KR20150093144A - 디스크 브레이크와 디스크 브레이크의 누름 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 제동 시 브레이크 디스크를 향해 가압되는 가압 장치를 가지며, 가압 장치를 아래 쪽으로 눌러주는 리프 스프링 링 형태의 누름 스프링(30)를 가지며, 두 개의 대(34, 36)를 구비하며 누름 스프링을 가압 장치를 향해 선 가압(preload)하는 누름 브래킷을 가지는 디스크 브레이크에 관한 것으로, 이때 누름 스프링이 수평면에 있어서 대칭적으로 구성되어 있으며 두 개의 스프링 레그를 갖추고 있으며, 이 두 개의 스프링 레그 사이에는 방사상으로 외부로 향해 (형태 맞춤형으로) 누름 브래킷의 두 대 사이로 뻗어 있는 중앙 영역이 존재하며,두 개의 스프링 레그는 각기 하나의 개방구를 가지고 있어 가압 장치 상의 한 돌출부가 각기 그 개방구를 향해 뻗어 있으며, 스프링 레그가 누름 브래킷의 대(34, 36) 중 하나가 각기 아래쪽으로 눌러지는 형태로 접하는 첫 번째 영역과 아래쪽으로 누르는 형태로 가압 장치에 접하는 두 번째 영역(56, 58)을 가지며, 스프링 레그의 첫 번째 영역이 휴식 상태에서 간격을 두고 가압 장치에 의해 지지되며 이때 스프링 레그는 첫 번째 영역에서 두 번째 영역으로 향해 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어 있다.

Description

디스크 브레이크와 디스크 브레이크의 누름 스프링{DISC BRAKE AND A HOLD-DOWN SPRING FOR SUCH A DISC BRAKE}

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것인데, 특히 영업용 차량을 위한 디스크 브레이크에 관한 것인데 제동 시 브레이크 디스크를 향해 가압되는 가압 장치를 가지며, 가압 장치를 아래 쪽으로 눌러주는 리프 스프링 링 형태의 누름 스프링을 가지며, 두 개의 대를 구비하며 누름 스프링을 가압 장치를 향해 선 가압(preload)하는 누름 브래킷을 가지는 디스크 브레이크에 관한 것으로, 이때 누름 스프링이 수평면에 있어서 대칭적으로 구성되어 있으며 두 개의 스프링 레그를 갖추고 있으며,이 두 개의 스프링 레그 사이에는 방사상으로 외부로 향해 (형태 맞춤형(form fittingly)으로) 누름 브래킷의 두 대 사이로 뻗어 있는(수평면에 있어서 대칭적인)중앙 영역이 존재하며,두 개의 스프링 레그는 각기 하나의 개방구를 가지고 있어 가압 장치 상의 한 돌출부가 각기 그 개방구를 향해 뻗어 있으며, 스프링 레그가누름 브래킷의 대중 하나가 각기 아래 쪽으로 눌러지는 형태로 접하는 첫 번째 영역과 아래쪽으로 누르는 형태로 가압 장치에 접하는 두 번째 영역을 가지며, 스프링 레그의 첫 번째 영역이 휴식상태에서 간격을 두고 가압 장치에 의해 지지된다.

이러한 디스크 브레이크는 예를 들어 DE 10 2006 023 964 B3을 통해 알려진 바 있다.이러한 디스크 브레이크 관련한 최신 기술은 EP 694 7070 B3및 2011년 9월 29일 출원한 독일 특허 10 2011 115 304를 참조하였다.

DE 698 16 175 T2는 한 디스크 브레이크를 소개하는데, 이 디스크 브레이크는가압되지 않는 상태에서 펴진 스프링이 브레이크판의 후방플레이트에 접하게 되는데, 이때 스프링의 개방구가 고정부 위로 겹쳐지게 되고 개방구의 바깥쪽 모서리들이 이 고정부의 홈에 끼워지게 된다. 이로써 스프링은 전체적으로 곡선형태로 휘어진 긴장된 상태가 된다.스프링의 내적 탄력성 때문에 스프링은 한편으로는 홈에 그리고 다른 한편으로는 방사상으로 바깥쪽으로 고정부에 지지하게 된다. 그 다음 누름 브래킷이 방사상으로 바깥쪽으로부터 잠금섹션 별로 접하게 되면, 스프링은 덮개 및 개방구 그리고 잠금섹션 사이에 존재하는 후방플레이트 상의 영역에 놓이게 된다.덮개 및 개방구 이면에는 스프링이 후방플레이트에 아래로 누르면서 접하지 않고, 그 대신 언급된 홈에만 접하며 탄력적 회복력이 이 방향으로 작용하기 때문에 방사상으로 밖으로 향한다.

