IT201600069575A1

IT201600069575A1 - Disco freno per bicicletta

Info

Publication number: IT201600069575A1
Application number: IT102016000069575A
Authority: IT
Inventors: Davide Zenere; Mario Meggiolan
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-05
Also published as: US10330161B2; US20180010657A1; CN107575511A; EP3267064A1; JP2018028384A; TWI780054B; CN107575511B; TW201809496A

Description

Disco freno per bicicletta

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un disco freno per bicicletta.

In particolare, il disco freno è configurato per essere montato su un mozzo di una ruota della bicicletta.

Preferibilmente, detta bicicletta è una bicicletta da competizione.

Come noto, è ormai diffuso nelle biciclette l’impiego di freni a disco. Tali freni sono infatti spesso preferiti ai tradizionali freni di altra concezione per il fatto di garantire un’elevata forza frenante e di essere meno soggetti a problemi causati da fango o acqua.

Tipicamente, un freno a disco comprende una pinza fissata sul telaio della bicicletta ed un disco freno montato sul mozzo della ruota. All’interno della pinza vi sono due o quattro pastiglie di frenatura contrapposte. Il disco freno ruota all’interno dello spazio definito tra le contrapposte pastiglie. Azionando la leva del freno, le pastiglie vengono avvicinate al disco freno, generando attrito sul disco freno e, conseguentemente, frenando la ruota.

Il disco freno comprende una pista frenante configurata per cooperare con pastiglie ed una porzione anulare radialmente interna di accoppiamento al mozzo.

Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con ‘‘assiale’’, ‘‘assialmente’’, ‘‘longitudinale’’, ‘‘longitudinalmente’’ e simili si fa riferimento ad una direzione sostanzialmente coincidente o sostanzialmente parallela ad un asse di rotazione del disco freno, che sostanzialmente coincide con un asse longitudinale del mozzo, mentre con ‘‘radiale’’, ‘‘radialmente’’ e simili si fa riferimento ad una direzione che giace in un piano sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione del disco freno e che passa per tale asse di rotazione.

La pista frenante è realizzata in un materiale che garantisce buone caratteristiche di frenatura, ad esempio è realizzata in acciaio.

Il disco freno può essere realizzato in un solo pezzo o, per ridurne il peso, esso può essere realizzato in due componenti.

In questo caso il disco freno comprende un primo componente avente la pista frenante ed un secondo componente avente la porzione anulare radialmente interna di accoppiamento al mozzo.

Il primo componente è realizzato in un primo materiale che garantisce buone caratteristiche di frenatura, quale ad esempio acciaio, mentre il secondo componente è realizzato in un secondo materiale più leggero, quale ad esempio alluminio o leghe leggere.

Il secondo componente ha una pluralità di porzioni radialmente esterne di collegamento al primo componente in corrispondenza di una rispettiva pluralità di porzioni di collegamento del primo componente.

In gergo, il secondo componente è chiamato ragno “spider”, mentre il primo componente è indicato semplicemente con l’espressione “pista frenante”.

Il collegamento tra le porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente e le porzioni di collegamento del primo componente può essere fisso oppure, alternativamente, essere tale da consentire un gioco relativo radiale e/o assiale tra il primo e il secondo componente.

Tale gioco relativo risulta utile per permettere che le dilatazioni termiche del primo componente che avvengono durante l’uso (per l’attrito generato dal contatto tra pastiglie e pista frenante) non creino indesiderate sollecitazioni in corrispondenza delle zone di collegamento tra primo componente e secondo componente.

Per quanto riguarda l’accoppiamento al mozzo, la porzione anulare radialmente interna del disco freno (che è realizzata nel secondo componente, nel caso di disco freno realizzato in due componenti) è provvista di una superficie radialmente interna scanalata (ossia una superficie radialmente interna che è sviluppata longitudinalmente ed è provvista di scanalature longitudinali), che viene montata su una coniugata superficie radialmente esterna scanalata (ossia una superficie radialmente esterna che è sviluppata longitudinalmente ed è provvista di scanalature longitudinali coniugate quelle della superficie radialmente interna) di una porzione del mozzo, come è divulgato nella domanda di brevetto EP 1932753 a nome della stessa Richiedente.

In EP 1932753 è anche divulgata una ghiera di serraggio, che viene avvitata sul mozzo fino ad arrivare in battuta assiale sulla porzione anulare radialmente interna del disco freno, così da definire la posizione assiale del disco freno sul mozzo.

