IT201800004709A1

IT201800004709A1 - Gruppo frenante per una ruota anteriore di un veicolo a due ruote

Info

Publication number: IT201800004709A1
Application number: IT102018000004709A
Authority: IT
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-10-19

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Gruppo frenante per una ruota anteriore di un veicolo a due ruote”

La presente invenzione ha per oggetto un gruppo frenante per una ruota anteriore di un veicolo a due ruote.

In particolare, il gruppo frenante della presente invenzione è rivolto ad una ruota anteriore di un veicolo a due ruote motorizzato, il quale è provvisto di una forcella anteriore mono braccio, la quale è disposta da un primo lato della ruota anteriore ed è dotata di una unità di ammortizzazione connessa ad una prima estremità di un mozzo anteriore della ruota anteriore.

L’unità di ammortizzazione può, ad esempio, comprendere un ammortizzatore ed un braccio di supporto, i quali sono tra di loro paralleli. Un esempio di veicolo a due ruote motorizzato provvisto di una forcella anteriore monobraccio disposta da un primo lato della ruota anteriore e dotata di una unità di ammortizzazione è, ad esempio, uno scooter del tipo “Vespa©” della casa costruttrice Piaggio, al quale viene fatto riferimento senza perdita di generalità.

In una Vespa©, entrambi i gruppi freno, sia anteriore che posteriore, sono a tamburo e cioè comprendono almeno una coppia di ceppi freno che si espandono all’interno di un anello freno il quale è solidale in rotazione alla rispettiva ruota.

Usualmente, i due gruppi freni sono comandati, indipendentemente l'uno dall'altro da un rispettivo organo di comando, ad esempio una leva azionabile da un utilizzatore.

L’organo di comando è configurato per portare i ceppi freno da una prima posizione non operativa, in cui i ceppi freno sono allontanati dall'anello freno, ad una seconda posizione operativa di frenata, in cui i ceppi freno sono a contatto con l'anello freno.

Come noto, i freni a tamburo sono efficaci e consentono una decelerazione elevata in poco tempo grazie a una superficie d'attrito molto elevata. Tuttavia, all'inizio della frenata, quando ciascun ceppo è portato a contatto dell’anello freno, il contatto tra il ceppo e l’anello freno viene ancora di più accentuato dal movimento rotatorio dell’anello freno stesso e pertanto risulta difficoltosa una modulazione dell’inizio della frenata.

Questo è particolarmente svantaggioso se il veicolo a due ruote è utilizzato in un percorso cittadino, nel quale vi è una frequenza di frenata elevata, oppure in un circuito di gara, là ove deve essere garantito al pilota del veicolo un controllo completo sul veicolo stesso.

Proprio per questo, attualmente, il mercato di questo tipo di veicoli a due ruote, come ad esempio una Vespa© oppure scooter simili, richiede sempre di più dei gruppi frenanti in grado di permettere all’utilizzatore, oppure al pilota, una gestione della potenza frenante mirata alla riduzione degli spazi di arresto ed abbinata ad un maggiore senso di confidenza e ad una superiore facilità di controllo del veicolo a due ruote durante l’operazione di frenata stessa. In altre parole, il gruppo frenante deve aumentare la sicurezza del veicolo a due ruote a parità di potenza e capacità frenanti installate sul veicolo a due ruote.

Scopo della presente invenzione è rendere disponibile un gruppo frenante per una ruota anteriore di un veicolo a due ruote che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo del presente trovato mettere a disposizione un gruppo frenante per veicoli a due ruote in grado di aumentare la sicurezza di frenata del veicolo a due ruote e mantenendo contenuti i costi della struttura del gruppo frenante.