이러한 종류의 디스크 브레이크의 경우 원칙적으로 후방플레이트, 누름 브래킷, 누름 스프링이 중앙 영역을 기준으로 대칭적 형태를 갖는다. 이로써 설치오류 및 혼동이 방지될 수 있었다.

본 발명에 입각한 가압 장치는 후방플레이트와 마찰판을 갖는 하나의 브레이크판으로서만 실현될 수 있는 것만은 아니다. 그 밖에도 후방플레이트 상 가능한 넓은 면적으로 압력분산을 가능케 함으로써 후방플레이트의 두께가 지나치게 두껍지 않게 그리고 그에 따라 휨강도를 불충분하게(낮게) 실현될 수 있도록,휨강도가 높은 가압플레이트 및 압력분산플레이트로서 실현될 수 있다.

휴식 상태란 본 발명에 입각해 브레이크 디스크가 정지되어 있고 브레이크가 작동하지 않는 상태를 말한다. 누름 브래킷은 누름 스프링을 선 가압(preload)하기 때문에누름 스프링은 휴식 상태에서도 부분가압된 상태다.

판고정장치를 갖는 디스크 브레이크의 경우 브레이크 디스크의 양쪽 방향으로 브레이크캘리퍼 및 브레이크지지부의 가이드레일 내에 배치된 두 브레이크판(마찰판과 금속후방플레이트로 구성)의 포지셔닝을 위해 각기 누름 스프링이 사용되는데, 이때 각각의 누름 스프링은 상부에 존재하며 브레이크캘리퍼의 조립개방구로 향하는 브레이크판의 가장자리 영역에 대하여 종방향으로 뻗어나가도록 배치된다.누름 스프링은 조립개방구를 브레이크 디스크의 축방향으로 당기며 브레이크캘리퍼-반쪽에 고정되어 있는 누름 브래킷을 통해 선 가압(preload)된다. 이로써 누름 브래킷은종방향으로 뻗어 있는 누름 스프링에 대하여 횡방향으로 위치하게 된다. 판들이 설치되어 있고 스프링이 누름 브래킷에 의해 팽팽하게 연결된 경우라면, 누름 스프링이 앞서 언급한 부분가압영역에 존재하게 된다.

이때, 브레이크판은 가이드레일 상에서 자신의 아래쪽 가장자리 영역을 통해 방사상으로 안쪽으로, 그리고 양쪽 가장자리 영역을 통해 주변 방향으로 배치 및 지지된다. 브레이크판은 가이드레일 내 텐셔닝장치를 통해 축방향으로(양쪽으로) 이동 가능하다. 텐셔닝장치는 브레이크캘리퍼 상에 배치될 수 있다.

영업용 차량의 디스크 브레이크로는 크기가 크고 무거운 브레이크판이 투입되므로,댐핑(damping)을 위해 그리고 위치포지셔닝을 위해 리프 스프링 링의 적용이 선호된다.리프 스프링 링의 효과 즉,리프 스프링 링으로부터 발생되는 스프링력은 각 브레이크판의 크기 및 무게에 따라 달라진다. 접촉영역 즉, 스프링력을브레이크판으로 전달하는 곳은 누름시스템 전체의 기능에 결정적인 역할을 담당한다. 또한 누름 스프링의 장기 가압가능성 즉,극단적 조건 하에서 투입되었을 때 생존기간 및 교체사이클 내 누름 스프링의 상태 또한 중요하다.

영업용 차량을 위한 디스크 브레이크는 많은 경우 극단적인 조건 하에 투입된다.예를 들어 가속이 최대 26g까지 발생하는, 상태가 좋지 않은 도로 구간 등에 투입된다. 이러한 조건 하에서 브레이크판의 후방플레이트가 아래쪽에 위치하며 방사상으로 작용하는 가이드레일로부터 들어올려져 레데얼하게 바깥쪽으로 누름 스프링을 때린다. 브레이크판의 최대 방사 디플렉션 상태는 누름 스프링의전적가압(full load)-상태에 해당된다.

기존의 디스크 브레이크의 경우 전적 가압-상태에서 스프링 레그의 두 번째 영역 즉,가압 장치를 아래로 눌러주는 영역이 방사상으로 바깥쪽으로 들어 올려져,더 이상 스프링-선 가압이 존재하지 않게 된다. 이로써 무엇보다도 스프링효과가 상실될 위험이 발생한다. 그 밖에도 전적 가압-상태가 자주 또는 빠르게 연속해 발생하게 되면 스프링이 노화되어, 예를 들어 변형되거나 파손될 수 있다.

누름 스프링이 누름 브래킷과 형태적으로 맞물린다는 특징 때문에 방사상의 중앙 영역에 의해 누름 브래킷이 변위적으로 배치되어 누름 스프링이 브레이크 디스크의 주변 방향으로 변위되어 디스크 브레이크 상에 배치되면 즉, 스프링의 방사상의 선 가압을 위해 추가적 탄젠트적 스프링 선 가압을 가압 장치에 발생시키기 위해 누름 스프링이 변위되어 배치되면, 디스크 브레이크 상에는 현재 기술에 입각해 추가적인 전단 텐션 및 압력 텐션이 발생해 자재피로도가 발생할 수 있다. 이는 특히 형태적으로 맞물리는 부위 중 스프링 레그에 접하는 L-자형 연결영역에서 발생한다.