La Richiedente ha osservato che, nel caso di disco freno realizzato in due componenti, è necessario che il collegamento tra le porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente e le porzioni di collegamento del primo componente sia estremamente affidabile, in maniera che sia garantita il più possibile una sicura qualità di frenata.

Un danneggiamento o rottura dei collegamenti tra primo e secondo componente potrebbe comportare forti limitazioni nella qualità di frenata, fino anche all’impossibilità stessa della frenata, con le evidenti gravi conseguenze a livello di sicurezza.

Quanto sopra esposto assume, se possibile, una importanza ancora maggiore nel settore delle biciclette da competizione.

Il problema alla base della presente invenzione è quello di realizzare un disco freno per bicicletta che, oltre ad avere ottime caratteristiche di robustezza e leggerezza, garantisca nel tempo una estrema sicurezza di frenata.

La presente invenzione riguarda pertanto un disco freno per bicicletta comprendente:

- un primo componente realizzato in un primo materiale ed avente una pista frenante configurata per cooperare con pastiglie di frenatura;

- un secondo componente realizzato in un secondo materiale ed avente (i) una porzione anulare radialmente interna di accoppiamento ad un mozzo di una ruota della bicicletta e (ii) una pluralità di porzioni radialmente esterne di collegamento a detto primo componente in corrispondenza di una rispettiva pluralità di porzioni di collegamento di detto primo componente;

caratterizzato dal fatto che detto primo componente comprende inoltre una porzione anulare radialmente interna collegata a detta pista frenante, e dal fatto di comprendere organi di serraggio assiale attivi sulle porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente per mantenere in pressione reciproca dette porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente.

Vantaggiosamente, grazie alla previsione della porzione anulare radialmente interna del primo componente e degli organi di serraggio assiale attivi sulle porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente, il primo e secondo componente sono mantenuti in pressione reciproca anche nel malaugurato caso di danneggiamento o rottura del collegamento tra il primo e il secondo componente in corrispondenza delle porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente e delle rispettive porzioni di collegamento del primo componente.

Infatti, gli organi di serraggio assiale mantengono in pressione reciproca le porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente, che per attrito restano rotazionalmente sostanzialmente vincolate tra loro anche nel malaugurato caso di danneggiamento o rottura esposto sopra, senza che ci sia una rotazione relativa significativa tra primo e secondo componente, così da garantire una sufficiente possibilità di frenata, seppure con una efficienza inferiore rispetto al funzionamento normale del disco freno non danneggiato o rotto. Comunque, nel caso di danneggiamento o rottura esposto sopra, il ciclista provvederà a sostituire il disco freno quanto prima possibile per poter usufruire normale funzionamento del disco freno.

Inoltre, grazie alla previsione della porzione anulare radialmente interna del primo componente collegata alla pista frenante, si garantisce anche un irrobustimento del primo componente, così che la pista frenante del primo componente resista alle sollecitazioni a cui è sottoposta durante la frenata in maniera migliore che nei dischi freno della tecnica nota.

Si descrivono qui sotto caratteristiche preferite del disco freno per bicicletta secondo la presente invenzione, che possono essere previste singolarmente o in combinazione tra loro.

Preferibilmente, detta porzione anulare radialmente interna di detto primo componente è collegata a detta pista frenante tramite una pluralità di bracci di collegamento distinti da detta pluralità di porzioni di collegamento.

Vantaggiosamente, la previsione della porzione radialmente interna del primo componente e dei bracci di collegamento garantiscono un irrobustimento del primo componente, così che la pista frenante del primo componente resista alle sollecitazioni a cui è sottoposta durante la frenata in maniera migliore che nei dischi freno della tecnica nota.

Inoltre, i bracci di collegamento del primo componente distinti dalla pluralità di porzioni di collegamento consentono di disaccoppiare meccanicamente e funzionalmente le due zone di vincolo reciproco tra il primo ed il secondo componente. In questo modo, il danneggiamento o rottura del collegamento tra il primo e il secondo componente, in corrispondenza delle porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente e delle rispettive porzioni di collegamento del primo componente, non pregiudica il vincolo meccanico rotazionale tra il primo ed il secondo componente in corrispondenza delle porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente.

Preferibilmente, detti organi di serraggio assiale sono inoltre predisposti per vincolare assialmente detta porzione anulare radialmente interna del secondo componente a detto mozzo.