Ulteriore scopo della presente invenzione è proporre un gruppo frenante per veicoli a due ruote in grado di essere montato su diverse tipologie di veicoli a due ruote, eventualmente anche in sostituzione di un gruppo frenante a tamburo già installato nel veicolo stesso, senza alterarne la struttura tecnica e con ridotti costi aggiuntivi.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dal gruppo frenante per veicoli a due ruote oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

Le caratteristiche del gruppo frenante per veicoli a due ruote in oggetto risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una ruota anteriore di un veicolo a due ruote provvisto del gruppo frenante secondo la presente invenzione, in cui la ruota comprende un mozzo dotato di una prima estremità e di una seconda estremità ed in cui la figura è una vista laterale schematica dal lato della seconda estremità.

- la figura 2 illustra la ruota anteriore di figura 1, in cui la figura è una vista laterale schematica con alcune parti asportate per chiarezza, dal lato della prima estremità;

- la figura 3 illustra la ruota anteriore di figura 1, in cui è stata asportato per chiarezza un guscio esterno, di copertura della seconda estremità del mozzo;

- la figura 4 illustra una vista in esploso della ruota anteriore di figura 1, comprendente il gruppo frenante, a sua volta comprendente un disco freno ed una pinza freno posta a cavallo del disco freno stesso, dal lato della seconda estremità;

- la figura 5 illustra una vista in esploso della ruota anteriore di figura 2, comprendente il gruppo frenante, in cui è visibile il disco freno e la pinza freno, dal lato della prima estremità;

- la figura 6 illustra una vista in dettaglio, con altre parti rimosse per chiarezza, della pinza freno, di una parte di supporto sagomata a “C” della pinza freno stessa e di un ammortizzatore ausiliario, dal lato della seconda estremità;

- la figura 7 illustra la vista in dettaglio di figura 6, dal lato della prima estremità;

- la figura 8 illustra in esploso la pinza freno, la parte di supporto sagomata a “C” e l’ammortizzatore ausiliario di figura 7;

- la figura 9 illustra l’ammortizzatore ausiliario delle figure 6 e 7, connesso ad un braccio di supporto della unità di ammortizzazione.

Con riferimento alle figure 1-9 citate, si è indicato con 1 una ruota anteriore di un veicolo a due ruote (non illustrato).

In un veicolo, ciascuna ruota 1, disposta per ruotare attorno ad un asse di rotazione A, comprende un mozzo 2 provvisto di una prima estremità 2a e di una seconda estremità 2b. Il mozzo 2 accoglie al suo interno cuscinetti per permettere ad un perno ruota di ruotare rispetto al mozzo 2 stesso. Il veicolo a due ruote, sul quale può essere vantaggiosamente installato un gruppo frenante oggetto della presente invenzione, comprende una ruota 1 anteriore, che comprende un mozzo 2 anteriore, e comprende in aggiunta una forcella anteriore monobraccio (non illustrata) la quale è dotata di una unità di ammortizzazione 3 connessa alla prima estremità 2a del mozzo 2 anteriore.

L’unità di ammortizzazione 3 comprende inoltre una biella sagomata 301, dotata di una apertura 302, la quale è configurata per ricevere un perno (non illustrato) di rotazione della ruota 1.

L’unità di ammortizzazione 3 comprende inoltre un braccio di supporto 303, il quale è fissato alla biella 301 ad una distanza prefissata dalla apertura 302, ed un ammortizzatore (non illustrato), il quale è connesso alla prima estremità 2a del mozzo 2 anteriore. In questo modo il braccio di supporto 303 e l’ammortizzatore sono tra di loro paralleli ma il braccio di supporto 303 è fuori asse rispetto al mozzo 2 anteriore.

Un veicolo a due ruote con una forcella monobraccio di tale tipo è, ad esempio, una Vespa© della casa costruttrice Piaggio©.

Il gruppo frenante secondo la presente invenzione, installabile nella ruota anteriore 1 di tale veicolo a due ruote, comprende un disco freno 4, il quale è connesso alla ruota anteriore 1 per ruotare con essa attorno all’asse di rotazione A.

