KR20240004938A - 마찰 라이닝 패드에 의해 형성된 그루브 패턴을 갖는 마찰 플레이트 - Google Patents

마찰 라이닝 패드에 의해 형성된 그루브 패턴을 갖는 마찰 플레이트 Download PDF

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KR20240004938A
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크리스티안 덴다
토비아스 헤브겐
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 외부 윤활을 갖는 환형 습 마찰 시스템용 마찰 플레이트에 관한 것이고, 마찰 플레이트는 캐리어 플레이트(113) 및 복수의 오각형 마찰 라이닝 패드(111, 112)를 가진다. 그루브 패턴(115)을 갖는 마찰 표면은 캐리어 플레이트(113) 및 마찰 라이닝 패드(111, 112)에 의해 형성된다. 그루브 패턴은 원주를 가로질러 연장하는 지그재그 또는 파형 그루브(120)를 가진다. 원주 그루브(120)는 방사상 방향으로 제1 열의 패드에서 방사상으로 바깥으로 배열된 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)와 제2 열의 패드에서 방사상으로 안으로 배열된 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 사이에 배열된다.

Description

마찰 라이닝 패드에 의해 형성된 그루브 패턴을 갖는 마찰 플레이트
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 특징을 구비한 외부 오일링을 갖는 습 다중 디스크 브레이크에 관한 것이다.
본 발명의 응용의 범위: 하이브리드 모듈, DHT, 및 이동가능한 e-액슬에서 습 다중 디스크 브레이크, 하이브리드 모듈 및 e-액슬용 이동 및 분리 요소로서 저손실 다중 디스크 브레이크.
습 다중 디스크 클러치 및 브레이크는 종래의 전력 이동가능한 변속기에서, 강력한 구동 트레인에 신규한 하이브리드 모듈에서 또는 이동가능한 e-액슬에서 폭넓게 사용되고, 그들은 고성능, 강력한 구성요소를 나타낸다. 자동차 어플리케이션에서 보다 낮은 CO2 배출을 위한 요구사항 및 구동 트레인의 개선된 효율성은 매우 중요하다. 이동 요소에서 부하 독립적인 손실의 감소에 더해서, 열부하 및 충분한 냉각이 고려되어야만 한다. 마찰 디스크의 그루브 패턴은 마찰 특성, 열 균형, 및 효율성 사이의 트레이드 오프에서 중심 역할을 한다.
선행 기술: 도 1
US 8 474 590 B2 및 EP 3 374 652 B1은 물론 WO 2019/ 120 370 A1은 마찰 표면에서 그루브를 갖는 환형 습 마찰 부분을 각각 개시한다.
불리점: 외부 윤활-본 개시의 문맥에서 외부 오일링으로도 언급됨-을 갖는 환형 습 마찰 시스템의 경우에 그리고 특히 외부 오일링을 갖는 다중 디스크 브레이크(도 2 참조)의 경우에 (내부 오일링에 대해) 입증된 그루브 패턴이 사용될 수 없다.
그러므로 본 발명은 적절한 그루브 패턴에 의해, 대류 냉각/냉각 효과를 개선하고 외부 윤활을 갖는 습 마찰 시스템에서, 예를 들어, 외부 오일링을 갖는 다중 디스크 브레이크에서 드래그 손실을 최소화하는 목적에 기반한다.
목적은 청구항 1항에 따른 특징을 갖는 외부 윤활을 갖는 환형 습 마찰 시스템용 그루브 패턴에 의해 달성된다. 특히, 환형 습 마찰 시스템은 외부 오일링을 갖는 습 다중 디스크 브레이크이다.
따라서 외부 윤활을 갖는 환형 습 마찰 시스템을 위한 본 발명에 따른 그루브 패턴은 마찰 표면이 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브를 가짐을 제공한다.
외부 윤활을 갖는 습 마찰 시스템에서, 그러한 그루브 패턴은 냉각 효과를 개선하고 드래그 손실을 감소시킨다.