Vantaggiosamente, gli organi di serraggio assiale definiscono quindi anche la posizione assiale del disco freno rispetto al mozzo.

Preferibilmente, gli organi di serraggio assiale sono in battuta contro la porzione anulare radialmente interna del primo componente.

Più preferibilmente, detta porzione anulare radialmente interna di detto primo componente è provvista di una superficie assialmente esterna zigrinata.

Vantaggiosamente, la superficie assialmente esterna zigrinata consente di aumentare l’attrito con gli organi di serraggio assiale in battuta contro la porzione anulare radialmente interna del primo componente.

Preferibilmente, detta porzione anulare radialmente interna del primo componente è almeno parzialmente sovrapposta in direzione assiale alla porzione anulare radialmente interna del secondo componente.

Vantaggiosamente, tanto maggiore è la sovrapposizione, tanto maggiore è l’attrito tra le porzioni anulari radialmente interne del primo e del secondo componente, su cui sono attivi gli organi di serraggio assiale.

Preferibilmente, detti organi di serraggio assiale comprendono un collare in battuta assiale sulla porzione anulare radialmente interna del primo componente ed una ghiera di serraggio, che si sviluppa in allontanamento assiale dal collare, predisposta per accoppiarsi a detto mozzo.

Più preferibilmente, detto collare e detta ghiera di serraggio sono realizzati di pezzo.

Preferibilmente, almeno uno di detti bracci di collegamento di detto primo componente e almeno una di dette porzioni radialmente esterne di collegamento di detto secondo componente sono reciprocamente accoppiati tramite almeno un accoppiamento di forma.

Vantaggiosamente, grazie alla previsione di accoppiamenti di forma tra bracci di collegamento del primo componente e porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente, il primo e secondo componente sono mantenuti in accoppiamento anche nel malaugurato caso di danneggiamento o rottura del collegamento tra il primo e il secondo componente in corrispondenza delle porzioni radialmente esterne di collegamento del secondo componente e delle rispettive porzioni di collegamento del primo componente.

Infatti, i suddetti accoppiamenti di forma permettono al primo e secondo componente di restare rotazionalmente sostanzialmente vincolati tra loro anche nel malaugurato caso di danneggiamento o rottura esposto sopra, senza che ci sia una rotazione relativa significativa tra primo e secondo componente, così da garantire una sufficiente possibilità di frenata, seppure con una efficienza inferiore rispetto al funzionamento normale del disco freno non danneggiato o rotto.

Inoltre, i suddetti accoppiamenti di forma garantiscono anche un irrobustimento del primo componente, così che la pista frenante del primo componente resista alle sollecitazioni a cui è sottoposta durante la frenata in maniera migliore che nei dischi freno della tecnica nota.

Vantaggiosamente, inoltre, l’accoppiamento di forma non richiede ulteriori elementi strutturali, quali bulloni, rivetti, viti o simili, per poter esplicare la propria azione.

Preferibilmente, detto almeno un accoppiamento di forma comprende almeno una sede di alloggiamento realizzata su uno tra detto almeno un braccio di collegamento e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento ed alloggiante una porzione dell’altro tra detto almeno un braccio di collegamento e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento.

Vantaggiosamente, le sedi di alloggiamento sono realizzabili in maniera agevole dal punto di vista costruttivo.

Preferibilmente, detto almeno un braccio di collegamento e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento si estendono lungo direzioni di sviluppo sostanzialmente incrociate tra di loro.

Vantaggiosamente, le direzioni di sviluppo sostanzialmente incrociate tra di loro migliorano le caratteristiche strutturali di resistenza a torsione del disco freno, così come anche il vincolo rotazionale sostanziale tra il primo e il secondo componente.

Preferibilmente, detta almeno una sede di alloggiamento è realizzata su detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento del secondo componente ed ha una profondità assiale maggiore o uguale a metà di uno spessore assiale di detto almeno un braccio di collegamento di detto primo componente misurato in corrispondenza di detta sede di alloggiamento. Più preferibilmente, detta almeno una sede di alloggiamento ha una profondità assiale uguale allo spessore assiale di detto almeno un braccio di collegamento di detto primo componente.

Vantaggiosamente, le suddette profondità assiali della sede di alloggiamento garantiscono un sufficiente vincolo rotazionale sostanziale tra il primo e il secondo componente.