Il gruppo frenante comprende inoltre una pinza freno 5, la quale è disposta a cavallo del disco freno 4 ed è comandabile da un utilizzatore, da una configurazione inattiva ad una configurazione di frenata, per arrestare una rotazione del disco freno 4, la pinza freno 5 essendo connessa alla seconda estremità 2b del mozzo anteriore 2, come meglio vedremo nel seguito in dettaglio.

La pinza freno 5 è di tipo noto e comprende una sede per pastiglie (non illustrate) che sono spinte contro il disco freno 4 per mezzo di un dispositivo di comando (non illustrato) che può essere di tipo meccanico oppure idraulico ed è collegato ad una leva di comando della frenata posizionata sul manubrio.

Il gruppo frenante comprende inoltre un guscio esterno 6 (figura 1) configurato come copertura, almeno parziale, della seconda estremità 2b del mozzo anteriore 2, il quale è connesso alla ruota anteriore 1 per ruotare con essa attorno all’asse di rotazione A.

Il guscio esterno 6 è fissato in modo noto ad un cerchione 10 della ruota 1, visibile in figura 4, alla quale è fissato un pneumatico 11.

Il gruppo frenante comprende inoltre un anello flangiato 7, il quale è fissato tra il disco freno 4 ed il guscio esterno 6, per alloggiare almeno parzialmente la pinza freno 5 ed il disco freno 4 e distanziare il disco freno 4 dal guscio esterno 6.

Grazie alla presenza dell’anello flangiato 7, posto come distanziale tra il guscio esterno 6 ed il disco freno 4, è possibile contenere all’interno del guscio esterno 6 stesso sia il disco freno 4 che la pinza freno 5, con un ingombro tale che è possibile sostituire un disco a tamburo come inizialmente fornito dalla casa produttrice, di cui usualmente la ruota anteriore 1 è provvista, con il gruppo frenante della presente invenzione. In altre parole, il gruppo frenante della presente invenzione può vantaggiosamente essere installato su veicoli a due ruote già esistenti (installazione in “retrofit”), senza necessità di sostituire e/o di modificare e/o adattare parti originali e strutturali del veicolo a due ruote.

Vantaggiosamente, questo implica che il gruppo frenante della presente invenzione può essere fornito in commercio presso qualsiasi rivenditore del settore, anche presso la grande distribuzione organizzata, data la grande facilità di installazione del gruppo frenante stesso che non richiede competenze specializzate.

Si aggiunge che una soluzione a disco freno 4 e pinza freno 5 garantisce una frenata controllata con possibilità da parte di un utilizzatore di modulare al meglio la frenata stessa.

Il disco freno 4 è connesso perimetralmente all’anello flangiato 7. Come illustrato nella figura 3, il disco freno 4 e l’anello flangiato 7 comprendono rispettivi bordi circolari esterni 402, 702 e rispettive porzioni di fissaggio 401, 701, le quali sono perimetrali e sporgono esternamente rispetto ai bordi circolari esterni 402, 702 del disco freno 4 e dell’anello flangiato 7. In questo modo, le porzioni di fissaggio 401, 701 consentono la connessione perimetrale del disco freno 4 all’anello flangiato 7 stesso, ad esempio mediante viti.

Oltre al bordo circolare esterno 402, il disco freno 4 comprende in aggiunta un bordo circolare interno 403 sul quale la pinza freno 5 è disposta a cavallo.

Grazie al fissaggio perimetrale esterno tra il disco freno 4 e l’anello flangiato 7, la pinza freno 5 può impegnarsi efficacemente sul bordo circolare interno del disco freno 4.

Preferibilmente, il bordo circolare interno 403 del disco freno 4 presenta un diametro interno maggiore di 190mm, preferibilmente compreso in un intervallo pari a 190mm – 250mm.

Grazie alle dimensioni del diametro interno del disco freno 4, il gruppo frenante può essere installato in retrofit in sostituzione del disco a tamburo, come inizialmente fornito in originale dalla casa produttrice.

