KR100479512B1 - 유극 조절장치 - Google Patents

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KR100479512B1 KR10-1999-7003071A KR19997003071A KR100479512B1 KR 100479512 B1 KR100479512 B1 KR 100479512B1 KR 19997003071 A KR19997003071 A KR 19997003071A KR 100479512 B1 KR100479512 B1 KR 100479512B1
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볼보 휠 로더스 악티엔볼라게트
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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 단부(27, 29)를 갖춘 기다란 파스너 수단(24)을 포함하고 있는 마찰 브레이크(1) 조절장치에 관한 것이다. 상기 파스너 수단(24)은 마찰 브레이크(1)를 둘러싸고 있는 브레이크 하우징(2)에 대하여 제동위치로 그리고 수축위치로 변위될 수 있는 브레이크 피스톤(7) 내의 보어(38) 내에 배열된다. 이 브레이크 피스톤(7)은 스프링 부재(22)에 의하여 수축위치로 변위될 수 있다. 본 발명은, 튜브(36)는 브레이크 피스톤(7) 내의 보어(38)에 억지 끼워맞춤되고, 이 튜브(36)는 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위될 수 있고, 파스너 수단(24)은 제1 단부(27)에서 브레이크 하우징(2)에 결합되고, 제2 단부(29)에서 이 파스너 수단(24)은 제1 맞닿음부(32)를 가지고 있고, 이 튜브(36)는 제2 맞닿음부(42)를 가지고 있고, 스프링 부재(22)는 제1 및 제2 맞닿음부(32, 42)에 대하여 맞닿음되고, 이 스프링 부재(22)의 스프링력은 서로로부터 제1 및 제2 맞닿음부(32, 42)를 멀어지게 이동시키도록 작용되고, 이 튜브(36)는 제1 단부표면(39)과 제2 단부표면(41)을 가지고 있고, 이 제1 단부표면(39)은 제동위치에서 제1 맞닿음부(32)에 대하여 맞닿음되고, 그리고 이 제2 단부표면(41)은 수축위치에서 브레이크 하우징(2)에 대하여 맞닿음되는 것을 특징으로 한다.

Description

유극 조절장치{PLAY ADJUSTMENT}
본 발명은 제1 단부 및 제2 단부를 갖춘 기다란 파스너 수단을 포함하고 있는 마찰 브레이크 조절장치에 관한 것이며, 상기 파스너 수단은 마찰 브레이크를 둘러싸고 있는 브레이크 하우징에 대하여 제동위치로 그리고 수축위치로 변위될 수 있는 브레이크 피스톤 내의 보어 내에 배열되며, 이 브레이크 피스톤은 스프링 부재에 의하여 수축위치로 변위될 수 있다.
그러한 조절장치는 WO,A1,9004115에 개시되어 있으며, 이것은 마찰 디스크가 마모된 정도에 상관없이, 브레이크 피스톤이 그 수축위치에 있을 때 마찰 브레이크 내의 마찰 디스크의 표면 사이의 일정한 유극을 유지시킨다. 환형 브레이크 피스톤은 마찰 브레이크를 둘러싸고 있는 하우징의 벽 내의 상응하는 구멍과 정렬되는 축선방향 보어를 구비하고 있다. 볼트 헤드를 구비한 기다란 파스너는 브레이크 피스톤 내의 하나 이상의 보어에 나사고정된다. 이 파스너 수단은 브레이크 하우징의 벽 내의 상응하는 정렬된 보어 내로 연장된다. 이 파스너 수단은 그 단부에 2개의 플랜지를 가지고 있다. 탄성 클램핑 요소는 하우징 벽 내의 보어에 클램핑된다. 이 클램핑 요소는 파스너 수단의 플랜지 사이에 배치되어 파스너 수단의 이동과 이에 따른 브레이크 피스톤의 축선방향 이동을 또한 제한한다.
이 브레이크 피스톤은, 브레이크 피스톤 뒤의 공간으로 공급되는 압력유체에 의하여 제동위치로 변위될 수 있다. 원통형 헬리컬 스프링은 파스너 부재를 구비하지 않은 보어 내에 배치된다. 이 헬리컬 스프링은 프리텐션되어 그 수축위치로 브레이크 피스톤을 가압시킨다. 마찰 디스크가 점차적으로 마모됨에 따라, 이 브레이크 피스톤은 브레이크 디스크를 향하여 더욱 변위되며, 이것은 클램핑 요소가 파스너 수단에 의하여 잡아당겨지는 것을 의미한다. 그렇지만, 보어 내의 클램핑 요소를 변위시키기 위해 필요한 힘은 브레이크 피스톤이 수축위치에 있을 때 클램핑 요소 상에 작용되는 스프링의 합성력보다 크다. 이것은 브레이크 피스톤이 수축위치에 있어서 새로운 시작위치에 있다는 것을 의미하며, 이것은 순차로, 제동시 브레이크 피스톤이 마찰 디스크가 마모된 정도에 상관없이 항상 동일한 거리를 변위한다는 것을 의미한다. 따라서, 일정한 유체 체적이 각각의 제동작동을 위하여 공급될 수 있다.