Preferibilmente, detta sede di alloggiamento comprende almeno uno spallamento ricavato su detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento del secondo componente riscontrato da una porzione di detto almeno un braccio di collegamento di detto primo componente, detto spallamento avendo una direzione di sviluppo sostanzialmente parallela ad una direzione di sviluppo di detto almeno un braccio di collegamento di detto primo componente.

Preferibilmente, detta pista frenante, detta pluralità di bracci di collegamento, detta pluralità di porzioni di collegamento e detta porzione anulare radialmente interna di detto primo componente hanno uno spessore assiale sostanzialmente uniforme e sono sostanzialmente complanari.

Vantaggiosamente, il primo componente è realizzabile in maniera agevole dal punto di vista costruttivo.

Preferibilmente, detto primo componente è posto su un primo piano mediano di giacitura assialmente esterno rispetto ad un secondo piano mediano di giacitura di detto secondo componente, in cui detti primo e secondo piani di giacitura sono tra loro paralleli.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, fatta con riferimento ai disegni allegati ove:

- la figura 1 è una vista prospettica in esploso, di un mozzo di una ruota di bicicletta, comprendente un disco freno per bicicletta secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica del disco freno della figura 1;

- la figura 3 è una vista frontale del disco freno della figura 1;

- la figura 4 è una vista prospettica di un componente del disco freno della figura 1.

Con riferimento alle figure, con 10 è complessivamente indicato un disco freno per bicicletta secondo la presente invenzione.

Il disco freno 10 è configurato per essere montato su un mozzo 12 di una ruota (non illustrata) della bicicletta.

In particolare, nell’esempio non limitativo della figura 1 è mostrato un mozzo 12 per una ruota posteriore della bicicletta.

Il mozzo 12 è montato sul telaio della bicicletta.

In particolare, il telaio comprende due contrapposti bracci di supporto della ruota posteriore alle cui rispettive porzioni di estremità libere sono previste sedi di alloggiamento di contrapposte porzioni di estremità libera 12a, 12b del mozzo 12.

Una pinza (non illustrata) di un freno a disco è fissata sul telaio della bicicletta.

In particolare, la pinza è fissata in modo convenzionale ad uno dei bracci di supporto della ruota posteriore.

All’interno della pinza si trovano almeno due contrapposte pastiglie di frenatura (non illustrate).

Il disco freno 10 ruota all’interno dello spazio definito tra le contrapposte pastiglie di frenatura. Azionando la leva del freno (non illustrata), le pastiglie di frenatura vengono avvicinate al disco freno 10, generando attrito sul disco freno 10 e, conseguentemente, frenando la ruota.

In particolare, il mozzo 12 comprende un perno 13 esteso lungo un asse longitudinale X del mozzo 12 ed un corpo 14 girevolmente montato sul perno 13. L’asse longitudinale X coincide con l’asse di rotazione della ruota di bicicletta.

Il corpo 14 comprende una porzione di accoppiamento 16 al disco freno 10. Inoltre, il corpo 14 comprende, in posizione adiacente a tale porzione di accoppiamento 16 e da parte assialmente più interna rispetto ad essa, una ulteriore porzione di accoppiamento 17 ad una pluralità di raggi della ruota (non mostrati). Le porzioni di accoppiamento 16 e 17 sono preferibilmente porzioni di un unico corpo. In alternativa, le porzioni di accoppiamento 16 e 17 possono essere definite in due corpi distinti.

Sul corpo 14, da parte assialmente opposta rispetto alle porzioni di accoppiamento 16 e 17, è calettata una flangia 18 comprendente una porzione di accoppiamento ai restanti raggi della ruota, che risultano disposti da parte opposta alla suddetta pluralità di raggi con riferimento ad un piano di mezzeria del cerchio della ruota, tale piano essendo ortogonale all’asse di rotazione della ruota. Tale flangia 18 può essere parte integrante del corpo 14.

Una coppia di cuscinetti a rotolamento (non illustrati) è radialmente interposta tra il perno 13 ed il corpo 14 e consente la rotazione del corpo 14 rispetto al perno 13. I cuscinetti sono montati in posizione adiacente alle contrapposte porzioni di estremità libera del perno 13.

La porzione di accoppiamento 16 comprende una sede disco 16a, per l'accoglimento ed il bloccaggio in rotazione del disco freno 10, ed uno spallamento 16b, che fornisce una posizione di battuta in senso assiale per il disco freno 10 montato sulla sede disco 16a.