그루브 패턴의 바람직한 예시적인 구현예는 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브가 방사상 방향으로 제1 열의 패드에서 방사상으로 바깥으로 배열된 제1 오각형 마찰 라이닝 패드와 제2 열의 패드에서 방사상으로 안으로 배열된 제2 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 배열되는 것을 특징으로 한다. 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드는 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브를 갖는 겹줄 그루브 패턴을 생성한다. 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드와 제2 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 중심으로 바람직하게 배열된다. 제1 오각형 마찰 라이닝 패드는 바람직하게 실질적으로 동일한 설계이다. 동일한 내용이 제2 오각형 마찰 라이닝 패드에 적용된다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드가 바로 인접한 삼각형 지오메트리를 갖는 직사각형 지오메트리를 갖고, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드의 삼각형 지오메트리의 팁은 방사상으로 안으로 향해지고, 제2 오각형 마찰 라이닝 패드의 삼각형 지오메트리의 팁은 방사상으로 바깥으로 향해지는 것을 특징으로 한다. 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드의 삼각형 지오메트리의 크기 및 형상은 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브의 형상 및 크기가 변화되고 원하는 요구사항 프로파일에 적응되는 것을 허용한다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 방사상 그루브가 각각의 경우에 제1 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 원주 방향으로 배열되고, 제2 방사상 그루브가 각각의 경우에 제2 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 원주 방향으로 배열되고, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드의 삼각형 지오메트리의 팁은 제2 방사상 그루브를 마주하고, 제2 오각형 마찰 라이닝 패드의 삼각형 지오메트리의 팁은 제1 방사상 그루브를 마주하는 것을 특징으로 한다. 제1 방사상 그루브 및 제2 방사상 그루브는 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브로 각각 열린다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드가 V 형상 양면 그루브를 갖는 것을 특징으로 한다. V 형상 양면 그루브는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드에 대해, 그들이 2개의 그루브를 갖고, 그 각각이 V 형상으로 배열되는 것을 의미한다. V 형상으로 배열된 2개의 그루브는 원주 방향으로 서로 이격되고, 양면 그루브의 그루브 사이의 거리는 방사상으로 바깥으로 감소한다. 양면 그루브의 2개의 그루브에 의해 둘러싸인 그루브 각도는 바람직하게 20도와 30도 사이에 있고, 특히 바람직하게 24.3도이다. V 형상 양면 그루브의 2개의 그루브는 엠보싱된 그루브로서 설계될 수 있다. V 형상 양면 그루브의 2개의 그루브는 분할 그루브로서 설계될 수도 있다. 요구된다면, V 형상 양면 그루브의 그루브 중 하나는 엠보싱된 그루브로서 설계될 수도 있는 한편 V 형상 양면 그루브의 2개의 그루브 중 다른 하나는 분할 그루브로서 설계된다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는 적어도 2개의 제2 오각형 마찰 라이닝 패드가 서로 일체로 연결되고 엠보싱된 그루브에 의해서만 나누어지는 것을 특징으로 한다. 예시적인 구현예에 따라서, 2개의 제2 오각형 마찰 라이닝 패드는 각각의 경우에 서로 일체로 연결된다. 또 다른 예시적인 구현예에 따라서, 3개의 제2 오각형 마찰 라이닝 패드가 서로 일체로 연결된다. 또 다른 예시적인 구현예에 따라서, 모든 제2 오각형 마찰 라이닝 패드는 서로 일체로 연결된다. 서로 연결된 제2 오각형 마찰 라이닝 패드는 각각의 경우에 엠보싱된 그루브에 의해 나누어진다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드의 패드 모서리에서 패드 내부 각도가 90도와 100도와 50도 사이에 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 각도 범위는 그루브 패턴의 작동에서 원하는 효과에 대해 특히 유리한 것으로 증명되었다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는 모든 패드 코너가 원주 윤곽을 따라 둥근 것을 특징으로 한다. 둥근 반경은 바람직하게 1 밀리미터 이상이다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 및 제2 마찰 라이닝 패드가 1보다 크고 3미만인 폭 대 높이 비율을 갖는 폭 및 높이를 갖는 것을 특징으로 한다. 제1 오각형 마찰 라이닝 패드의 폭 대 높이 비율은 바람직하게 2.58이다. 제2 오각형 마찰 라이닝 패드의 폭 대 높이 비율은 바람직하게 2.33이다.
그루브 패턴의 또 다른 바람직한 예시적인 구현예는, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 방사상 흐름 횡단면이 제2 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 방사상 흐름 횡단면보다 더 큰 것을 특징으로 한다. 방사상 흐름 횡단면은 각기 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드 사이에 방사상 그루브의 크기에 의해 정의된다. 이러한 관점에서, 방사상 그루브는 엠보싱된 그루브는 물론 분할 그루브일 수 있다.
본 발명은 위에 기재된 그루브 패턴용 마찰 라이닝 패드에 더 관련된다. 마찰 라이닝 패드는 개별적으로 교환될 수 있다.
본 발명의 추가 이점 및 유리한 구성은 다음의 도면 및 그에 관한 설명의 대상이다.
도면은 구체적으로 다음을 도시한다:
도 1 선행 기술: 마찰 라이닝의 공통 그루빙(소스 ZF).
