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KR930004567B1 - 마찰 라이닝 지지판과 허브를 결합시키는 스프링 콜릿을 갖는 마찰요소 - Google Patents

마찰 라이닝 지지판과 허브를 결합시키는 스프링 콜릿을 갖는 마찰요소 Download PDF

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KR930004567B1
KR930004567B1 KR1019890016262A KR890016262A KR930004567B1 KR 930004567 B1 KR930004567 B1 KR 930004567B1 KR 1019890016262 A KR1019890016262 A KR 1019890016262A KR 890016262 A KR890016262 A KR 890016262A KR 930004567 B1 KR930004567 B1 KR 930004567B1
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KR
South Korea
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support plate
spring collet
hub
friction element
friction
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Inventor
뵈겔레 리카르트
Original Assignee
보르크 바르너 오토모티브 게엠베하
지크프리이트 아들러
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

마찰 라이닝 지지판과 허브를 결합시키는 스프링 콜릿을 갖는 마찰요소
제1도는 브레이크 디스크의 축방향 평면도.
제2도는 제1도의 선 II-II을 따라 취한 브레이크 디스크의 축방향 횡간 단면도.
제3도는 제1도 및 제4도에 선 III-III을 따라 취한 브레이크 디스크 연결부의 확대도.
제4도는 제3도의 선 IV-IV을 따라 취한 횡간 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 브레이크 디스크 12,14 : 허브판
16 : 지지판 18 : 전동장치
20,28 : 구멍 22,24 : 마찰 라이닝
40,41 : 조정용 구멍
본 발명은 마찰면을 갖는 지지판; 지지판 보다 두껍게 되고, 정렬된 구멍들내에 비분리식으로 장착되어 전단력 및 이에 의한 회전 모우먼트를 절단하는 작용을 하는 스프링 콜릿에 의해 지지판에 틈새없이 견고하게 연결되는 허브; 및 스프링 콜릿을 관통하여 삽입되어 상기 스프링 콜릿을 고정시키는 고정용소를 구비한 커플링 디스크, 브레이크 디스크 등의 마찰요소에 관한 것이다.
상기와 같은 마찰요소는 독일연방공화국 특허 제28 24 676호에 기재되어 있다. 상기 '676특허에는 지지판과 허브가 보울트에 의해 결합되고 그 둘레에 절개된 스프링 콜릿이 설치되는 결합부가 개시되어 있다. 보울트 결합제는 일단부에서 보울트 헤드와 하나의 부착원판으로 이루어지고 다른 단부에서 너트와 다른 하나의 부착원판으로 이루어진다. 제한된 좁은 공간에서는, 보울트는 동반핀 또는 스프링 핀에 의해 고정되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 스프링 콜릿은 허브 및 지지판의 조립구멍의 직경과 정렬오차로 하측원판을 보충한다. 지지판의 구동시에 보울트 및 스프링 콜릿은 전단방향으로 브레이크 모우먼트를 전달하기 위해 사용되고 스프링 콜릿에 의해 전단력의 대부분이 수용되게 된다.
이러한 공지된 보울트 결합부에서는, 많은 부품이 소요된다는 것이 결점으로 부각된다. 보울트를 장착하고 조일때의 제조비용도 크게 된다. 또한 스프링 콜릿은 원판을 밀칠때 공급되는 잔류응력의 영향을 받을 수도 있으며, 특히 원판이 얇을 때 더욱 그러하게 된다.
본 발명의 목적은 좁은 공간에서의 사용이 가능하고 기술 및 조립상의 비용이 절감되도록 지지판 및 허브를 결합시키고 지지판이 얇은 경우에도 항구적인 지지판의 회전 모우먼트 전달 및 비변형성을 보장할 수 있는 서두에 언급한 바 있는 형태의 마찰요소를 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 지지판이 마찰 라이닝을 구비하고 고정요소는 연부가 굽혀질 수 있는 조립식 슬리이브로 구성되며 상기 조립식 슬리이브가 연부가 굽혀진 상태에서 지지판과 허브를 결합시키게 됨으로써, 달성된다.
연부가 굽혀질 수 있는 본 발명에 따른 조립식 슬리이브는 스프링 콜릿이 적당한 형상으로 마찰요소에 결합되어 잔류응력의 영향을 받지 않도록 한다. 조립식 슬리이브를 스프링 콜릿의 내부에 삽입시켜 그 연부를 굽힘으로써 제조비용이 절감되고 간결한 구성이 이루어질 수 있게 된다.