La sede disco 16a comprende una superficie radialmente esterna scanalata, ossia una superficie radialmente esterna che è sviluppata longitudinalmente ed è provvista di scanalature longitudinali.

Il disco freno 10 comprende una superficie radialmente interna scanalata 42a coniugata a quella della sede disco 16a (ossia una superficie radialmente interna 42a che è sviluppata longitudinalmente ed è provvista di scanalature longitudinali coniugate quelle della superficie radialmente esterna scanalata della sede disco 16a), come verrà meglio descritto nel seguito.

Più in generale, la sede disco 16a è sagomata secondo un profilo ad accoppiamento di forma. Con questo termine si intende che il profilo della sede disco 16a ha caratteristiche geometriche tali da consentire la trasmissione di una torsione fra il corpo 14 (sul quale la sede disco 16a è ricavata) ed il disco freno 10 montato su tale sede disco 16a con un profilo coniugato. Un profilo ad accoppiamento di forma può essere ad esempio un profilo poligonale, oppure un profilo circolare con un'alterazione (ad esempio, spianato lungo una corda), od altro. In particolare, il profilo ad accoppiamento di forma della sede disco 16a illustrata nell’esempio non limitativo delle figure è un profilo scanalato, con risalti e gole, orientati in direzione parallela all'asse X.

Lo spallamento 16b è previsto adiacente ad un lato assialmente interno della sede disco 16a.

Adiacente al contrapposto lato assialmente esterno della sede disco 16a è prevista una porzione filettata 20, formata in corrispondenza di una porzione di estremità libera del corpo 14, per l'accoppiamento con una ghiera di serraggio 22, che trattiene il disco freno 10 nella sede disco 16a, contro lo spallamento 16b.

Facendo ora particolare riferimento alle figure 2-4, il disco freno 10, avente asse di rotazione coincidente con l’asse longitudinale X del mozzo 12, comprende un primo componente 30 ed un secondo componente 40.

Il primo componente 30 comprende una pista frenante 32 ed il secondo componente 40 comprende una porzione anulare radialmente interna 42 di accoppiamento al mozzo 12. La pista frenante 32 ha uno sviluppo sostanzialmente anulare. La porzione anulare radialmente interna 42 è provvista della superficie radialmente interna scanalata 42a descritta in precedenza.

Il primo componente 30 è realizzato in un primo materiale che garantisce buone caratteristiche di frenatura, quale ad esempio acciaio, mentre il secondo componente 40 è realizzato in un secondo materiale più leggero, quale ad esempio alluminio o leghe leggere.

Il secondo componente 40 comprende una pluralità di porzioni radialmente esterne 44 di collegamento al primo componente 30 in corrispondenza di una rispettiva pluralità di porzioni di collegamento 34 del primo componente 30. Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, le porzioni radialmente esterne 44 e le porzioni di collegamento 34 sono circonferenzialmente equidistanziate e sono in numero di sei. Nelle figure, per non appesantire la rappresentazione grafica, sono indicati i riferimenti numerici solo su alcune delle porzioni radialmente esterne 44 e delle porzioni di collegamento 34, così come solo su alcuni di altri elementi descritti nel seguito.

Il collegamento tra le porzioni radialmente esterne di collegamento 44 del secondo componente 40 e le porzioni di collegamento 34 del primo componente 30 può essere fisso oppure, alternativamente, essere tale da consentire un gioco relativo radiale e/o assiale tra il primo componente 30 e il secondo componente 40. Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, tale collegamento è realizzato attraverso perni cianfrinati 50, accolti in rispettivi fori formati nelle porzioni radialmente esterne 44 e nelle porzioni di collegamento 34.

La pista frenante 32 è configurata per cooperare con le pastiglie di frenatura.

Vantaggiosamente, il primo componente 30 comprende una porzione anulare radialmente interna 36 collegata alla pista frenante 32. La porzione anulare radialmente interna 36 potrebbe comprendere una superficie radialmente interna scanalata, analoga alla superficie radialmente interna scanalata 42a del secondo componente 40. Nell’esempio realizzativo illustrato nelle unite figure tale superficie radialmente interna scanalata della porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 non è prevista.