본 발명의 과제는 앞서 소개한 형태의 디스크 브레이크의 이상적 댐핑을 보장하는 것인데, 전적 가압-상태 및 장기적 운행 시에도 이를 보장하는 것이다. 이는 특히 디스크 브레이크 구조상 큰 변형 없이도 달성되어야 하며, 가능한 누름 스프링만을 개선하고 다른 브레이크의 구성요소들은 그대로 유지 한 채 달성되어야 한다.

본 발명에 입각해 이 과제는 앞서 소개한 형태의 디스크 브레이크에서 스프링 레그를 첫 번째 영역에서 두 번째 영역으로 우선 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어나가게 배치함으로써 달성될 수 있다.

이로써 극단적 상황과 전적가압영역 내에서도 스프링 레그의 두 번째 영역 즉,가압 장치에 스프링선 가압을 가하는 영역이 들리지 않게 보장되게 된다.변형과 파손은 이로써 예방된다.이는 앞서 기술한 누름 스프링을 중앙에서 벗어나게 배치할 경우 발생하는 전단텐션과압력텐션 발생시에도 동일하게 적용된다.

특별히 선호되는 본 발명에 입각한 실시예에서는 누름 스프링이 누름 브래킷의 두 대를 각기 웅덩이모양으로 감싸 안으며,이때 스프링 레그의 첫 번째 영역들이 이 웅덩이의 바닥을 형성한다.이로써 누름 스프링의 특별히 안정적 고정이 가능하면서 동시에 위에서 말한 문제점이 해결된다.

선호적으로 웅덩이는 대칭적이지 않다.예를 들어 웅덩이의 벽 높이가 중앙 영역 쪽으로 누름 브래킷의 지름 정도이며, 그 반대 쪽 벽의 높이는 더 짧은데, 예컨대 최대 높이가 중앙 영역 쪽으로의 벽 높이의 절반 정도에 그쳐 스프링 레그와 특히 스프링 레그의 개방되어 있는 끝 부분이 가압상황에 맞게 충분히 움직일 수 있는 여유 공간이 확보된다.

그 밖에도 선호적으로 두 번째 영역들이 각기 최소한 부분적으로 첫 번째 영역으로 향하는 개방구 쪽에 배치된다. 다시 말해 두 번째 영역들은 중앙 영역을 기준으로 봤을 때 개방부 뒤쪽에 존재한다.즉,양 스프링 레그의 끝영역에 존재함으로써 이상적인 레버효과가 달성된다.

또 본 발명에 입각해 선호적으로 개방구가 돌출부보다 길다. 이로써 가압 장치를 주변방향으로 누름 스프링에 대하여 위치를 바꿈으로써 특정 운행 상황에서 유리하게 작용하도록 보장할 수 있다.

또 선호되는 본 발명의 실시예에서는누름 스프링을 설치된 상태에서 브레이크 디스크의 주변 방향으로 가압 장치에 대하여 위치를 바꿀 수 있게 되어 있다.

이처럼 위치를 바꾸는 것은 전진 운행 시 디스크가 뻗어 있는 방향으로 이루어진다.

두 스프링 레그의 두 번째 영역들은 본 발명에 입각해 선호적으로 스프링 레그의개방되어 있는 끝부분 상에 배치되어 있다. 이로써 스프링 레그 전체 길이에 걸쳐 이상적 댐핑이 가능해진다. 더 나아가 두 번째 영역들이 유리하게 후방플레이트너비에 가깝게 존재하게 된다.

앞서 언급했듯이 본 발명에 입각해 가압 장치가 일종의 레일 내에 방사상으로 안쪽으로 그리고 주변 방향으로 지지되는 것이 선호된다.

앞서 상세히 기한된 디스크 브레이크 외에도 본 발명은 이러한 디스크 브레이크를 위한 누름 스프링에 관한 발명인데, 이때 누름 스프링은 무엇보다도 추가적 디스크 브레이크의 변형 없이도 브레이크 내부에 직접 사용 가능한 형태이다. 이를 위해 본 발명에 입각해 누름 스프링은대칭적으로 실현되며 두 개의 스프링 레그 및 두 개의 스프링 레그 사이에 하나의 중앙 영역을 갖는데, 이 중앙 영역은 설치된 상태에서 방사상으로 바깥쪽으로 (형태 맞춤형으로)누름 브래킷의 두 대 사이로 뻗어있으며,두 스프링 레그는 각기 하나의 개방구를가지고 있어브레이크가 설치된 상태에서 이 개방구로 각기 하나의 가압 장치 상의 돌출부가 뻗어 있고, 스프링 레그는 설치된 상태에서 각기 누름 브래킷의 한 대가 아래쪽으로 눌려진 형태로 배치되어 있는 첫 번째 영역을 갖고 설치된 상태에서 아래쪽으로 눌려진 형태로 가압 장치 상에 접하는 두 번째 영역을 가지며, 스프링 레그의 첫 번째 영역이 휴식 상태에서 간격을 두고 가압 장치로부터 지지되며 스프링 레그는 첫 번째 영역에서 두 번째 영역으로 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어 있다.