WO,A1,9004115에 따른 조절장치가 가지는 단점은 하우징 벽 내의 각각의 스프링의 고정점이 클램핑 요소가 변위됨에 따라 이동되지 않기 때문에 마찰 디스크가 마모될수록 스프링은 보다 더 인장된다는 것이다. 이것은 제동시 더 큰 힘을 견뎌야만 하고, 스프링 파손의 위험이 또한 증가되어, 마찰 브레이크의 수명을 단축시킨다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰 브레이크용 조절장치의 일부단면도이다.
본 발명의 하나의 목적은 디스크의 마찰표면이 마모된 정도에 상관없이 수축위치에서 탄성요소를 일정한 프리텐션하에 유지시키는, 도입부에서 설명된 타입의 조절장치를 달성하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소형화된 설계를 가져서 마찰 브레이크 내에서 매우 작은 공간을 차지하는, 도입부에서 설명된 타입의 조절장치를 달성하는 것이다.
이 목적들은, 튜브는 브레이크 피스톤 내의 보어에 억지 끼워맞춤되고,
이 튜브는, 보어 내에서 튜브를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 큰 유압이 브레이크 피스톤 상에 작용할 때, 브레이크 피스톤에 대하여 변위될 수 있고,
파스너 수단은 제1 단부에서 브레이크 하우징에 결합되고,
제2 단부에서 이 파스너 수단은 제1 맞닿음부를 가지고 있고,
이 튜브는 제2 맞닿음부를 가지고 있고,
스프링 부재는 제1 및 제2 맞닿음부에 대하여 맞닿음되고,
이 스프링 부재의 스프링력은 서로로부터 제1 및 제2 맞닿음부를 멀어지게 이동시키도록 작용되고,
이 튜브는 제1 단부표면과 제2 단부표면을 가지고 있고,
이 제1 단부표면은 제동위치에서 제1 맞닿음부에 대하여 맞닿음되고, 그리고
이 제2 단부표면은 수축위치에서 브레이크 하우징에 대하여 맞닿음되는 것에 의하여 본 발명에 따라 달성된다.
이러한 조절장치는 마찰표면이 마모된 정도에 상관없이, 첫째로는, 마찰 브레이크 내의 마찰 표면들 사이의 일정한 간극을 유지시키는 것과, 그리고 둘째로는, 브레이크 피스톤이 수축위치에 있을 때 스프링내에 일정한 프리텐션을 유지시키는 것을 가능하게 해준다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예를 참조하여 이하에 보다 상세하게 설명된다.
도 1의 부재번호 1은 브레이크 하우징(2) 내에 들어있는 마찰 브레이크를 나타낸다. 이 마찰 브레이크(1)는 차량의 바퀴축과 같은 축(5)에 장착되는 2개의 브레이크 디스크(3, 4)를 구비하고 있다. 이 브레이크 디스크(3, 4)는 환형 마찰 라이닝(6)을 구비하고 있다. 도 1이 마찰 브레이크(1)의 일부단면도이기 때문에, 축(5)은 단지 1점쇄선으로 도시되어 있다. 이 마찰 브레이크(1)는 압력판(8)과 단일편으로 만들어진 브레이크 피스톤(7)을 가지고 있다. 이 브레이크 피스톤(7)은 환형이고, 브레이크 하우징(2)과 함께 유체가 압력하에서 공급될 수 있는 둘러싸인 환형 공간(10)을 구획형성한다. 브레이크 피스톤(7)과 브레이크 하우징(2) 사이의 접촉면(12)은 시일(16)에 의하여 밀봉되는 원통형 미끄럼면을 형성한다.
이 브레이크 피스톤(7)은 공간(10)으로 압력유체를 공급하므로써 제동위치로 변위될 수 있다. 이 브레이크 피스톤(7)은 그 후 브레이크 디스크(3, 4)를 향하여 변위되고, 그리고 브레이크 피스톤(7)의 압력판(8)은 압력판(8)과 대면하는 브레이크 디스크(3)의 브레이크 라이닝(6)과 접촉된다.