In particolare, la porzione anulare radialmente interna 36 è collegata alla pista frenante 32 tramite una pluralità di bracci di collegamento 38 distinti dalla pluralità di porzioni di collegamento 34. Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, i bracci di collegamento 38 sono circonferenzialmente equidistanziati e sono in numero di sei.

Sulle porzioni anulari radialmente interne 36, 42 del primo 30 e del secondo componente 40 sono attivi organi di serraggio assiale, che mantengono in pressione reciproca le porzioni anulari radialmente interne 36, 42 del primo 30 e del secondo componente 40.

Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, gli organi di serraggio assiale comprendono la ghiera di serraggio 22 descritta sopra.

In generale, gli organi di serraggio assiale sono inoltre predisposti per vincolare assialmente la porzione anulare radialmente interna 42 del secondo componente 40 al mozzo 12.

Gli organi di serraggio assiale sono in battuta contro la porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30.

La porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 è provvista di una superficie assialmente esterna zigrinata 36a.

La porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 è almeno parzialmente sovrapposta in direzione assiale alla porzione anulare radialmente interna 42 del secondo componente 40. Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, la porzione anulare radialmente interna 36 è sostanzialmente interamente sovrapposta in direzione assiale alla porzione anulare radialmente interna 42.

Gli organi di serraggio assiale preferibilmente comprendono un collare in battuta assiale sulla porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 e la ghiera di serraggio 22, che si sviluppa in allontanamento assiale dal collare, predisposta per accoppiarsi al mozzo 14.

Nell’esempio non limitativo illustrato nella figura 1, il collare è realizzato di pezzo con la ghiera di serraggio 22.

Vantaggiosamente, i bracci di collegamento 38 del primo componente 30 e le porzioni radialmente esterne di collegamento 44 del secondo componente 40 sono reciprocamente accoppiati tramite accoppiamenti di forma 60.

Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, accoppiamenti di forma 60 sono previsti su tutti i bracci di collegamento 38 e su tutte le porzioni radialmente esterne di collegamento 44. Alternativamente, accoppiamenti di forma 60 possono essere previsti solo su uno o alcuni dei bracci di collegamento 38 e porzioni radialmente esterne di collegamento 44.

In particolare, l’accoppiamento di forma 60 comprende una o più sedi di alloggiamento 62 realizzate sulla porzione radialmente esterna di collegamento 44 ed alloggiante/i una porzione del o dei bracci di collegamento 38. Alternativamente, viceversa, una o più sedi di alloggiamento 62 possono essere realizzate sui bracci di collegamento 38 ed alloggiare una porzione della o delle porzioni radialmente esterne di collegamento 44.

Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, su ciascuna porzione radialmente esterna di collegamento 44 sono previsti due sedi di alloggiamento 62 per due bracci di collegamento 38 consecutivi del primo componente 30.

Preferibilmente, le sedi di alloggiamento 62 sono previste su superfici assialmente esterne delle porzioni radialmente esterne di collegamento 44.

In particolare, le sedi di alloggiamento 62 comprendono spallamenti 62a ricavati sulla porzione radialmente esterna di collegamento 44 del secondo componente 40 riscontrato da una porzione del braccio di collegamento 38 del primo componente 30. Gli spallamenti 62a hanno direzioni di sviluppo sostanzialmente parallele a direzioni di sviluppo dei bracci di collegamento 38 del primo componente 30 che vengono alloggiati nelle rispettive sedi di alloggiamento 62.

Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, i bracci di collegamento 38 e la porzione radialmente esterna di collegamento 44 si estendono lungo direzioni di sviluppo sostanzialmente incrociate tra di loro. Preferibilmente, l’angolo formato tra un braccio di collegamento 38 ed una porzione radialmente esterna di collegamento 44 è compreso tra 45° e 110°, più preferibilmente compreso tra 70° e 100°, per esempio di circa 80°.

In particolare, i bracci di collegamento 38 del primo componente 30 si dipartono dalla porzione anulare radialmente interna 36 lungo direzioni sostanzialmente tangenziali e, nella vista frontale del disco freno 10 illustrata nella figura 3, sono dirette in verso antiorario. Viceversa, le porzioni radialmente esterne di collegamento 44 del secondo componente 40 si dipartono dalla porzione anulare radialmente interna 42 lungo direzioni sostanzialmente tangenziali e, nella vista frontale del disco freno 10 illustrata nella figura 3, sono dirette in verso orario.