스프링 콜릿은 경화된 강으로 제조되고 종방향 공극(slit)을 갖는 원통형 부싱본체로 구성되고, 상기 부싱 본체에는 하나 이상의 단부 바람직하게는 그 양단부들에 경사면이 제공될 수 있으며 또한 임의적으로 종방향으로 연장되는 경사면이 제공될 수 있다. 스프링 콜릿은 바람직하게는 지지판 및 허브의 구멍들내에서 초기장력을 받는 상태로 유지되는 크기를 갖는다. 조립된 상태에서 스프링 콜릿의 공극 단부들은 서로 접촉되거나 또는 극소한 틈새만큼만 격리되어 있게 되어 구멍의 원주에 걸쳐서 대체로 동일한 압력이 작용되도록 한다. 토오크의 전달시에 스프링 콜릿은 죄어지게 되어 폐쇄된 링으로서 작용하게 된다. 지지판을 변형시킬 만한 특정의 힘을 발생시키지 않으면서 다른 직경 및 다른 위치허용오차로 구멍에 끼워맞춤되도록 상기 스프링 콜릿의 탄성이 유지된다. 스프링 콜릿은 그 스프링 특성에 따라 충격에 대하여 탄성을 나타낸다. 이것은 구멍내에서의 균일한 압력분포 및 내구성 있는 연결부를 제공하게 된다.
조립식 슬리이브(철제 슬리이브)는 스프링 콜릿을 통과하고 지지판 및 허브를 축방향으로 함께 잡아당기도록 제공될 수 있고, 바람직하게는 종방향으로 공극이 형성되며, 초기장력이 없이 스프링 콜릿내에 안착된다. 철제 슬리이브는 토오크 전달에 기여하지 않으며 기여한다 하여도 극소부분만큼만 기여하게 된다. 철제 슬리이브의 유일한 기능은 마찰요소들을 축방향으로 함께 유지시키는 것이며, 스프링 콜릿을 조립위치에 고정시키게 된다. 철제 슬리이브는 슬리이브 본체를 가질 수 있고, 상기 슬리이브 본체는 양단부들에 있는 그 연부가 굽혀질 수 있으며 특정의 복잡한 가공에 의하지 않고 소성적으로 변형될 수 있는 재료로 제조된다. 그 바람직한 재료는 연강이다. 상기와 같은 재료로 제조되는 슬리이브 본체의 연부가 굽혀질때, 라이닝 지지체로서 사용되는 지지판의 균일성을 감소시킬만한 특정의 입력은 발생되지 않는다.
본 발명에 따른 마찰요소의 허브는 바람직하게는 지지판의 양측면에 배열되는 두개의 허브판으로 구성된다. 이에 의해 힘과 토오크의 균일한 분배 및 높은 성능이 달성될 수 있게 된다. 허브판들은 동일한 성형공구 특히, 정밀 펀칭공구를 사용하여 제작될 수 있고 동일한 축방향 및 성형공구로 부터 인출되었을 때의 상대적인 각 위치(relative angular position) 즉 특정의 상대적인 각도 이동을 하지 않은 위치에서 지지판에 부착된다. 초기장력을 가지고 구멍내로 삽입되는 스프링 콜릿은 허브판들의 완벽한 정위(perfect orientation)를 보장하며, 상기 허브판들은 상기와 같이 정위된 상태에서 특정의 구획오차 및 특정의 틈새가 없이 지지판과 정확한 정렬을 이루면서 상기 지지판에 연결된다. 따라서 상기 스프링 콜릿은 정확한 지지위치를 제공하는 것이다. 이러한 방식에 의해, 허브판들의 치형부를 갖는 부분도 면밀하고 정확하게 정위된다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
브레이크 디스크(10)은 서로 평행하게 배열되는 두개의 허브판들(12,14)를 가지며, 상기 허브판들(12,14) 사이에는 마찰 라이닝 지지체의 역할을 하는 지지판(16)이 장착된다. 허브판들(12,14)는 근본적으로 링형상으로 형성되고 그 내부 원주면에는 구동축을 수납하기 위한 내부 전동장치(18)이 형성된다. 허브판들(12,14)의 두께는 전동영역에서 발생되는 표면압력에 따라 결정된다. 허브판들(12,14)는 그 직경의 외부부분에 각도상 동일한 거리를 두고 동심적인 링의 형상으로 배열되는 동일한 개수의 구멍들(20)을 갖는다.