이때 본 발명에 입각해 누름 스프링이 브레이크 설치 상태에서 누름 브래킷의 두 대를 각기 주머니(웅덩이)모양으로 감싸며 이때, 스프링 레그의 첫 번째 영역들이 각기 주머니(웅덩이)의 바닥을 조성하는 것이 선호된다.

더 나아가 본 발명에 입각해 스프링 레그의 각 끝 상에 두 번째 영역이 접하는 것이 선호된다.

두 번째 영역은 본 발명에 입각해 각기 적어도 부분적으로 첫 번째 영역과 마주 보는 개방구 측에 존재하는 것이 선호된다.

마지막으로 본 발명에 입각해 개방구들이 돌출부보다 긴 것이 선호된다.

이하에서는 최신 기술,그로 인해 발생하는 문제점들 및 본 발명에 입각한 솔루션이 첨부된 도해의 도움으로 세부적으로 기술된다.

본 발명은 앞서 소개한 형태의 디스크 브레이크의 이상적 댐핑을 보장하는 것인데, 전적가압-상태 및 장기적 운행 시에도 이를 보장할 수 있다.

도 1: 한 디스크 브레이크의 상면도
도 2와 도 3 : 부분 가압 영역 및 전적 가압 영역 내 누름 스프링이 중앙에 설치된 보편적 디스크 브레이크의 축방향 부분도
도 4와 도 5: 본 발명의 실시예를 대상으로 도 2 및 도 3와 같은 도해
도 6와 도 7 : 도 2 및 도 3에서와 같은 일반적인 디스크 브레이크의 동일한 부분 모습, 그러나 주변 방향으로 위치가 변위 된 누름 브래킷을 가지는 경우
도 8과 도 9 : 도 2 및 도 3에서와 같은 도해, 그러나 본 발명의 두 번째 실시예의 도해로 주변 방향으로 위치가 변위 된 누름 브래킷을 가지는 경우
도 10 : 도 4와 같은 도해, 그러나 단면이 도시된 누름 스프링을 가지는 경우
도 11 : 도 10의 상부 부분, 그러나 보다 큰 척도로 도시
도 12 : 도 4와 같은 도해, 그러나 왼쪽은 부분하중이 가해지는 상태, 오른쪽은 누름 브래킷이 없고 가압이 되지 않는 경우

도 1는 본 발명에 입각한, 브레이크 디스크 12를 감싸 안은 브레이크캘리퍼10를 구비한디스크 브레이크의 한 실시예의 상면도이다.브레이크 디스크의 양쪽에는 가이드레일 내부에 마찰판14, 16과 금속 재료의 후방플레이트 18, 20로 구성된 브레이크판22, 24이 브레이크 디스크의 축 A를 따라 이동가능하게 배치되어 있어,브레이크캘리퍼10 내 배치되어 있지만 본 도해에서는 도시하지 않은 장력장치가 제동 시 활성화될 수 있다.브레이크판22, 24은 브레이크의 가이드레일을 통해 방사상으로 안쪽으로뿐 아니라 주변 방향으로 가이드 되거나 밀쳐내질 수 있다. 브레이크캘리퍼10는 브레이크판22, 24의 설치 및 제거를 위해 레디얼개방구 및 조립개방구를 구비한다. 전진 시 브레이크 디스크 12의 선호되는 회전방향은 화살표 D로 표시되어 있다.이 회전방향은 이하 모든 도해에 동일하게 적용된다.

이미 언급하였듯이 각각의 브레이크판22, 24 별로 리프 스프링 링 형태의 누름 스프링 28, 30이 배치되어 있으며, 이 누름 스프링28, 30은 후방플레이트의 상부 가장자리 영역에 배치되어 있다. 이 배치에 대해서는 이하에서 보다 상세히 기술된다.브레이크캘리퍼10 상에는 두 개의 대 34, 36를 구비한 누름 브래킷32이 설치되어 있다.고정은 예를 들어 앵커고정 및 나사고정을 통해 이루어진다. 누름 브래킷32은 틀 및 U자형 가이드레일 내부에 브레이크판22, 24을연결 및 배치한다.