Preferibilmente, le sedi di alloggiamento 62 hanno una profondità assiale maggiore o uguale a metà di uno spessore assiale dei bracci di collegamento 38 del primo componente 30, misurato in corrispondenza della sede di alloggiamento 62.

Preferibilmente, il primo componente 30 ha uno spessore assiale sostanzialmente uniforme, ad esempio compreso in un intervallo tra circa 1.8 mm e 2 mm.

Preferibilmente, la pista frenante 32, i bracci di collegamento 38, le porzioni di collegamento 34 e la porzione anulare radialmente interna 36 sono sostanzialmente complanari.

Il primo componente 30 è posto su un primo piano mediano di giacitura assialmente esterno rispetto ad un secondo piano mediano di giacitura del secondo componente 40, in cui tali primo e secondo piani di giacitura sono tra loro paralleli.

Preferibilmente, in corrispondenza della zona di sovrapposizione tra la porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 e la porzione anulare radialmente interna 42 del secondo componente 40, il secondo componente 40 comprende una scanalatura diretta assialmente avente una profondità uguale alla profondità delle sedi di alloggiamento 62.

In questo modo si riesce a garantire uno spessore uniforme del primo componente 30, il contatto della porzione anulare radialmente interna 36 del primo componente 30 sulla porzione anulare radialmente interna 42 del secondo componente e l’inserimento dei bracci di collegamento 38 nelle sedi di alloggiamento 62.

Nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure, i bracci di collegamento 38 hanno larghezza trasversale inferiore alla larghezza traversale delle porzioni di collegamento 34 del primo componente 30, che hanno larghezza trasversale sostanzialmente uguale a quella delle porzioni radialmente esterne di collegamento 44 del secondo componente 40.

Il rapporto tra la larghezza trasversale dei bracci di collegamento 38 e quella delle porzioni di collegamento 34 è ad esempio compreso in un intervallo tra circa 0,4 e 0,7.

Dal punto di vista del dimensionamento del disco freno 10, valgono le seguenti considerazioni.

In fase di frenata, le pastiglie di frenatura agiscono sulla pista frenante 32 come una sorgente di flusso di calore, che viene in parte smaltito per convezione, in parte trasmesso per conduzione verso il centro del disco freno 10 e al mozzo 12.

Si crea nel disco freno 10 un gradiente di temperatura radiale dal punto più caldo (bordo esterno del disco freno 10) al punto meno caldo (bordo interno del disco freno 10). Tale gradiente genera una deformazione del disco freno 10 e un relativo stato tensionale interno, poiché il disco freno 10 è vincolato al mozzo 12.

Il disco freno 10 dell’invenzione comprende i bracci di collegamento 38 realizzati interamente nel primo materiale del primo componente 30 e altri bracci formati dalle porzioni di collegamento 34, realizzate nel primo materiale del primo componente 30, collegate tramite perni cianfrinati 50 alle porzioni radialmente esterne di collegamento 44, realizzate nel secondo materiale del secondo componente 40.

Per ottenere la massima stabilità termica del disco freno 10, è opportuno dimensionare la lunghezza dei bracci di collegamento 38, delle porzioni di collegamento 34 e delle porzioni radialmente esterne di collegamento 44 in modo che la deformazione radiale sia il più possibile uniforme durante la fase di frenata.

Tali lunghezze possono essere variate in maniera indipendente all’interno di un intervallo finito, modificando l’angolo di sviluppo di ciascun braccio di collegamento 38 e di ciascun braccio formato dalle porzioni di collegamento 34 collegate alle porzioni radialmente esterne di collegamento 44 rispetto alla direzione radiale.

Inoltre, per le porzioni di collegamento 34 e le porzioni radialmente esterne di collegamento 44 è possibile stabilire il punto ove è previsto il collegamento con il perno cianfrinato 50, cioè la percentuale della lunghezza totale realizzata nel primo materiale del primo componente 30 (la restante lunghezza è, di conseguenza, realizzata nel secondo materiale del secondo componente 40). Tale percentuale della lunghezza totale realizzata nel primo materiale del primo componente 30 può essere ad esempio compresa in un intervallo tra circa 10° e 60°.