지지판(16)은 그 외측 연부에 근접한 양측면들상에 마찰 라이닝(22,24)를 갖는 링으로 형성된다. 상기 마찰 라이닝들은 비석면 유기 마찰재료로 구성되며 지지판(16)에 견고하게 연결된다. 마찰 라이닝들(22,24)는 홈(26)을 가지며, 상기 홈은 갈빗대 형상(ribbed profile)을 갖고 제2도에 도시한 하나의 변형예에 부가하여 특정의 다른 배열체를 이룰 수 있다. 이와같이 홈을 형성함으로써 윤활오일의 신속한 삽입, 브레이크 효율의 증가 및 높고 일정한 마찰계수의 달성이 가능하게 된다. 부가하여, 접촉 및 미끄럼 상태중에 생성되는 열이 오일 유동에 의해 제거되게 된다.
지지판(16)의 내경은 허브판들(12,14)의 외경보다 다소 작게되어 조립중 두개의 허브판들(12,14) 사이에 중첩부가 형성되도록 한다. 지지판(16)은 동심적인 링을 이루는 구멍들(28)을 가지며 상기 구멍(28)의 직경은 허브판들(12,14)의 구멍들의 직경과 동일하게 되고 상기 구멍(28)은 허브판들(12,14)내의 구멍들(20)의 경우와 같이 동일간격으로 배치된다. 그러므로, 조립위치에서, 하나의 허브판(12)내의 각각의 구멍(20)은 지지판(16)내의 구멍(28) 및 다른 허브판(14)내의 구멍(20)과 정렬된다.
스프링 성능을 가지면서 공극이 형성되는 스프링 콜릿(30)은 토오크를 전달하는 역할을 하며 양 허브판들(12,14) 및 지지판(16)의 정렬된 구멍(20,28)내로 초기장력을 받는 상태로 삽입된다. 스프링 콜릿(30)은 축방향으로 연장되는 종방향 공극(42)를 가질 수 있지만(제4도 참조) 다른 공극이 제공될 수도 있게 된다. 구멍(20,28)내에서의 초기장력 때문에, 상기 스프링 콜릿은 외부를 향하여 반경방향 압력을 작용시키게 된다. 스프링 콜릿(30)의 일단부 바람직하게는 양단부들에 제공되는 경사면(32)에 의해 스프링 콜릿(30)은 구멍(20,28)내로 용이하게 삽입된다. 종방향 공극(42)의 연부들에도 경사면(33)이 제공된다. 스프링 콜릿(30)은 그 단부들이 허브판(12,14)의 외부표면(34)에서 얼마간 안쪽으로 들어가게 되는 축방향 중간 위치를 점하게 된다.
마찰요소들을 축방향으로 함께 유지시키고 구멍(20,28)내에 있는 스프링 콜릿(30)을 비분리식으로 고정시키기 위해, 철제 슬리이브(iron sleeve)(36)이 제공되고, 상기 철제 슬리이브(36)은 스프링 콜릿(30)내로 삽입되며 그 자유단부는 허브판(12,14)의 표면들(34)의 외측으로 스프링 콜릿(30)의 두께보다 큰 거리만큼 돌출된다. 철제 슬리이브(36)에도 종방향 공극(37)이 형성된다. 경화된 스프링 강으로 제조되는 스프링 콜릿(30)에 대비하여, 연강이 철제 슬리이브(36)의 재료로서 사용된다. 삽입이 완료된 후에, 철제 슬리이브(36)의 단부들은 큰 변형가공에 의하지 않고 그 연부가 굽혀지게 되어 허브판(12,14)의 외부표면(34)에 접촉됨으로써 마찰요소들을 함께 유지시키고 스프링 콜릿(30)의 미끄럼 이탈을 방지하게 된다. 이에 따라, 허브판들(12,14)는 회전 또는 흔들림이 발생되지 않는 방식으로 지지판(16)에 연결된다.
조립시에, 스프링 콜릿(30)이 먼저 구멍(20,28)내로 삽입되고 후속가공 단계에서 철제 슬리이브(36)이 통과되어 그 연부들이 굽혀질 수 있게 된다. 그러나, 스프링 콜릿(30)과 철제 슬리이브(36)을 초기 조립하여 그들을 조합된 상태로 구멍(20,28)내로 삽입시키는 것도 가능하다.
링을 이루는 조립구멍들(20,28)과 링형상의 마찰 라이닝(22,24) 사이에서 지지판(16)에는 작은 개수의 대형 구멍(38)이 형성되고, 상기 대형 구멍들(38)도 또한 동일한 직경을 가지면서 동일한 각도관계로 격리된다. 상기 구멍들(38)은 오일의 통로를 제공하면서 중량 감소에 기여하게 된다.