브레이크 디스크(3, 4) 사이에는, 제동시 마찰 라이닝(6)에 대하여 맞닿음되는 환형 스테이터 디스크(18)가 있다. 환형 카운터-디스크(20)는, 제동시 브레이크 피스톤(7)으로부터 떨어져 대면하는, 브레이크 디스크(4) 상의 마찰 라이닝(6)에 대하여 맞닿음되도록 배열된다. 이 카운터-디스크(20)는 제동시 브레이크 피스톤(7)으로부터의 힘을 받아낸다.
마찰 브레이크(1)를 해제하기 위해서, 브레이크 피스톤(7)은 이하에 보다 상세하게 설명되는 헬리컬 스프링과 같은 하나 이상의 스프링 부재(22)에 의하여 수축위치로 변위된다.
한편의 마찰 라이닝(6)과 다른 한편의 압력판(8), 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20) 사이의 마찰접촉으로, 마찰 라이닝(6)은 마모되어, 마찰 라이닝(6)의 두께는 감소된다. 이것은, 한편의 마찰 라이닝(6)과 다른 한편의 압력판(8), 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20) 사이의 간극이 증가되어, 브레이크 피스톤(7)이 제동시 더욱 변위되어야만 한다는 것을 의미한다. 이것은 제동시 보다 큰 체적의 유체가 공간(10)으로 공급되어야 하는 결과를 초래한다.
운전자가 브레이크가 신뢰성이 있다고 느끼기 위해서는 마찰 브레이크(1)가 제한된 체적의 유체로 급속하게 맞물릴 수 있게 되는 것이 가장 중요하다. 차량의 표준 브레이크 시스템에서 유체 압력이 어떤 이유로 인하여 떨어진다면, 이것을 대신할 비상 시스템이 있어야 한다. 그러한 비상 시스템은, 비상 제동을 위해 환형 공간(10)으로 공급되는 제한된 체적의 압력유체를 저장하는 하나 이상의 압력 컨테이너일 수 있다. 따라서, 수많은 비상 제동이 차량을 정지시키기 위해서 수행되도록 이 환형 공간(10)에 있는 유체의 체적이 제한되고 바람직하게는 일정하게 유지되는 것이 중요하다.
한편의 마찰 라이닝(6)과 다른 한편의 압력판(8), 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20) 사이의 일정한 유극을 유지시키기 위해서, 조절장치가 브레이크 피스톤(7)과 브레이크 하우징(2) 사이에 배열된다. 이 조절장치는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 제1 단부(27)에 나사(30) 그리고 제2 단부(29)에 헤드(28)를 가지는 섕크(26)를 갖춘 볼트(24)로 형성되는 파스너 수단(24)을 포함하고 있다. 볼트(24)는 나사(30)에 의하여 브레이크 하우징(2) 내의 나사가공된 구멍(35)에 나사고정된다. 제1 워셔(32)는 섕크(26)를 둘러싸는 슬리브(34)의 단부에 의해 고정되는 볼트(24)의 헤드(28)에 대하여 맞닿음된다. 슬리브(34)는 순차로 제1 워셔(32)와 브레이크 하우징(2) 사이에 고정되어 볼트(24)에 의하여 고정유지된다.
튜브(36)는, 이 튜브(36)의 외부벽(37)에 의하여, 브레이크 피스톤(7) 내의 보어(38)에 억지 끼워맞춤되어 장착되고 보어(38) 내에서 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위될 수 있다. 이 보어(38)는 본질적으로 브레이크 피스톤(7)의 이동 방향으로 연장되어 있다. 이 튜브(36)는 본질적으로 나사(24)를 동심으로 둘러싸고, 바람직한 실시예에 따라서, 원형 단면을 가진다. 이 튜브(36)는 제1 단부표면(39) 및 제2 단부표면(42)을 가지고 있으며, 이 제1 단부표면(39)은 제동위치에서 제1 워셔(32)에 대하여 맞닿음된다. 제2 단부표면(41)은 수축위치에서 브레이크 하우징(2)에 대하여 맞닿음된다. 따라서, 제1 워셔(32)는 튜브(36)의 내경보다 큰 외경을 가지고 있다.
수축위치에서의 제1 워셔(32)와 튜브(36) 사이의 축선방향 거리는, 한편의 마찰 라이닝(6)과 다른 한편의 압력판(8), 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20) 사이에서 요구되는 총 간극에 상응한다. 수축위치에서의 제1 워셔(32)와 튜브(36) 사이의 축선방향 거리는 예를 들어 튜브(36) 및/또는 슬리브(34)의 적절한 길이를 선택하므로써 성취된다. 변경적으로, 제1 워셔(32)의 두께가 적절한 크기로 만들어질 수 있다.