Il dimensionamento può essere ulteriormente migliorato considerando la resistenza termica di contatto dei collegamenti tra primo 30 e secondo componente 40; in questo modo si può eseguire il dimensionamento utilizzando un profilo di temperatura più realistico.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti al disco freno per bicicletta della presente invenzione, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Disco freno (10) per bicicletta comprendente: - un primo componente (30) realizzato in un primo materiale ed avente una pista frenante (32) configurata per cooperare con pastiglie di frenatura; - un secondo componente (40) realizzato in un secondo materiale ed avente (i) una porzione anulare radialmente interna (42) di accoppiamento ad un mozzo (12) di una ruota della bicicletta e (ii) una pluralità di porzioni radialmente esterne di collegamento (44) a detto primo componente (30) in corrispondenza di una rispettiva pluralità di porzioni di collegamento (34) di detto primo componente (30); caratterizzato dal fatto che detto primo componente (30) comprende inoltre una porzione anulare radialmente interna (36) collegata a detta pista frenante (32), e dal fatto di comprendere organi di serraggio assiale (22) attivi sulle porzioni anulari radialmente interne (36, 42) del primo (30) e del secondo componente (40) per mantenere in pressione reciproca dette porzioni anulari radialmente interne (36, 42) del primo (30) e del secondo componente (40).
2. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detta porzione anulare radialmente interna (36) di detto primo componente (30) è collegata a detta pista frenante (32) tramite una pluralità di bracci di collegamento (38) distinti da detta pluralità di porzioni di collegamento (34).
3. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti organi di serraggio assiale (22) sono inoltre predisposti per vincolare assialmente detta porzione anulare radialmente interna (42) del secondo componente (40) a detto mozzo (12).
4. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli organi di serraggio assiale (22) sono in battuta contro la porzione anulare radialmente interna (36) del primo componente (30).
5. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta porzione anulare radialmente interna (36) di detto primo componente (30) è provvista di una superficie assialmente esterna zigrinata (36a).
6. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta porzione anulare radialmente interna (36) del primo componente (30) è almeno parzialmente sovrapposta in direzione assiale alla porzione anulare radialmente interna (42) del secondo componente (40).
7. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui detti organi di serraggio assiale comprendono un collare in battuta assiale sulla porzione anulare radialmente interna (36) del primo componente (30) ed una ghiera di serraggio (22), che si sviluppa in allontanamento assiale dal collare, predisposta per accoppiarsi a detto mozzo (12).
8. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 7, in cui detto collare e detta ghiera di serraggio (22) sono realizzati di pezzo.
9. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui almeno uno di detti bracci di collegamento (38) di detto primo componente (30) e almeno una di dette porzioni radialmente esterne di collegamento (44) di detto secondo componente (40) sono reciprocamente accoppiati tramite almeno un accoppiamento di forma (60).
10. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 9, in cui detto almeno un accoppiamento di forma (60) comprende almeno una sede di alloggiamento (62) realizzata su uno tra detto almeno un braccio di collegamento (38) e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento (44) ed alloggiante una porzione dell’altro tra detto almeno un braccio di collegamento (38) e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento (44).
11. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 10, in cui detto almeno un braccio di collegamento (38) e detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento (44) si estendono lungo direzioni di sviluppo sostanzialmente incrociate tra di loro.
12. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui detta almeno una sede di alloggiamento (62) è realizzata su detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento (44) del secondo componente (40) ed ha una profondità assiale maggiore o uguale a metà di uno spessore assiale di detto almeno un braccio di collegamento (38) di detto primo componente (30) misurato in corrispondenza di detta sede di alloggiamento (62).
13. Disco freno (10) secondo la rivendicazione 12, in cui detta sede di alloggiamento (62) comprende almeno uno spallamento (62a) ricavato su detta almeno una porzione radialmente esterna di collegamento (44) del secondo componente (40) riscontrato da una porzione di detto almeno un braccio di collegamento (38) di detto primo componente (30), detto spallamento (62a) avendo una direzione di sviluppo sostanzialmente parallela ad una direzione di sviluppo di detto almeno un braccio di collegamento (38) di detto primo componente (30).
14. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui detta pista frenante (32), detta pluralità di bracci di collegamento (38), detta pluralità di porzioni di collegamento (34) e detta porzione anulare radialmente interna (36) di detto primo componente (30) hanno uno spessore assiale sostanzialmente uniforme e sono sostanzialmente complanari.
15. Disco freno (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo componente (30) è posto su un primo piano mediano di giacitura assialmente esterno rispetto ad un secondo piano mediano di giacitura di detto secondo componente (40), in cui detti primo e secondo piani di giacitura sono tra loro paralleli.