IT201800007503A1

IT201800007503A1 - Attuatore idraulico per un sistema frenante integrale di un motociclo.

Info

Publication number: IT201800007503A1
Application number: IT102018000007503A
Authority: IT
Inventors: Emanuela Porro; Sandro Bonardo
Original assignee: Raicam Driveline Srl
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-25
Also published as: EP3599151A1; ES2927181T3; EP3599151B1; CN110758626A; CN110758626B

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione dal titolo:

"Attuatore idraulico per un sistema frenante integrale di un motociclo"

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione si riferisce ad un attuatore idraulico per un sistema frenante integrale di un motociclo, particolarmente uno scooter.

Tecnica nota

Sono noti sistemi frenanti integrali per motocicli aventi un freno anteriore ad azionamento idraulico ed un freno posteriore ad azionamento meccanico. Il comando manuale che aziona il freno posteriore, mediante un cavo meccanico, comanda simultaneamente tramite una guaina, anche un attuatore idraulico, che aziona simultaneamente anche il freno anteriore. Nella maggior parte dei motocicli attuali, in particolare gli scooter, il freno anteriore è del tipo a disco mentre il freno posteriore è a tamburo.

Il cavo meccanico che aziona il freno posteriore passa vicino all’attuatore di azionamento del freno idraulico anteriore, esternamente ad esso, ed agisce su una leva di azionamento, vincolata in modo girevole al corpo dell’attuatore. Il movimento di rotazione della leva aziona un pistone che manda il fluido freni alla pinza freno anteriore del motociclo. Si veda, ad esempio, CN 206012862 U, EP 3148851 A1, EP 3075 617 B1.

Sintesi dell’invenzione

È scopo della presente invenzione realizzare un attuatore idraulico dotato di particolari caratteristiche di compattezza ed efficacia, avente una struttura semplificata rispetto alla tecnica nota.

Il suddetto ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti, secondo un aspetto della presente invenzione, da un attuatore idraulico avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferenziali dell’attuatore sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

In sintesi, un attuatore idraulico comprende un corpo avente una cavità passante configurata per essere attraversata da un cavo di azionamento meccanico di un freno posteriore di un motociclo. Il cavo di azionamento meccanico del freno posteriore passa attraverso l’interno del corpo dell’attuatore, anziché passare all’esterno ed essere collegato all’attuatore mediante un leveraggio. Il cavo è collegabile in rapporto di spinta ad un pistone tubolare all’interno dell’attuatore. Con tale configurazione viene vantaggiosamente eliminato il tradizionale leveraggio esterno dell’attuatore, si riduce il numero complessivo di componenti, ed è facilitata la realizzazione di componenti in materiale plastico. Si realizza inoltre una struttura compatta, che ottimizza la funzionalità dell’attuatore.

Secondo un altro aspetto, l’invenzione propone un sistema frenante combinato anteriore-posteriore di un motociclo, dove il sistema comprende un freno anteriore a comando idraulico, un freno posteriore a comando meccanico, un primo comando meccanico connesso meccanicamente al freno posteriore tramite un cavo meccanico, un secondo comando idraulico per azionare esclusivamente il freno anteriore tramite un condotto idraulico, un attuatore idraulico il quale è connesso idraulicamente al freno anteriore, è connesso idraulicamente anche al secondo comando idraulico, ed è inoltre connesso meccanicamente al primo comando meccanico per essere azionabile tramite detto cavo meccanico.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:

le figure 1, 2 e 3 sono viste prospettiche, da angoli diversi, di un attuatore secondo una forma di realizzazione dell’invenzione;

la figura 4 è una vista in sezione longitudinale dell’attuatore delle figure 1-3; e

la figura 5 è uno schema che illustra un sistema frenante integrale di un motociclo che include un attuatore secondo le figure 1-4.