이하의 설명들은 도 1의 II-XII를 기준으로 한 단면에 대한 상세 설명으로,이때 후방플레이트 20는 가이드레일의 부분단면에 배치되어 있고 누름 브래킷32과 누름 스프링30에 의해서 그 안에 팽팽하게 연결되어 있다.

도 2는 같은 종류의, 최신 기술이 적용된 누름 스프링30을 갖는 후방플레이트 20가 부분구간 내 배치된 모습을 도시한다.후방플레이트 20는 상부 가장자리 부분의 경우 중앙에 전반적으로 평평한 영역을 가지며,이 영역은 양 옆 측면 영역으로 비스듬히, 같은 각도로 기울어진다. 중앙축M의 양쪽과 평평한 영역의 바깥부분에는 각기 두 개의 돌출부 35, 37 및 38, 40가 돌출되어 있다.

특히 도 3에서 확인할 수 있듯이, 누름 스프링30은 다른 모든 누름 스프링처럼 중앙 영역 42을 가지며, 이 중앙 영역은 방사상으로 바깥 쪽으로 누름 브래킷32의 두 대 34, 36 사이로 뻗어 있으며, 두 개의 스프링 레그44, 46를 갖는다. 형태 맞춤(form fitting)이 달성되도록 중앙 영역이 방사상으로 뻗어나가는 것은 무엇보다도 누름 브래킷의 규격 때문이다.

두 개의 중앙 돌출부 35, 38는 누름 스프링30의 고정에 기여하며 두 스프링 레그44, 46의 통과 개방구(도 1) 48, 50로 뻗어있다. 두 개의 바깥쪽 돌출부 37, 40는 측면 스프링 레그44, 46의 끝부분의 접촉지로서 기능한다.

두 스프링 레그44, 46는 각기 누름 브래킷32의 대 34, 36가 아래로 눌려지면서 접하는 첫 번째 영역 52, 54을 가지며, 아래로 누르면서 브레이크플레이트 20 상에 및 각각의 바깥쪽 돌출부 37, 40에 접하는 두 번째 영역 56, 58을 갖는다.

브레이크플레이트 20뿐 아니라 누름 스프링30이 중앙축M에 대하여 대칭적 형태를 가지므로,이하에서는 도 2, 3에서 도시된 플레이트의 오른쪽 부분만 도시한다.

후방플레이트 20 상단면의 평평한 영역은 길이 L1만큼 뻗어 있다.이러한 후방플레이트의 윤곽은 본 발명에 입각해 새롭게 조성된 누름 스프링의 적용에 의해서도 변하지 않는다.

중앙 영역 42과 스프링 레그46 사이의 경계영역을 조성하는 누름 스프링30의 방사상으로 뻗어나가는 부분은, 이 부분에 이어지는 스프링 레그46의 부분과 함께 누름 브래킷32의 대 36를 위한 L-자 형태의 접촉면을 조성한다. 따라서 중앙 영역 42은 방사상으로 커버되면서 형태 맞춤형(form fittingly)으로 누름 브래킷32에 맞물리게 된다.누름 스프링30은 부분가압을 야기시키면서 방사상으로 후방플레이트 20에 가압된다. 이로써 누름 스프링30은 브레이크 디스크 12의 주변방향으로 고정되어 있는 누름 브래킷32에 견고하게 접촉하게 된다.

도 2의 부분가압 영역에서는 스프링 레그46가 길이 L2인 거의 평평하게 뻗어 나가는 영역을 갖는데,이 영역은 두 번째 영역 58 방향으로 앞서 명시한, 길이가 L1인 후방플레이트 20의 평평한 영역 위로 존재한다.스프링 레그는 이어서 곡선 형태의 두 번째 영역 58으로 비스듬하게 아래쪽으로, 같은 각을 유지하면서 이동하게 된다. 이로써 스프링 레그46가 (설치위치 및 브레이크의 상태에 따라)바깥쪽 돌출부 40의 접촉경사면(접촉영역)에 탄력적으로 지지하게 된다.

두 개의 안쪽 돌출부 35, 38가 통과개방구48, 50에 유입됨으로써 누름 스프링30은 브레이크 디스크 12의 축방향으로 후방플레이트 20와 연결된다.

스프링 레그46의 곡선 형태의 두 번째 영역 58이 후방플레이트 20의 가장자리 영역에 영향을 미침으로써 부분가압 영역 내 예를 들어 스프링 레그 전체 길이 상에서 요구되는 댐핑이 달성 될 수 있게 된다.