두개의 허브판들(12,14)는 동일한 펀칭공구로 제작되는 정밀 펀칭된 부품들이다. 상기 허브판들(12,14)는 펀칭공구로 부터 인출될 때의 상태대로 서로에 관하여 축방향으로 위치된다. 그러므로, 예컨대, 펀칭공구로 부터 인출될 때 외부표면(34)가 허브판(12)의 상부측면을 형성하면, 다른 허브판(14)의 외부표면(34)는 펀칭공구로 부터 인출될 때 하부측면을 형성하게 된다. 허브판들(12,14)는 펀칭공구로 부터 인출될 때의 상대적인 각 위치 즉 전혀 각도이동되지 않은 위치에 배열된다. 이러한 배열은 허브판(12,14)내에서 각각 다른 직경을 갖게되는 한쌍의 정렬된 조정구멍(pilot bores)(40,41)에 의해 가능하게 된다. 조정구멍(40,41)은 허브판들(12,14)의 구멍들(20) 및 내부 전동장치(18) 사이의 동심원주상에서 각도상으로 180°격리되도록 배열된다.
본 발명에 따라 브레이크 디스크를 제조하면, 절단공정이 사용되지 않고 비교적 작은 압축력이 사용되기 때문에, 생산비용도 절감할 수 있게 된다. 허브와 지지판 사이의 리벳 연결에서 발생되는 브레이크 디스크의 원판형 및/또는 파형 변형도 방지되어 브레이크 디스크가 매우 양호한 표면을 유지할 수 있게 된다. 허브영역의 설계에 의해, 본 발명에 따른 브레이크 디스크는 매우 간결하게 된다. 본 발명의 브레이크 디스크는 또한 작은 공간에서의 조립에도 유용하게 사용될 수 있고, 스프링 콜릿(30)을 통하여 전달될 수 있는 토오크도 매우 크게 된다.

Claims (10)

  1. 마찰면을 갖는 지지판(16); 지지판(16) 보다 두껍게 되고, 정렬된 구멍들(20,28)내에 비분리식으로 장착되어 전단력 및 이에 의한 회전 모우먼트를 전달하는 작용을 하는 스프링 콜릿(30)에 의해 지지판(16)에 틈새없이 견고하게 결합되는 허브; 및 스프링 콜릿(30)을 관통하여 삽입되어 상기 스프링 콜릿(30)을 고정시키는 고정요소를 구비한 커플링 디스크, 브레이크 디스크 등의 마찰요소에 있어서, 지지판(16)이 마찰 라이닝(24)를 구비하며, 상기 고정요소는 연부가 굽혀질 수 있는 조립식 슬리이브(36)으로 구성되며, 상기 조립식 슬리이브(36)은 연부가 굽혀진 상태에서 지지판(16)과 허브를 결합시키게 되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  2. 제1항에 있어서, 스프링 콜릿(30)이 초기장력을 가지고 구멍(20,28)내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  3. 제1항에 있어서, 스프링 콜릿(30)이 종방향으로 공극이 형성되는 원통형 부싱본체로 구성되고, 상기 원통형 부싱본체는 하나 이상의 단부에 형성되는 경사면(32)와 종방향 공극의 방향으로 연장되는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  4. 제1항에 있어서, 스프링 콜릿(30)이 경화된 강 또는 경화된 스프링 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  5. 제1항에 있어서, 조립식 슬리이브가 스프링 콜릿(30)을 관통하여 통과되고 지지판(16)과 허브를 축방향으로 함께 유지시키게 되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  6. 제5항에 있어서, 조립식 슬리이브(36)에 종방향으로 공극이 형성되고, 상기 조립식 슬리이브(36)이 초기장력의 작용이 없이 스프링 콜릿(30)내에 안착되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  7. 제5항에 있어서, 조립식 슬리이브(36)이, 양단부에 있는 연부들이 굽혀질 수 있는, 슬리이브 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  8. 제5항에 있어서, 조립식 슬리이브(36)이 특정의 복잡한 변형가공에 의하지 않고 변형될 수 있는 제료 또는 연강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  9. 제1항에 있어서, 상기 허브가 지지판(16)의 양측면상에 배열되는 두개의 허브판(12,14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
  10. 제9항에 있어서, 상기 두개의 허브판(12,14)가 동일한 성형공구를 사용하여 제조되고 축방향 및 상기 성형공구로 부터 인출되는 상태와 동일한 상대적인 각도상 위치로 지지판(16)에 부착되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.
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