Si noti che telaio, oppure carrozzeria, del veicolo a due ruote rimangono invariati. Infatti, la forcella monobraccio, la biella sagomata 301 ed anche il braccio di supporto 303 rimangono in originale come forniti dalla casa produttrice. Stessa considerazione vale anche per parti della carrozzeria del veicolo, ad esempio il parafango anteriore. La sicurezza strutturale del veicolo, garantita dalla casa produttrice, viene pertanto mantenuta.

Non solo, il gruppo frenante della presente invenzione può essere installato senza necessità di smontare le parti sopra citate come il parafango, la biella sagomata 301 oppure il braccio di supporto 303, con grande facilità di montaggio.

In questo modo, la sostituzione del disco a tamburo in originale con il gruppo freno della presente invenzione può essere eseguito con facilità da qualsiasi utilizzatore, senza necessità di rivolgersi ad una officina meccanica specializzata.

Vantaggiosamente, l’anello flangiato 7 è sagomato a campana.

Grazie a questa conformazione, l’anello flangiato 7 è in grado di contenere in modo efficace la pinza freno 5.

Il guscio esterno 6 comprende, in aggiunta, una superficie di riscontro interna 601, opportunamente sagomata. L’anello flangiato 7 comprende, infatti, una superficie di riscontro esterna 703 la quale è configurata per riscontrare la superficie di riscontro interna 601 del guscio esterno 6. La superficie di riscontro esterna 703 è una superficie frontale dell’anello flangiato 7, grazie alla quale è connesso al guscio esterno 6. Il fissaggio avviene, ad esempio, tramite viti (non illustrate) che garantiscono un accoppiamento stabile.

Il gruppo frenante comprende in aggiunta un elemento di supporto 8, il quale è configurato per fissare la pinza freno 5 al mozzo anteriore 2.

L’elemento di supporto 8 comprende una parte sagomata a “C” 801 ed una parte di supporto 802, le quali sono fissate tra loro. La pinza freno 5 è fissata alla parte sagomata 801 mentre la parte di supporto 802 è fissata al mozzo anteriore 2.

La parte sagomata 801 si estende angolarmente per almeno 120° attorno all’asse di rotazione A. La parte sagomata 801, come illustrato in figura 8, è realizzata mediante due piastrini 801’ e 801’’ tra di loro accoppiati i quali sono identici.

Si noti che la pinza freno 5 è fissata in una zona perimetrale della parte sagomata 801 stessa.

La parte di supporto 802 è, invece, una piastra anulare la quale si estende perpendicolarmente dal mozzo anteriore 2 ed è disposta in corrispondenza della seconda estremità 2b del mozzo anteriore 2.

L’elemento di supporto 8 comprende inoltre una piastra di guida 803. La parte sagomata 802 comprende, infatti, un’asola di guida 804, la quale è disposta per ricevere la piastra di guida 803.

La piastra di guida 803 presenta una porzione di fissaggio 805, in corrispondenza della quale è connessa la pinza freno 5.

Oltre alla porzione di fissaggio 805, la piastra di guida 803 presenta una porzione di azionamento 806.

Si noti che l’asola di guida 804 si estende lungo un arco di cerchio il quale è concentrico rispetto all’asse di rotazione A.

La piastra di guida 803 è mobile nell’asola di guida 804, tra una prima posizione estrema non operativa, ad una seconda posizione estrema operativa di frenata. Si noti che la piastra di guida 803 è mobile in verso opposto ad un verso di rotazione, ad esempio orario, della ruota 1, durante una frenata, come nel seguito meglio vedremo.

Il gruppo frenante comprende in aggiunta un elemento accessorio di ammortizzazione 9, con funzione di ammortizzatore “anti-affondo”, il quale presenta una prima estremità 9a dotata di un rullo di azionamento 901, il quale è fissato alla porzione di azionamento 806 della piastra di guida 803, ed una seconda estremità 9b connessa alla unità di ammortizzazione.

Nel dettaglio, la seconda estremità 9b dell’elemento accessorio di ammortizzazione 9 è connessa ad una estremità terminale del braccio di supporto 303.