일반적인 차량 운행 시 스프링 전체에 걸쳐 후방플레이트 20의 상대적으로 자유로운 방사상의 움직임이 스프링효과의 상실 없이 달성 가능케 하기 위해서는 스프링 레그44, 46의 첫 번째 영역 52, 54과 후방플레이트 20 사이에 간격 S가 유지되어야 한다.이 간격 S은 중앙 영역에서 후방플레이트 20의 균일한 움직임과 그에 따른 이 영역 내서의 누름 스프링30의 움직임에 의한 상호작용에 의해 일명 방사상의 기능 작용을 가능케 한다. 다시 말해 누름 스프링30과 후방플레이트 20는 후방플레이트 20가 방사상으로 바깥쪽으로 누름 스프링30을 향해 일명 방사상의 기능 작용의 범위 내에서 움직일 수 있게 배치된다.

특히 상태가 좋지 않은 도로에서는 가속도가 최대 26g인, 극단적인 조건이 조성될 수 있다. 그 결과 후방플레이트 20가 아래쪽 가이드레일로부터 들어올려지면,후방플레이트는 스프링 레그44, 46의 첫 번째 영역 52, 54을 향해 치솟게 된다.도 2에 도시된, 길이가 L1 및 L2인 영역의 위치 때문에 후방플레이트 20는 길이가 L1인 부수적 레버암을 가지고 작용하게 되며 그에 따른 부수적 모멘트를 스프링 레그에 방생시킨다. L1의 끝에 있는 접촉지점이 누름 브래킷32에 대해 측면에 배치하므로(도 3에서 화살표로 도시)스프링 레그44, 46의 두 번째 영역(끝부분) 56, 58이 후방플레이트 20 상의 접촉부로부터 들어올려진다. 이로써 레그 전체 길이에서의 스프링효과만 상실되는 것이 아니다.부분가압과 전적가압 사이의 빠르고 빈번한 교체 과정에서 변형,파손 등과 같은 누름 스프링30의 자재손상으로 이어질 수도 있다.

특히, 누름 스프링30을 통해 탄젠트적 스프링 선 가압을부레이크판에 발생시키기 위해,직진 주행 시 도 6과 7에서처럼 누름 브래킷30이 중앙에서 벗어나 브레이크 디스크의 뻗어 있는 쪽으로 나머지 두 요소에 대해 브레이크 캘리퍼 내 위치가 변위되어 배치되어 있으면, 접촉영역(L-자형 연결영역)내에 추가적 추가적인 전단텐션 및 압력텐션이 발생한다. 이러한 극단적 하중교환 상태는 자재의 피로를 유발시킬 수 있다. 변위축은 B로 표기되어 있으며, 변위는V로 표기되어 있다.

본 발명에서는 기존의 스프링윤곽과 비교해 L-자형의 직접적인연결영역이 부재하다.이 영역은 누름 브래킷을 위해 스프링 레그의 시작 부분에 대하여 보다 낮게 위치하며 적재/슬라이드 영역으로서 조성된 즉,종 방향으로 작용하는 배치로서 대체된다. (길쭉한)주머니 또는 웅덩이 모양을 통해 스프링 레그의 시작 부분이 방사상으로 바깥쪽으로 변위된다. 또한 중앙 영역 내 측면적 레디얼 접촉과 스프링 레그의 시작 부분 사이에 불리한 텐션의 제거/감소를 위한 탈 압력-구역이 도입 및 생성된다.이를 위해 웅덩이 또는 주머니의 너비가 이 영역 내 존재하는 누름 브래킷의 횡영역보다 다소 커야 한다.

이와 같은 누름 스프링의 새로운 모양을 통해 무엇보다도 전적 가압 영역 내 즉, 기능작용 S의 극복 이후에 다수의 장점이 도출된다. 이 장점들은 도 5와 9(누름 브래킷의 중앙변위가 있는 경우 및 없는 경우)에서 확인 가능하다.

브레이크판이 가속에 의해 방사상으로 바깥쪽으로 밀려나게 되면, 후방플레이트 20의 위쪽 가장자리 영역이 첫 번째 영역 52, 54을 때리게 되는데, 이 영역은 스프링 레그의 스윙이 가능한 부분과 비교했을 때 레디얼하게 더 안 쪽에 위치한다. 이 영역은 웅덩이 또는 주머니 모양으로 조성되어 있으며 누름 브래킷32 및 누름 브래킷32의 대 34, 36를 위한 적재영역을 조성한다. 후방플레이트 20의 위쪽 가장자리 영역이 스프링 레그44, 46를 첫 번째 영역 52, 54의 바깥쪽을 건드리고 이 때문에 이 영역을 들어올리지 못하므로,극단적인 조건 하에서도 두 번째 영역 56, 58(스프링 레그 끝)과 후방플레이트 20의 바깥쪽 돌출부 37, 40 사이의 접촉 손실이 발생하지 않게 되면, 이로써 완전한 스프링효과가 유지된다. 더 나아가 자재변형도 일어나지 않게 되는데, 후방플레이트 20가 스프링 레그를 언급한 영역 바깥쪽을 건드리지 않기 때문이다.최신 기술 적용 시 일어나는 불리한 부수적 레버암은 더 이상 발생하지 않게 된다.