Descrizione dettagliata

Facendo inizialmente riferimento allo schema della figura 5, un sistema frenante integrale (o sistema frenante combinato anteriore-posteriore) di un motociclo include un freno anteriore a disco D a comando idraulico e un freno posteriore a tamburo B a comando meccanico. Un cavo meccanico C è controllato da un primo comando LM meccanico, mentre un secondo comando LH idraulico aziona esclusivamente il freno anteriore D tramite un condotto idraulico E. Con A è indicato un attuatore idraulico che riceve il fluido dal secondo comando LH, è attraversato e comandato dal cavo meccanico C, e invia il fluido idraulico per l’azionamento del freno anteriore D tramite un condotto F. L’invio di fluido al freno anteriore D attraverso il condotto F può essere provocato dall’azionamento del comando idraulico LH, oppure dall’azionamento del comando manuale LM, oppure dall’azionamento simultaneo di entrambi i comandi idraulico LH e meccanico LM. Il comando meccanico LM provoca l’azionamento simultaneo del freno posteriore B e del freno anteriore D. Il tipo di comando, a leva manuale (come illustrato) o a pedale, non è da intendersi come limitativo.

Con riferimento alle figure 1-4, con il numero 10 è indicato nel suo insieme un corpo di un attuatore idraulico A per un sistema frenante integrale di un motociclo. Il corpo 10 presenta una cavità passante 11, che si estende attraverso il corpo 10 in una direzione qui definita longitudinale o assiale, con riferimento ad un asse longitudinale centrale x.

Un cavo meccanico C per l’azionamento di un freno posteriore del motociclo, passa centralmente e longitudinalmente attraverso la cavità passante 11.

Come intesi qui, termini ed espressioni indicanti orientamenti quali “longitudinale” o “assiale” e “trasversale” o “radiale” sono da intendersi riferiti all’asse longitudinale x del corpo dell’attuatore, che coincide con la direzione di movimento del cavo C di azionamento meccanico.

Nel suo insieme, il corpo 10 può presentare una forma complessivamente cilindrica. Per ragioni costruttive, il corpo 10 è convenientemente composto da più parti accoppiate e complementari. Nell’esempio illustrato, il corpo 10 comprende un corpo principale 10a, di forma complessivamente tubolare, associato ad un corpo complementare 10b, di forma sostanzialmente tubolare. Il corpo complementare 10b può essere fissato meccanicamente, ad esempio per saldatura, o mediante una connessione a baionetta, al corpo principale 10a.

Il corpo principale 10a forma un raccordo di immissione 12, e un raccordo di mandata 13. Entrambi i raccordi 12, 13 sono orientati trasversalmente o radialmente rispetto all’asse longitudinale x del corpo 10. Il raccordo di immissione riceve il fluido freni in arrivo dal comando LH del freno anteriore. Il raccordo di mandata è formato preferibilmente ad un’estremità del corpo 10, e può essere collegato idraulicamente alla pinza del freno anteriore D.

Il corpo principale 10a forma una porzione cilindrica esterna 15 e, ad un’estremità di questa, una porzione tubolare terminale 16 radialmente interna, che si estende coassialmente all’interno della porzione cilindrica esterna 15 ed è collegata a questa da una parete trasversale 17 di collegamento, sostanzialmente radiale rispetto all’asse x.

La porzione tubolare terminale 16 presenta una prima superficie cilindrica 18, coassiale all’asse x.

Il corpo dell’attuatore presenta una seconda superficie cilindrica 19, formata in questo esempio dal corpo complementare 10b, coassiale alla prima superficie cilindrica 18 e radialmente esterna rispetto a questa.

Un pistone tubolare 20 è montato in modo scorrevole nella cavità 11 del corpo 10, coassialmente alla prima e alla seconda superficie 18, 19. Il pistone tubolare 20 presenta una superficie radialmente interna 21 impegnata e guidata scorrevolmente in senso assiale dalla prima superficie cilindrica 18, ed una superficie radialmente esterna 22 impegnata e guidata scorrevolmente in senso assiale dalla seconda superficie cilindrica 19. Il pistone tubolare 20 presenta una cavità passante 14 estesa assialmente che permettere il passaggio del cavo C.