Ne segue che la pinza freno 4 è fissata all’elemento accessorio di ammortizzazione 9, per mezzo della piastra di guida 803.

L’elemento accessorio anti-affondo 9 è configurato per contrastare l’azione dell’unità di ammortizzazione durante una frenata per evitare un effetto di affondo anteriore durante la frenata stessa.

L’elemento accessorio di ammortizzazione 9 è configurato per muovere la detta piastra di guida 803 mediante il proprio rullo di azionamento 901 dalla prima posizione estrema alla seconda posizione estrema, durante una frenata.

In dettaglio, l’elemento accessorio di ammortizzazione 9 ha una lunghezza predeterminata quando è nella condizione inattiva ed è accorciato rispetto alla lunghezza predeterminata quando è nella condizione di frenata.

Durante la frenata, il rullo di azionamento 901 dispone, pertanto, la piastra di guida 803 nella seconda posizione estrema, a causa dell’accorciamento dell’elemento accessorio di ammortizzazione 9.

Grazie al fatto che la pinza freno 5 è fissata all’elemento di supporto grazie alla piastra di guida 803, la quale è mobile nell’asola di guida 804 della parte sagomata 801 in verso opposto al verso di rotazione della ruota 1, il disco freno 4 è trattenuto dalla pinza freno 5, che tuttavia continua a ruotare seguendo la piastra di guida 803 alla quale è solidale. Viene in questo modo resa più graduale la frenata.

In uso, durante una marcia del veicolo a due ruote, in assenza di frenata, il disco freno 4 ruota in modo solidale alla ruota 1 anteriore, fissato all’anello flangiato 7, che è a sua volta fissato al guscio esterno 6, che è a sua volta fissato al perno di rotazione della ruota 1 inserito all’interno del mozzo 2 anteriore. Durante una frenata, nella quale la pinza freno 5 viene azionata ad impegnarsi con il disco freno 4, entra in azione l’ammortizzatore e di conseguenza anche l’elemento accessorio di ammortizzazione 9 che, accorciandosi, porta in rotazione nel verso contrario al verso di rotazione di marcia la piastra di guida 803 nella asola di guida 804 fino a disporla nella seconda posizione estrema.

La frenata è pertanto efficace e graduale. In questo modo è aumentata la sicurezza del veicolo a due ruote anche su percorsi con frequenza di frenata elevata, pur con potenza frenante elevata.