이러한 형태의 스프링은 무엇보다도 도 8과 9에 입각한 누름 브래킷 32의 위치 변위 시 추가적 탄젠트적 선 가압 유발 시 유리하게 작용한다.

선호되는 제동방향의 반대 방향으로의 제동 현상이 가이드레일 내 브레이크판의 측면 움직임과 함께 발생되어, 브레이크판이 가이드레일의 벽에 부딪히게 되면,그로 인하여 가압되는 스프링 레그46가 웅덩이/주머니 형태의 윤곽을 따라 누름 브래킷의 대(여기에서는 오른쪽 대 36)에 접하게 될 수 있다.다시 말해,브레이크판이 이 대를 가압하게 된다. 또한 브레이크-릴리스 시에 이러한 상대적 형태 맞춤(form fitting) 덕분에 보다 개선된, 추가적 미는 효과(전단-효과)를 누름 브래킷의 이 쪽 부분 상에서 발생시킬 수도 있다. 이로써 가압되는 스프링 레그가 제동 막바지에 이르러서 보다 쉽게 가압해제되어, 브레이크판을 방사상으로 뿐 아니라 다시 탄젠트적으로 (주변 방향으로)레일 위치로 팽팽하게 고정시킨다. 더 나아가 전단텐션 및 압력텐션이 웅덩이 윤곽선 위로 발생하게 된다. 현재 기술로는 이러한 선 가압이 오로지 변형된 L-자형 연결영역으로부터만 가능했다.

새로운 스프링형태는 성공적으로 적용 가능했다. 브레이크판과 해당 가이드레일에 대해 방사상으로 또는 방사상 및 탄젠트적으로 일어나는 스프링 선 가압을 수반하게 되는 브레이크캘리퍼 내 누름 브래킷의 중앙 배치뿐 아니라 중앙에서 빗나간 배치 역시 성공적으로 가능했다.

도 10에서는 누름 스프링30의 단면이 도시되어, 개방구50의 길이 X2가 돌출부 38의 길이 X1보다 길다는 사실을 확인할 수 있다. 도 10에서는 비록 이것이 오른쪽에서만 확인 가능하지만, 대칭적 구조를 가졌으므로 왼쪽에도 동일하다.

위에서 기술한 길이 X1과 X2의 차이 때문에 누름 스프링30은 운행상태에 따라서 돌출부 35, 38에 의해 방해 받지 않으면서 길게 펼쳐지거나 짧게 눌릴 수 있다. 다시 말해 돌출부 35, 38는 개방구48, 50의 좁은 벽에 접촉하지 않는다. 스프링효과는 결국 항상 스프링 레그의 끝부분 즉,중앙에서 봤을 때 35, 38 뒤쪽에 가해지며 이는 DE 698 16 175 T2에 소개된 이론과 반대되는 현상이다.

도 11는누름 스프링 30이 누름 브래킷34, 36을 주머니(웅덩이) 모양으로 감싸 안고 있음을 명확하게 보여준다. 이때 각각의 주머니(웅덩이)의 벽은 대칭적이지 않다.중앙 영역 쪽으로의 벽의 높이 H1는 누름 브래킷의 지름 정도가 되며, 반대 편 벽의 높이 H2는 약 그 절반 정도가 된다. 이로써 각각의 스프링 레그와 특히 스프링 레그의 개방된 끝이 각각의 가압상황에 적합하게 충분히 움직일 수 있는 여유공간을 갖는다.

도 12는 공관적(共觀的)으로 두 개의 스프링을 도시한다. 중앙선 기준으로 좌측에는 도 4에 입각한 부분하중이 가해졌을 때의 모습이 도시된다. 중앙선 기준으로 우측에는 누름 브래킷이 없고 가압되지 않은 상태가 도시된다. 누름 스프링30은 도 12에 입각해 가압되지 않은 상태에서, 누름 브래킷을 통해 가압되고 부분하중에 의해 후방플레이트의 바깥쪽 면 방향으로 이동될 때보다 측면으로 뻗는데 있어서 보다 짧고 높게 즉,강하게 휘어진다.

비록 후방플레이트 상의 새로운 스프링-윤곽이 언급되기는 했지만, 이러한 경우에 대해서만 우선적으로 적용될 수 있을 뿐 아니라, 디스크브레이트에서텐셔닝장치와 같은 쪽에 있는 브레이트 판 사이에 스프링선 가압이 가능한 별도의 압력플레이가 존재할 시 별도의 압력플레이트 및 압력분산플레이에도 본 발명에 입각한 적용이 가능하다는 점을 강조할 필요가 있다.이러한 압력판은 도 1에서 60번에 해당한다.