튜브(36)의 내부벽(43)과 슬리브(34)의 외부벽(44) 사이에 형성된 환형 챔버(40)에는 스프링 부재(22)가 장착된다. 바람직한 실시예에 따라서, 스프링 부재(22)는 제1 맞닿음부(32)와 제2 맞닿음부(42) 사이에서 소정의 힘으로 프리텐션되는 원통형 헬리컬 스프링(22)으로 구성되어 있으며, 제1 맞닿음부(32)는 제1 워셔(32)로 구성되고 제2 맞닿음부(42)는 튜브(36)의 내부벽(43)에 고정된 제2 워셔(42)로 구성된다.
튜브(36)의 외벽(37)과 보어(38) 사이의 억지 끼워맞춤은 스프링(22)으로부터의 힘이 보어(38) 내에서 튜브(36)를 변위시킬 수 없도록 이루어져야 한다.
이 조절장치는 다음과 같이 기능한다. 우선, 튜브(36)는, 브레이크 피스톤(7)이 수축위치에 있을 때, 워셔(32)와 튜브(36) 사이의 축선방향 거리가 한편의 마찰 라이닝(6)과 다른 한편의 압력판(8), 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20)와의 사이의 소정의 총 간극보다 약간 짧게 되도록 보어(38) 내에 장착된다. 그 후 나사(24)는 스프링(22)이 프리텐션되도록 조여진다. 마찰 브레이크(1)가 처음 맞물림되었을 때, 즉 환형공간(10)으로 압력유체를 공급하므로써 브레이크 피스톤(7)이 제동위치로 변위될 때, 이 브레이크 피스톤(7)은 튜브(36)가 제1 워셔(32)에 의하여 멈춰질 때까지 이 브레이크 피스톤과 함께 튜브(36)를 운반한다. 상기된 바와 같이, 튜브(36)에 작용하는 스프링(22)의 힘은 브레이크 피스톤(7)에 대하여 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 작고, 그리고 이것은 브레이크 피스톤이 브레이크 디스크(3, 4)를 향하여 이 브레이크 피스톤과 함께 튜브를 운반하는 것을 가능하게 한다. 브레이크 피스톤(7)에 작용하는 유체로부터의 힘이 보어(38) 내에서 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 크기 때문에, 이 튜브(36)는, 브레이크 디스크(3) 상에 마찰 라이닝(6)이 도달되도록 그리고 그 후에 제동위치에서 스테이터 디스크(18) 및 카운터-디스크(20)에 대항하여 마찰 라이닝(6)을 가압시키기 위해 브레이크 피스톤(7)의 압력판(8)에 대해 요구되는 거리만큼, 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위된다. 따라서 튜브가 제1 워셔(32)에 충돌될 때 이 튜브(36)는 브레이크 디스크(3, 4)로부터 멀어지는 방향으로 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위된다.
마찰 브레이크(1)가 해제될 때, 즉 환형공간(10) 내의 압력이 감소될 때, 브레이크 피스톤(7)이 수축위치에 도달됨에 따라 튜브(36)의 제2 단부표면(41)이 브레이크 하우징(2)에 충돌될 때까지, 스프링(22)은 브레이크 피스톤(7)을, 튜브(36)를 통해, 브레이크 디스크(3, 4)로부터 멀리 이동시킨다. 따라서, 스프링(22)의 힘은 서로로부터 제1 및 제2 워셔(32, 42)를 멀어지게 이동시키도록 작용된다. 브레이크 피스톤(7)의 이러한 수축이동 동안에, 이 튜브(36)는 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위되지 않는다.
장기간에 걸친 사용 후에 마찰 라이닝(6)이 마모되어, 마찰 라이닝(6)의 두께가 감소되면, 브레이크 피스톤(7)에 대한 제동위치가 브레이크 디스크(3, 4)에 보다 가깝게 변위되기 때문에, 제동시 튜브(36)는 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위된다. 그 후에 브레이크가 해제되면, 이전의 수축위치에 비하여, 이 브레이크 피스톤(7)은 스프링(22)에 의하여 브레이크 디스크(3, 4)에 보다 가까운 새로운 수축위치로 변위된다. 브레이크 피스톤(7)의 새로운 수축위치와 이전의 수축위치 사이의 거리는 마모로 인한 마찰 라이닝(6)의 두께에 있어서의 총 감소에 상응한다. 따라서, 브레이크 피스톤(7)이 제동위치로부터 수축위치까지 이동하는 거리는 항상 동일하다.