L’accoppiamento tra elemento accessorio di ammortizzazione 9 “antiaffondo” e pinza freno 4 mobile, connessa alla piastra di guida 803, garantisce pertanto una frenata ottimizzata per un utilizzatore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo frenante per una ruota (1) anteriore di un veicolo a due ruote, in cui la ruota (1) anteriore comprende un mozzo (2) anteriore provvisto di una prima estremità (2a) e di una seconda estremità (2b), il veicolo comprendendo una forcella anteriore mono braccio dotata di una unità di ammortizzazione connessa alla prima estremità (2a) del mozzo (2) anteriore, in cui il gruppo frenante comprende: - un disco freno (4), il quale è connesso alla ruota (1) anteriore per ruotare con essa attorno ad un asse di rotazione (A); - una pinza freno (5), la quale è disposta a cavallo del disco freno (4) ed è comandabile da un utilizzatore, da una configurazione inattiva ad una configurazione di frenata, per arrestare una rotazione del disco freno (4), la pinza freno (5) essendo connessa ad una seconda estremità (2b) del mozzo (2) anteriore; - un guscio esterno (6) configurato come copertura della seconda estremità (2b) del mozzo (2) anteriore, il quale è connesso alla ruota (1) anteriore per ruotare con essa attorno all’asse di rotazione (A); - un anello flangiato (7), il quale è fissato tra il disco freno (4) ed il guscio esterno (6), per alloggiare almeno parzialmente la pinza freno (5) ed il disco freno (4) e distanziare il disco freno (4) dal guscio esterno (6).
2. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 1, in cui il disco freno (4) è connesso perimetralmente all’anello flangiato (7).
3. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 1, oppure 2, in cui il disco freno (4) comprende un bordo circolare interno (403) sul quale la pinza freno (5) è disposta a cavallo, il bordo circolare interno (403) presentando un diametro maggiore di 190mm, preferibilmente compreso tra 190mm e 250mm.
4. Gruppo frenante, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il guscio esterno (6) comprende una superficie di riscontro interna (601) ed in cui in cui l’anello flangiato (7) è sagomato a campana, presenta una superficie di riscontro esterna (703) la quale è configurata per riscontrare la superficie di riscontro interna (601) del guscio esterno (6), ed è connesso al guscio esterno (6) in corrispondenza di detta superficie di riscontro interna (601).
5. Gruppo frenante secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente un elemento di supporto (8), il quale è configurato per fissare la pinza freno (5) al mozzo (2) anteriore e comprende una parte sagomata (801) a “C” ed una parte di supporto (802) fissate tra loro, la pinza freno (5) essendo fissata alla parte sagomata (801), la parte di supporto (802) essendo fissata al mozzo (2) anteriore.
6. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 5, in cui la parte sagomata (801) si estende angolarmente per almeno 120° attorno all’asse di rotazione (A), la pinza freno (5) essendo fissata in una zona perimetrale di detta parte sagomata (801).
7. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 5, oppure 6, in cui la parte di supporto (802) è una piastra anulare la quale si estende perpendicolarmente dal mozzo (2) anteriore ed è disposta in corrispondenza di detta seconda estremità (2b) del mozzo (2) anteriore.
8. Gruppo frenante secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui la parte sagomata (801) comprende un’asola di guida (804), la quale è disposta per ricevere una piastra di guida (803) presentante una porzione di fissaggio (805), la pinza freno (5) essendo connessa alla piastra di guida (803) in corrispondenza di detta porzione di fissaggio (805).
9. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 8, in cui l’asola di guida (804) si estende lungo un arco di cerchio concentrico rispetto all’asse di rotazione (A).
10. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 8, oppure 9, in cui la piastra di guida (803) è mobile nella asola di guida (804) tra una prima posizione estrema non operativa, ad una seconda posizione estrema operativa di frenata, in verso opposto ad un verso di rotazione della ruota (1).
11. Gruppo frenante secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui la piastra di guida (803) presenta una porzione di azionamento (806), ed in cui il gruppo frenante comprende in aggiunta un elemento accessorio di ammortizzazione (9) il quale presenta una prima estremità (9a) dotata di un rullo di azionamento (901) fissato alla porzione di azionamento (806) ed una seconda estremità (9b) connessa alla unità di ammortizzazione, l’elemento accessorio di ammortizzazione (9) essendo configurato per muovere detta piastra di guida (803) dalla prima posizione estrema alla seconda posizione estrema durante una frenata.
12. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 11, quando dipendente dalla rivendicazione 10, in cui l’elemento accessorio di ammortizzazione (9) ha una lunghezza predeterminata quando è nella condizione inattiva ed è accorciato rispetto alla lunghezza predeterminata quando è nella condizione di frenata, il rullo di azionamento (901) disponendo detta piastra di guida (803) nella seconda posizione estrema, durante una frenata.
13. Gruppo frenante secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’unità di ammortizzazione comprende un braccio di supporto (303) ed un ammortizzatore, tra di loro paralleli, tra i quali il braccio di supporto (303) è connesso ad una biella (301), la quale è connessa alla prima estremità (2a) del mozzo (2) e l’ammortizzatore è connesso alla prima estremità (2a) del mozzo (2), in modo tale che il braccio di supporto (303) sia fuori asse rispetto al mozzo (2).
14. Gruppo frenante secondo la rivendicazione 13, quando dipendente dalla rivendicazione 11, oppure 12, in cui la seconda estremità (9b) dell’elemento accessorio di ammortizzazione (9) è connessa ad una estremità terminale del braccio di supporto (303).