앞서 언급한 간격 즉,작용 S를 유발시키는 이 간격은 기타 조건에 맞게 선택해야 한다.이 간격은 무엇보다도 브레이크의 크기와 기대되는 제동력에 따라 달라져야 한다.예를 들어 림사이즈가 17'' 내지 25''인 타이어를 위한 브레이크의 경우 간격은 최소 2 내지 4mm가 된다.

상기 설명,청구내용 및 도해를 통해 소개된 본 발명의 특징들은 본 발명의 실험을 위해 개별적으로 구현된 그리고 임의적으로 조합된 실시예로 실현될 수 있다.

Claims (9)

1. 특히 영업용 차량을 위한 디스크 브레이크로서,
   제동 시 브레이크 디스크(12)를 향해 가압되는 가압 장치(22, 24)를 가지며,
   가압 장치를 아래쪽으로 눌러주는 리프 스프링 링 형태의 누름 스프링(28, 30)을 가지며,
   두 개의 대(34, 36)를 구비하며 누름 스프링을 가압 장치를 향해 선 가압(preload)하는 누름 브래킷(32)을 가지는 디스크 브레이크로서,
   누름 스프링이
   - 수평면에 있어서 대칭적으로 구성되어 있으며 두 개의 스프링 레그(44, 46)를 갖추고 있으며, 이 두 개의 스프링 레그 사이에는 방사상으로 외부로 향해 (형태 맞춤형(form fittingly)으로) 누름 브래킷의 두 대 사이로 뻗어 있는 중앙 영역(42)이 존재하며,
   - 두 개의 스프링 레그는 각기 하나의 개방구(48, 50)를 가지고 있어 가압 장치 상의 한 돌출부(35, 38)가 각기 그 개방구를 향해 뻗어 있으며,
   - 스프링 레그가
   - 누름 브래킷의 대중 하나가 각기 아래쪽으로 눌러지는 형태로 접하는 첫 번째 영역(52, 54)과
   - 아래쪽으로 누르는 형태로 가압 장치에 접하는 두 번째 영역(56, 58)을 가지며,
   스프링 레그의 첫 번째 영역이 휴식 상태에서 간격(S)을 두고 가압 장치에 의해 지지되고,
   이때 스프링 레그가 첫 번째 영역(52, 54)에서 두 번째 영역(56, 58)을 향해 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크
2. 청구항 1에 있어서,
   누름 스프링(28, 30)이 누름 브래킷(32)의 두 대(34, 36)가 각기 웅덩이(주머니)형태로 감싸져 있으며, 이때 스프링 레그(44, 46)의 첫 번째 영역(52, 54)이 이 웅덩이의 바닥을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   두 번째 영역(56, 58)이 적어도 부분적으로 첫 번째 영역(52, 54)과 마주보는 개방구(48, 50)의 측면에 존재하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   개방구(48, 50)가 돌출부(35, 38)보다 긴 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   누름 스프링(28, 30)이 설치된 상태에서 가압 장치(22, 24)에 대하여 브레이크판(12)의 주변 방향으로 위치가 변위되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   디스크 브레이크의 누름 스프링으로,
   디스크 브레이크의 누름 스프링이 대칭적으로 구성되어 있으며 두 개의 스프링 레그(44, 46)를 갖추고 있으며, 이 두 개의 스프링 레그 사이에는 설치된 상태에서 방사상으로 바깥쪽으로 향하면서 누름 브래킷(32)의 두 대(34, 36) 사이로 뻗어 있는 중앙 영역(42)이 존재하며,
   두 개의 스프링 레그는 각기 하나의 개방구(48, 50)를 가지고 있어 설치된 상태에서 가압 장치상의 한 돌출부(35, 38)가 각기 그 개방구를 향해 뻗어 있으며,
   스프링 레그가
   - 누름 브래킷의 대가 설치된 상태에서 각기 아래쪽으로 눌려진 형태로 접하는 첫 번째 영역(52, 54)과
   - 설치된 상태에서 아래쪽으로 눌려진 형태로 가압 장치에 접하는 두 번째 영역(56, 58)을 가지며,
   스프링 레그의 첫 번째 영역이 설치된 상태에서 휴식 상태에서 간격을 두고 가압 장치에 의해 지지되며
   스프링 레그는 첫 번째 영역(52, 54)에서 두 번째 영역(56, 58)을 향해 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 누름 스프링.
7. 청구항 6에 있어서,
   누름 스프링이 설치된 상태에서 누름 브래킷(32)의 두 대(34, 36)를 각기 웅덩이모양으로 감싸며, 이때 스프링 레그(44, 46)의 첫 번째 영역(52, 54)이 각 웅덩이의 바닥을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 누름 스프링.
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   두 번째 영역(56, 58)이 적어도 부분적으로 첫 번째 영역(52, 54)과 마주보는 개방구(48, 50)의 측면에 존재하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 누름 스프링.
9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   개방구(48, 50)가 돌출부(35, 38)보다 긴 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 누름 스프링.

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