 규칙적으로 배열된 웹(1a)에 의해 서로 연결되어 있고 서로에 대해 이웃하여 배열된 2개의 마찰 디스크(2', 2")를 갖는, 내부 환기식 브레이크 디스크(1)이며, 상기 웹(1a)이 마찰 디스크(2', 2")의 외부 둘레 에지(15)로부터 내부 둘레 에지(14)까지 연장하고, 상기 마찰 디스크들이 상기 웹(1a)에 의해 서로 연결되어 있으며, 따라서 마찰 디스크의 중간 공간은 냉각 공기가 관류할 수 있는 동일한 크기의 냉각 채널(20)을 형성하게 되고, 상기 냉각 채널이 더 짧은 추가 웹(1b)에 의해 세분되어 있으며, 그리하여 마찰 디스크(2', 2")의 내부 둘레 에지에 더 가까운 반경 방향 영역에서 웹(1a) 사이의 중심에는 각각 더 짧은 웹(1b)이 존재하고, 상기 더 짧은 웹(1b)은 반경 방향 내부로 상기 웹(1a) 위로 돌출하여 고정 연장부(9)에까지 도달하며, 각각 하나의 리벳(5)이 칼라(3b)와 고정 연장부(9)를 반경 방향 내부로 동일한 높이에서 연결시키는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부분 원 상에 18개의 리벳이 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 더 짧은 웹(1b)에 대해 원주 방향으로 반경 방향 외부로 변위된 상태에서, 각각의 냉각 채널(20) 내에 더 짧은 2개의 제1 추가 웹(1c)이 배열되어 있으며, 그리하여 상기 냉각 채널(20)이 반경 방향으로 더 짧은 웹(1b)으로부터 외부를 향하는 3개 이상의 유동 채널(1c', 1c", 1c'")로 분할되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1).
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크 디스크 허브(3) 쪽을 향하는 마찰 디스크(2')가 내부를 향해 고정 연장부(9)까지 연장되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함몰부(27)의 내부 직경이 상기 칼라(3b)의 외부 직경보다 크며, 따라서 상기 마찰 링(2)과 상기 브레이크 디스크 허브(3)는 리벳(5)에 의해서만 서로에 대해 중심 배치되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 함몰부(27)가 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)를 완전히 수용하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리벳(5)을 수용하기 위한 고정 연장부(9) 내의 보어(21)에 상응하는, 상기 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b) 내에 있는 리벳(5)을 수용하기 위한 보어(22)가, 마찰 디스크(2)로부터 멀어지는 방향으로 정렬된 자신의 단부에, 리벳(5)의 세팅 헤드(5")를 적어도 부분적으로 수용하기 위한 평평한 함몰부(23)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크 디스크 허브(3)의 칼라(3b)의 평평한 함몰부(23)가 리벳(5)의 세팅 헤드(5")를 완전히 수용하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
리벳 샤프트(5')로부터 리벳-세팅 헤드(5")로 넘어가는 천이부가 상기 리벳-세팅 헤드(5")에 축 방향-언더컷(undercut)을 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 리벳(5)이 자신의 변형 전에, 적어도 브레이크 디스크 허브(3)의 영역에 있는 리벳 샤프트(5')의 일 부분 영역에 걸쳐, 세팅 헤드(5")로부터 출발하는 원뿔(5"')을 가지며, 상기 원뿔의 직경은 리벳-폐쇄 헤드(5"") 쪽으로 가면서 점차 축소되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크 디스크 허브(3)가 경금속 또는 강철 또는 비금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크 디스크 허브(3)와 마찰 링(2)이 텀블링-리벳-방법에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1). - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리벳(5)이 오스테나이트계의 스테인리스 스틸로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크(1).
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