도 2 외부 오일링을 갖는 습 다중 디스크 브레이크.
Figure pct00001
일반적으로: 습 다중 디스크 클러치/브레이크의 윤활 시스템
외부 오일링을 갖는 습 다중 디스크 브레이크의 개략도
도 3 외부 오일링을 갖는 마찰 디스크(브레이크): 오일 라우팅 및 냉각
다중 디스크 브레이크의 이동: 개략적인 온도 곡선
요구사항: 브레이크의 닫힌 상태에서 오일 라우팅 및 냉각
도 4 외부 오일링을 갖는 마찰 디스크(브레이크): 드래그 손실
일반적으로: 다중 디스크 클러치/브레이크의 드래그 토크
요구사항: 브레이크의 열린 상태에서 오일 제거
도 5 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 기능 설명
변화:
A(엠보싱된 패드(1), 엠보싱된 이중 패드(2)), B(엠보싱된 패드(1), 패드(2))
도 6 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 설명
패드(1)
변화: F (기본 설계), G (패드(1))
도 7 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 설명
패드(1)
변화: H (기본 설계), I (엠보싱되거나 분할된 그루브를 갖는 패드(1))
도 8 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 설명
패드(2)
변화: J(기본 설계), K(패드(2))
도 9 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 설명
변화: 엠보싱된 이중 패드, 엠보싱된 3중 패드, 엠보싱된 다중 패드로서 L 패드(2)
도 10 외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴 | 설명
실시예: 닫힌 상태에서 개략적인 냉각 오일 흐름: 엠보싱된 패드(1), 이중 패드(2)
실시예: 열린/닫힌 상태에서 개략적인 오일 제거: 엠보싱된 패드(1), 3중 패드(2)
다양한 공지된 그루브 패턴(62 내지 69)이 도 1에 평면도에 도시된다. 그루브가 장착되지 않은 마찰 표면을 갖는 마찰 디스크는 (61)로 지시된다. 내부 상에 방사상으로, 마찰 디스크는 다중 디스크 캐리어(미도시)에 마찰 디스크를 걸기 위한 내부 톱니를 가진다.
그루브 패턴(62)은 방사상 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(63)은 십자 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(64)은 그룹에 배열된 평행한 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(65)은 십자형으로 배열된 블라인드 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(66)은 나선형 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(67)은 교차 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(68)은 선버스트 그루브를 포함한다. 그루브 패턴(69)은 압력 방출 홀을 갖는 환형 그루브를 포함한다.
그루브 패턴은 이동 요소가 닫힐 때조차 오일의 흐름으로 디스크를 냉각시키도록 사용된다. 추가로, 그루브는 오일 필름을 자르는 역할을 하고 그로써 마찰 계수를 안정화시킨다. 이러한 방식으로 원하는 마찰 거동이 이동에서 생성된다. 이동 요소가 열린 상태에 있을 때, 드래그 토크는 그루브에 의해 영향을 받고 감소될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서, 습 다중 디스크 브레이크(20)는 다른 도면에서 개략적으로 도시된다. 도 2a는 습 다중 디스크 클러치 또는 다중 디스크 브레이크의 다양한 윤활 시스템(21, 22, 및 23)을 도시한다. 윤활 시스템(21 내지 23)은 어플리케이션에 따라 습 다중 디스크 클러치 및 브레이크를 위해 다르게 실행될 수 있다.
일반적으로, 마찰 시스템의 냉각 오일은 화살표(24) 및 이중 화살표(25)에 의해 도시된 바와 같이, 예를 들어, 압력 오일링을 갖는 이중 클러치의 경우에 능동적으로 또는 예를 들어, 변속기에 수동 오일 분배를 갖는 계단식 자동 변속기에 이동 요소에서 수동적으로 내부로부터 공급된다. 변속기의 설계에 따라, 마찰 시스템은 (23)에 대해 제안된 바와 같이, 오일 배스에서 작동될 수도 있다. 계단식 자동 변속기, 하이브리드 변속기 또는 e-액슬에 사용된 이들과 같은, 다중 디스크 브레이크의 특별한 경우에, 외부로부터의 활성 오일링은 (22)에 대해 화살표(26)에 의해 지시된 바와 같이, 유용할 수 있다.
도 2b에 화살표는 습 다중 디스크 브레이크(20)의 내부 다중 디스크 캐리어(27)가 속도 ω에서 회전하는 것을 지시한다. 총 4개의 마찰 디스크(28) 중 하나가 내부 다중 디스크 캐리어(27)에 매달린다. 마찰 디스크(28)는 상응하는 내부 톱니에 의해 회전가능하지 않은 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어(27)에 연결된다.