환형 공간(10)은 마찰 라이닝(6)이 마모될 때 더 넓어지지만, 브레이크 피스톤(7)이 제동위치로부터 수축위치까지 이동하는 거리가 항상 동일하기 때문에, 브레이크 피스톤(7)이 수축위치로 되돌아갈 때 항상 일정한 체적의 유체가 환형공간(10)으로부터 압출된다. 이것은 항상 일정한 체적의 유체가 마찰 브레이크(1)에 적용되는 것이 요구된다는 것을 의미한다.
수축위치에서 튜브(36)의 제2 단부표면(41)이 항상 브레이크 하우징(2)에 대하여 맞닿음되기 때문에, 스프링의 프리텐션은 마찰 라이닝(6)이 마모된 양에 관계없이 일정하며, 이것은 스프링(22)의 수명을 증가시켜서 마찰 브레이크(1)의 수명을 증가시킨다.
본 발명에 따라서, 환형 브레이크 피스톤(7)에는 소정개수의 조절장치가 장착될 수 있다.
상기 설명된 바람직한 실시예는 2개의 브레이크 디스크를 갖춘 디스크 브레이크이다. 그렇지만, 브레이크 디스크의 개수는 변경될 수 있다.
본 발명은 디스크 브레이크로 제한되지 않으므로, 이 조절장치는 다른 타입의 마찰 브레이크에도 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 단부(27) 및 제2 단부(29)를 갖춘 기다란 파스너 수단(24)을 포함하고 있는 마찰 브레이크(1)용 조절장치로서, 상기 파스너 수단(24)은 마찰 브레이크(1)를 둘러싸고 있는 브레이크 하우징(2)에 대하여 제동위치로 그리고 수축위치로 변위될 수 있는 브레이크 피스톤(7) 내의 보어(38) 내에 배열되며, 이 브레이크 피스톤(7)은 스프링 부재(22)에 의하여 수축위치로 변위될 수 있는 조절장치에 있어서,
    튜브(36)는 브레이크 피스톤(7) 내의 보어(38)에 억지 끼워맞춤되고,
    이 튜브(36)는, 보어(38) 내에서 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 큰 유압이 브레이크 피스톤(7) 상에 작용할 때, 브레이크 피스톤(7)에 대하여 변위될 수 있고,
    파스너 수단(24)은 제1 단부(27)에서 브레이크 하우징(2)에 결합되고,
    제2 단부(29)에서 이 파스너 수단(24)은 제1 맞닿음부(32)를 가지고 있고,
    이 튜브(36)는 제2 맞닿음부(42)를 가지고 있고,
    스프링 부재(22)는 제1 및 제2 맞닿음부(32, 42)에 대하여 맞닿음되고,
    이 스프링 부재(22)의 스프링력은 서로로부터 제1 및 제2 맞닿음부(32, 42)를 멀어지게 이동시키도록 작용되고,
    이 튜브(36)는 제1 단부표면(39)과 제2 단부표면(41)을 가지고 있고,
    이 제1 단부표면(39)은 제동위치에서 제1 맞닿음부(32)에 대하여 맞닿음되고, 그리고
    이 제2 단부표면(41)은 수축위치에서 브레이크 하우징(2)에 대하여 맞닿음되는 것을 특징으로 하는 조절장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 파스너 수단(24)은, 제1 단부(27)에 나사(30)를 그리고 제2 단부(29)에 헤드(28)를 가지고 있는, 섕크(26)를 갖춘 볼트(24)인 것을 특징으로 하는 조절장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 제1 맞닿음부(32)는 볼트(24)의 섕크(26)를 둘러싸는 슬리브(34)의 단부와 볼트(24)의 헤드(28) 사이에 고정되는 제1 워셔(32)인 것을 특징으로 하는 조절장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 슬리브(34)의 길이는 튜브(36)의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 조절장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 맞닿음부(42)는 튜브(36)의 내부벽(43)에 고정되는 제2 워셔(42)로 이루어진 것을 특징으로 하는 조절장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 부재(22)는 파스너 수단(24)을 동심으로 둘러싸는 원통형 헬리컬 스프링(22)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조절장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링력은 브레이크 피스톤(7)에 대하여 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는 조절장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 스프링 부재(22)는 파스너 수단(24)을 동심으로 둘러싸는 원통형 헬리컬 스프링(22)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조절장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 스프링력은 브레이크 피스톤(7)에 대하여 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는 조절장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 스프링력은 브레이크 피스톤(7)에 대하여 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는 조절장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 스프링력은 브레이크 피스톤(7)에 대하여 튜브(36)를 변위시키기 위해서 요구되는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는 조절장치.
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