마찰 디스크(28)는 습 다중 디스크 브레이크(20)의 외부 다중 디스크 캐리어(30)에 회전가능하지 않은 방식으로 연결된 2개의 스틸 디스크(29) 사이에 축방향으로 각각 배열된다. 화살표(ri 및 ra)는 습 다중 디스크 브레이크(20)가 닫힐 때 스틸 디스크(29)와 마찰 디스크(28) 사이에 환형 디스크와 유사한 마찰 표면의 내부 반경 및 외부 반경을 나타낸다. 도 2b에 화살표(h)는, 다중 디스크 브레이크(20)가 열린 상태에 있을 때 스틸 디스크(29)가 축방향으로 마찰 디스크(28)로부터 이격됨을 나타낸다. 용어 “축방향”은 습 다중 디스크 클러치(20)의 회전축(33)을 언급한다.
디스크 브레이크는 유성 기어 변속기에서 부하 하에 이동을 위해 내부 이동 요소로서 일반적으로 사용된다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 습 디스크 브레이크(20)는 자동 변속기, DHT 변속기에서 및/또는 다중 속도 e-액슬에서 사용된다.
도 3b는 마찰 디스크(28) 상의 평면도에서 습 다중 디스크 브레이크(20)를 도시한다. 원(26)에서, 화살표는 닫힌 상태에서 다중 디스크 브레이크(20)를 냉각시키기 위한 외부로부터 오일 공급을 지시한다. 원(36)에서, 적절한 그루브 패턴은 냉각 오일 흐름을 마찰 링의 원주를 따라 향하게 하도록 의도되어, 그로써 이동 이벤트 후에 마찰 시스템의 효과적인 대류 냉각은 물론 완전하고 균일한 대류 냉각을 제공한다. 냉각 오일의 출구는 원(37)에 의해 지시된다. 냉각 오일 흐름은 가능한 마찰 시스템의 최저 지점에서 빠져나와야만 한다. 오일 입구 지점에서 내부 직경 상의 냉각 오일의 조기 유출 및/또는 외부 직경 상의 원주를 따른 냉각 오일의 조기 유출은 방지되거나 최소화되어야만 한다.
마찰 디스크(28)에는 마찰 표면(34) 및 내부 톱니(35)가 장착된다. 원하는 그루브 패턴은 마찰 표면(34)에 제공된다.
X-축(31) 및 Y-축(32)을 갖는 데카르트 좌표 도해는 도 3a에 도시된다. 적절한 시간 단위에서 시간은 X-축(31) 상에 표시된다. 온도 또는 속도는 각각의 경우에 적절한 단위에서 Y-축(32) 상에 표시된다. 직사각형(40)에서, 다중 디스크 브레이크는 닫힌다. 직사각형(40)의 오른쪽에서, 다중 디스크 브레이크가 열린다. (38)은 다중 디스크 브레이크의 닫힘 시에 속도 강하를 도시한다. (39)는 다중 디스크 브레이크의 열림 시에 속도 상승을 도시한다. 타원(44)에서, 균일하지 않은 온도 분포가 균일하지 않은 냉각 오일 분포로 인해 다중 디스크 브레이크의 원주 상에 보일 수 있다. 브레이크가 닫힐 때, 다중 디스크 브레이크의 디스크 팩에서 마찰 디스크 및 스틸 디스크가 함께 눌려진다.
X-축(41) 및 Y-축(42)을 갖는 데카르트 좌표 도해가 도 4a에 도시된다. 속도차는 적절한 속도 단위에서 X-축(41) 상에 표시된다. 드래그 토크는 적절한 단위에서 Y-축(42) 상에 표시된다. 곡선(43)은 다른 섹션(45, 46 및 47)에서 드래그 토크 곡선을 도시한다. 지점(71)까지 선형 코스(70)가 있다. 최대(72) 후에, 드래그 토크 곡선에 강하(73)가 있다. 점선은 디스크의 상대 움직임, 특히 흔들거리는 움직임을 지시하고, 이는 드래그 토크에서 재개된 증가로 유도한다.
도 4b는 마찰 디스크(28) 및 스틸 디스크(29) 사이에 오일의 전단 흐름을 도시한다. 저속으로 공기 흡입의 이동(50)은 도 4c에 지시된다. 적절한 그루브 패턴은 브레이크의 오일 제거를 개선하고 따라서 드래그 손실을 개선하도록 의도된다.
도 4d에서 원(48)은, 다중 디스크 브레이크(20)가 열린 상태에 있을 때 오일링은 가능한 멀리, 즉, 적절한 그루브 패턴에 의해 유리하게 감소되거나 최소화되어야함을 지시한다. 원(49)에서, 오일 제거는 화살표에 의해 지시된다. 다중 디스크 브레이크(20)가 열린 상태에 있을 때, 급속한 오일 제거/스피닝 프리가 소망된다. 디스크 및 오일 제거의 분리 모두가 그루브 패턴에 의해 보조될 수 있다.
닫힌 상태(무회전)에서 냉각(도 3, 도 10):
그루브 패턴의 설계는 낮은 흐름 저항에 의해 외부로부터 냉각 오일 공급을 용이하게 하고, 목표로 하는 오일 흐름은 한편으로 마찰 시스템으로부터 냉각 오일의 유출을 조기에 최소화하고 다른 한편으로 마찰 시스템의 원주에 걸쳐 균일한 냉각을 가능하게 한다(대류 냉각의 개선). 이는 이동 요소의 열 균형을 개선하고 냉각 시간을 감소시킬 수 있다.
열린 상태에서 드래그 손실(도 4, 도 10):
공기 흡입/분리 거동 및 드래그 손실에 대한 그 효과의 상호의존성을 고려함으로써, 그루브 패턴의 설계(윤활 갭에서 압력 레벨/분포에 영향을 줌)는 드래그 손실을 최소화할 수 있다. 동시에, 변속기의 내부로부터 마찰 시스템의 추가 수동 오일링이 감소된다. 이는 하이브리드 모듈 및 e-액슬용 이동 및 분리 요소로서 저손실 다중 디스크 브레이크의 목표를 지지한다.
외부 윤활을 갖는 마찰 시스템용 그루브 패턴의 기능 설명(도 5):
드래그 손실 - 열린 상태:
내부로부터 외부로 증가하는 그루브 횡단면 영역 - 디퓨저 효과 브레이크의 열린 상태에서 개선된 오일 제거(마찰 디스크의 회전). 이는 디스크 사이에 그루브/윤활 갭에서 추가 압력 감소를 생성하고 따라서 저속으로 공기 흡입을 이동한다. 드래크 토크가 따라서 감소될 수 있다.
내부로부터 간접 오일링이 내부 직경에서 감소된 흐름 횡단면으로 인해 감소된다. 이는 열린 상태에서 마찰 시스템의 오일 제거를 추가로 지지할 수 있고 드래그 손실을 감소시킬 수 있다.
마찰 값 증가 - 닫힌 상태:
외부 열의 패드(패드(1))의 최적화된 오버 엠보싱을 통한 윤활 갭에서 효과적인 오일 제거로 인한 개선된 마찰 값 증가. 내부 열의 패드 중 응집 확대된 패드도 개선된 오일 제거를 위해 오버 엠보싱된다.
냉각 - 닫힌 상태:
외부 열의 패드의 넓은 그루브 채널(1)은 브레이크의 닫힌 상태에서 외부로부터 오일 공급을 촉진한다. 곡선 지그재그 그루브(2)는 마찰 시스템의 원주에 걸친 냉각 오일의 분포를 위해 중심화된다. 예를 들어, 도 A에와 같이 조합된 패드 바람직하게 번호(2) 패드에 의해 내부 링(3) 상에 감소된 흐름 횡단면은 마찰 접촉으로부터 냉각 오일의 흐름을 감소시킨다. 외부로부터 공급된 냉각 오일은 조정된 오버 엠보싱(4)에 의해 카운터 마찰 디스크의 표면에 최적으로 안내될 수 있다. 이는 냉각 오일의 개선된 분포로 유도하고 냉각 오일과 스틸 디스크 사이의 대류 열 전달을 위한 접촉 영역을 증가시킨다.
도 5 내지 도 10은 다양한 구현예에서 그루브 패턴(115)을 도시한다. 그루브 패턴(115)은 그루브 설계로도 언급된다. 그루브 패턴(115)은 제1 마찰 라이닝 패드(111) 및 제2 마찰 라이닝 패드(112)를 포함한다. 마찰 라이닝 패드(111, 112)는 캐리어 디스크(113) 상에 배열된다. 마찰 라이닝 패드(111, 112)를 갖는 캐리어 디스크(113)는 마찰 디스크로 언급된다.
제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(111, 112) 각각은 바로 인접한 삼각형 지오메트리를 갖는 직사각형 지오메트리를 가진다. 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 삼각형 지오메트리의 피크는 방사상으로 안으로 향해진다. 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 삼각형 지오메트리의 피크는 방사상으로 외부로 향해진다.
원주 그루브(120)는 제1 마찰 라이닝 패드(131 내지 134)와 제2 마찰 라이닝 패드(141 내지 145) 사이에 원주 방향으로 방사상으로 연장한다. 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 배열 및 형상은 원주 그루브(120)의 지그재그 또는 파형 코스를 초래한다.
제1 방사상 그루브(121)는 각각의 경우에 2개의 인접한 제1 마찰 라이닝 패드(131, 132) 사이에 배열된다. 제2 방사상 그루브(122)는 각각의 경우에 2개의 인접한 제2 마찰 라이닝 패드(141, 142) 사이에 배열된다.
제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)에는 제1 마찰 라이닝 패드(132)의 실시예를 사용하여 도 5a에 도시될 수 있는 바와 같이 V 형상 양면 그루브(123)가 제공된다. V 형상 양면 그루브(123)는 제1 마찰 라이닝 패드(132)에서 2개의 V 형상 엠보싱된 그루브(124 및 125)를 포함한다.
도 5a는 2개의 제2 마찰 라이닝 패드(142, 143 및 144, 145)가 각각의 경우에 서로 일체로 연결됨을 더 도시한다. 일체로 연결된 제2 마찰 라이닝 패드(142, 143 및 144, 145)는 각각의 경우에 오직 하나의 엠보싱된 그루브(126)에 의해 나누어진다. 엠보싱된 그루브(126)는 도 5b에 도시된 분할 그루브로 설계된 방사상 그루브(127)를 대체한다.
도 6a는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)는 또한 엠보싱된 그루브 없이 설계될 수 있음을 도시한다. 도 6b에서, 패드 내부 각도(1)가 제1 마찰 라이닝 패드(136)에 그려진다. 패드 내부 각도(1)는 바람직하게 90도와 100도와 50도 사이에 있다. 도 6c는, 패드 외부 에지에는 바람직하게 1 밀리미터 이상인 둥근 반경(2)이 제공됨을 도시한다.
도 6d에서, 이중 화살표(3)는 제1 마찰 라이닝 패드(136)의 폭을 지시한다. 제1 마찰 라이닝 패드(136)의 높이(4)는 이중 화살표(4)에 의해 지시된다. 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 폭(3) 대 높이(4) 비율은 1 내지 3 사이에 있고 바람직하게 2.58이다.
도 6e에서, 이중 화살표(5)는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 사이의 외부 흐름 횡단면을 지시한다. 외부 흐름 횡단면(5)은 2개의 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 사이의 이중 화살표에 의해 지시된 내부 흐름 횡단면(6)보다 더 크다.
도 6f에서, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 패드 내부 각도(151 내지 153)가 지시된다. 각도(151)는 90도이다. 각도(152)는 110.9도이다. 각도(153)는 145.7도이다.
도 6g에서, 둥근 반경(154 내지 158)이 지시된다. 둥근 반경(154, 155, 157 158)은 1 밀리미터이다. 둥근 반경(156)은 2 밀리미터이다.
도 6h에서, 이중 화살표(159, 160)는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 폭 및 높이를 지시한다. 폭(159)은 16 밀리미터이다. 높이(160)는 6.2 밀리미터이다.
도 6i에서, 이중 화살표(161, 162)는 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 사이의 방사상 그루브의 폭을 지시한다. 폭(161, 162)은 2 밀리미터이다. 사이에 배열된 제1 마찰 라이닝 패드의 폭(164)은 16 밀리미터이다. 2개의 인접한 제2 마찰 라이닝 패드(112) 사이의 방사상 그루브의 폭은 (163)에서 치수 화살표에 의해 지시되고 1 밀리미터이다.
도 7a는 V 형상 양면 그루브의 2개의 엠보싱된 그루브(165, 166) 사이에 그루브 각도(7)를 도시한다. 제1 방사상 그루브(167)는 폭(8)을 가진다. 엠보싱된 그루브(166)는 폭(9)을 가진다. 그루브 각도(7)는 20도 내지 30도 사이에 있다. 그루브 각도(7)는 바람직하게 24.3도이다. 엠보싱된 그루브(166)의 폭(9)은 방사상 그루브(167)의 폭(8)보다 더 작다. 엠보싱된 그루브(166)의 엠보싱 깊이는 기껏 각각의 마찰 라이닝 패드의 라이닝 두께의 절반에 상응한다.
도 7b에서, 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 역시 3개의 부분으로 분할될 수 있음이 (10)에서 지시된다. 상응하는 분할 그루브는 (168) 및 (169)로 지시된다.
도 7c는 그루브 폭(171 및 172)을 도시한다. 상응하는 방사상 그루브의 그루브 폭(171)은 2 밀리미터이다. 제1 마찰 라이닝 패드(111)에서 상응하는 엠보싱된 그루브의 그루브 폭(172)은 1.2 밀리미터이다. 그루브 각도(173)는 바람직하게 24.3도이다. V 형상 양면 그루브는 엠보싱될 수 있고, 밀링되거나 펀칭될 수 있다.
도 8a에서, 패드 내부 각도(1)는 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 중 하나 상에 도시된다. 도 8b에서, 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 둥근 반경(2)이 도시된다. 도 8c에서, 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 폭(3) 및 높이(4)가 도시된다.
패드 내부 각도(1)는 90도와 100도와 50도 사이에 있다. 둥근 반경(2)은 1 밀리미터 이상이다. 제2 마찰 라이닝 패드(112)의 폭(3) 대 높이(4) 비율은 1 내지 3 사이에 있고 바람직하게 2.33이다. 도 8d에서 패드 내부 각도(181)는 107.1도이다. 패드 내부 각도(182)는 90.7도이다. 패드 내부 각도(183)는 138.2도이다.
도 8e에서 폭(184)은 16 밀리미터이다. 도 8e에서 높이(185)는 7.2 밀리미터이다.
도 8f 에서, 둥근 반경(186 내지 189)은 1 밀리미터이다. 둥근 반경(190)은 2 밀리미터이다.
도 9a에서, 2개의 제2 마찰 라이닝 패드(144, 145)는 각각의 경우에 서로 일체로 연결됨이 지시된다. 도 9b는 3개의 제2 마찰 라이닝 패드(142 내지 144)가 각각의 경우에 서로 일체로 연결됨을 도시한다. 도 9c는 4개의 마찰 라이닝 패드(142 내지 145)가 각각의 경우에 서로 일체로 연결됨을 도시한다. 일체로 연결된 제2 마찰 라이닝 패드는 엠보싱된 그루브(126)에 의해서만 각각 나누어진다.
도 9d에서, 분할 그루브로서 설계된 제2 방사상 그루브(122)의 그루브 폭(191)은 1.8 밀리미터이다. 엠보싱된 그루브(126)의 그루브 폭(192)은 1.2 밀리미터이다.
도 10a에서, 루프 화살표는 마찰 시스템의 닫힌 상태에서 개략적인 냉각 오일 흐름을 지시한다. 영역(101)에서, 냉각 오일 흐름은 낮은 분할 내부 링으로 인해 또는 내부 링 및 곡선 접선 그루브 상의 감소된 흐름 횡단면으로 인해 마찰 시스템에 유지될 수 있다. 외부 및 내부로의 유출이 감소될 수 있다.
도 10b에서, 열리고 닫힌 상태에서 개략적인 오일 제거는 화살표에 의해 도시된다. 영역(102)에서, 오버 엠보싱에서는 물론 분할에서 윤활 갭에서의 효과적인 오일 제거로 인해 마찰 값 증가에서의 개선이 있다. 따라서, 마찰 시스템의 평활한 닫힘이 작동 동안 구현될 수 있다.
영역(103)에서, 디퓨저 효과는 내부로부터 외부로 증가하는 그루브 횡단면 영역에 의해 구현될 수 있다. 이는 공기 흡입을 개선할 수 있다. 추가로, 드래그 손실이 감소될 수 있다.
내부 링의 조정된 분할은 내부로부터 간접 오일링을 감소시킬 수 있다. 이는 공기가 윤활 갭에 진입하는 것을 추가로 허용한다.
1 : 패드 내부 각도
2 : 둥근 반경
3 : 폭
4 : 높이
5 : 외부 흐름 횡단면
6 : 내부 흐름 횡단면
7 : 그루브 각도
8 : 폭
9 : 폭
10 : 패드 변형
20 : 다중 디스크 브레이크
21 : 윤활 시스템
22 : 윤활 시스템
23 : 윤활 시스템
24 : 화살표
25 : 이중 화살표
26: 화살표(외부 오일링)
27 : 내부 다중 디스크 캐리어
28 : 마찰 디스크
29 : 스틸 디스크
30 : 외부 다중 디스크 캐리어
31 : X-축
32 : Y-축
33 : 회전축
134 : 마찰 표면
35 : 내부 톱니
36 : 원
37 : 원
38: 속도 강하
39: 속도 증가
40: 직사각형
41 : X-축
42 : Y-축
43 : 곡선
44 : 온도 분포
45 : 섹션
46 : 섹션
47 : 섹션
48 : 원
49 : 원
50 : 이동
61 : 마찰 디스크
62: 그루브 패턴
63: 그루브 패턴
64: 그루브 패턴
65: 그루브 패턴
66: 그루브 패턴
67: 그루브 패턴
68: 그루브 패턴
69: 그루브 패턴
70 : 선형 코스
71 : 지점
72 : 최대
73 : 강하
101 : 영역
102 : 영역
103 : 영역
111 : 제1 오각형 마찰 라이닝 패드
112 : 제2 오각형 마찰 라이닝 패드
113 : 캐리어 디스크
115 : 그루브 패턴
120 : 원주 그루브
121 : 제1 방사상 그루브
122 : 제2 방사상 그루브
123 : 양면 그루브
124 : 엠보싱된 그루브
125 : 엠보싱된 그루브
126 : 엠보싱된 그루브
127 : 분할 그루브
131 : 제1 마찰 라이닝 패드
132 : 제1 마찰 라이닝 패드
133 : 제1 마찰 라이닝 패드
134 : 제1 마찰 라이닝 패드
141 : 제2 마찰 라이닝 패드
142 : 제2 마찰 라이닝 패드
143 : 제2 마찰 라이닝 패드
144 : 제2 마찰 라이닝 패드
145 : 제2 마찰 라이닝 패드
151 : 패드 내부 각도
152 : 패드 내부 각도
153 : 패드 내부 각도
154 : 둥근 반경
155 : 둥근 반경
156 : 둥근 반경
157 : 둥근 반경
158 : 둥근 반경
159 : 폭
160 : 높이
161 : 그루브 폭
162 : 그루브 폭
163 : 그루브 폭
164 : 폭
165 : 엠보싱된 그루브
166 : 엠보싱된 그루브
167 : 방사상 그루브
168 : 분할 그루브
169 : 분할 그루브
171 : 그루브 폭
172 : 그루브 폭
173 : 그루브 각도
175 : 제1 열의 패드
176 : 제2 열의 패드
181 : 패드 내부 각도
182 : 패드 내부 각도
183 : 패드 내부 각도
184 : 폭
185 : 높이
186 : 둥근 반경
187 : 둥근 반경
188 : 둥근 반경
189 : 둥근 반경
190 : 둥근 반경
191 : 그루브 폭
192 : 그루브 폭

Claims (10)

  1. 외부 윤활을 갖는 환형 습 마찰 시스템용 그루브 패턴(115)으로서,
    마찰 표면은 지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 원주 그루브(120)를 갖는, 그루브 패턴.
  2. 제1항에 있어서,
    지그재그 또는 파형 방식으로 원주를 가로질러 연장하는 상기 원주 그루브(120)는 방사상 방향으로 제1열의 패드(175)에서 방사상으로 바깥으로 배열된 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)와 제2 열의 패드(176)에서 방사상으로 안으로 배열된 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 사이에 배열되는, 그루브 패턴.
  3. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(111, 112)는 바로 인접한 삼각형 지오메트리를 갖는 직사각형 지오메트리를 갖고, 상기 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 상기 삼각형 지오메트리의 팁은 방사상으로 안으로 향해지고, 상기 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 상기 삼각형 지오메트리의 팁은 방사상으로 바깥으로 향해지는, 그루브 패턴.
  4. 제3 항에 있어서,
    제1 방사상 그루브(121)는 각각의 경우에 상기 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 사이에 원주 방향으로 배열되고, 제2 방사상 그루브(122)는 각각의 경우에 상기 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 사이에 원주 방향으로 배열되고, 상기 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)의 상기 삼각형 지오메트리의 팁은 상기 제2 방사상 그루브(122)를 마주하고, 상기 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)의 상기 삼각형 지오메트리의 팁은 상기 제1 방사상 그루브(121)를 마주하는, 그루브 패턴.
  5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111)는 V 형상 양면 그루브(23)를 갖는, 그루브 패턴.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112)는 서로 일체로 연결되고 엠보싱된 그루브(126)에 의해서만 나누어지는, 그루브 패턴.
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(111, 112)의 패드 모서리에서 패드 내부 각도(1)는 90도와 100도와 50도 사이에 있는, 그루브 패턴.
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(111, 112)는 1보다 더 크고 3미만인 폭(3) 대 높이(4) 비율을 갖는 폭(3) 및 높이(4)를 갖는, 그루브 패턴.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오각형 마찰 라이닝 패드(111) 사이에 방사상 흐름 횡단면(5)은 상기 제2 오각형 마찰 라이닝 패드(112) 사이에 방사상 흐름 횡단면(6)보다 더 큰, 그루브 패턴.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 그루브 패턴용 마찰 라이닝 패드(111,112).
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