Una camera idraulica 23 è definita nel corpo principale 10a dell’attuatore tra la porzione cilindrica esterna 15, la porzione tubolare terminale 16 e la parete trasversale 17 di collegamento. Il pistone tubolare 20 è parzialmente inserito nella camera idraulica 23.

Una guarnizione di tenuta a contatto strisciante 24 è prevista all’interfaccia tra il pistone tubolare 20 e la prima superficie cilindrica 18. Nell’esempio illustrato, la guarnizione 24 è una guarnizione del tipo ad O-ring, accolta in una gola anulare 25 ricavata in una superficie cilindrica interna 21 del pistone tubolare 20, in prossimità di una estremità di mandata del pistone tubolare, verso la parete trasversale 17.

Una guarnizione di tenuta a contatto strisciante 27 è prevista all’interfaccia tra il pistone tubolare 20 e la seconda superficie cilindrica 19. Nell’esempio illustrato, la guarnizione 27 è una guarnizione del tipo ad O-ring, accolta in una gola anulare 28 ricavata in una superficie cilindrica esterna 22 del pistone tubolare 20.

Un canale di immissione 30 del fluido freni è formato nel raccordo di immissione 12, attraversa il corpo complementare 10b, e si apre su una porzione cilindrica 31 di diametro allargato della seconda superficie cilindrica 19.

La camera idraulica 23 è in comunicazione di fluido con il canale di immissione 30 e con un canale di mandata 33 formato nel raccordo di mandata 13.

Una guarnizione di tenuta statica 32 è disposta all’interfaccia tra il corpo principale 10a e il corpo complementare 10b.

La porzione cilindrica di diametro allargato 31 forma con superficie cilindrica esterna 22 del pistone tubolare 20 una intercapedine cilindrica 34 che si apre sulla camera idraulica 23 ed è sigillata, dalla parte opposta alla camera idraulica 23, dalla guarnizione a contatto strisciante 27.

Una guarnizione di tenuta 37 a contatto strisciante è montata nel corpo dell’attuatore tra il canale di immissione 30 e la camera idraulica 23, in questo esempio immediatamente a valle dell’intercapedine cilindrica 34, tra il corpo principale 10 e il corpo complementare 10b.

La guarnizione di tenuta 37 è vantaggiosamente del tipo a V e presenta una porzione radialmente esterna 35 in posizione assialmente fissa contro uno scalino trasversale 42 formato dalla porzione cilindrica 15, ed un labbro conico radialmente interno 36 che si divarica elasticamente premendo contro la superficie cilindrica esterna 22 del pistone tubolare 20.

Un rilievo radiale 38 sporge dalla superficie cilindrica esterna del pistone tubolare 20 per impegnarsi, in una posizione retratta o passiva del pistone tubolare 20, contro un elemento di arresto 39 o di fine corsa solidale al corpo dell’attuatore. Preferibilmente, l’elemento di arresto 39 è un anello di arresto separato, montato sul corpo dell’attuatore. Oltre a fare da elemento di arresto per il pistone tubolare 20, l’elemento di arresto può vantaggiosamente servire da elemento di assemblaggio per trattenere il pistone sull’attuatore.

Un elemento elastico 40 di contrasto è interposto tra il pistone tubolare 20 e il corpo dell’attuatore 10, per sollecitare il pistone tubolare 20 verso la posizione passiva o retratta. Nell’esempio di realizzazione illustrato, l’elemento elastico 40 è una molla elicoidale assialmente compressa, disposta attorno ad un tratto della superficie cilindrica esterna 22 del pistone tubolare 20 e assialmente interposta tra il rilievo radiale 38 e uno spallamento radiale 41 del corpo complementare 10b dell’attuatore.

Il cavo C è accolto scorrevolmente, a monte dell’attuatore A (dal lato verso il comando LM del freno posteriore), in una prima guaina G1 associata in rapporto di spinta al pistone tubolare 20. Preferibilmente, la prima guaina G1 è assicurata meccanicamente in direzione assiale al pistone tubolare 20. Nell’esempio illustrato, la prima guaina G1 è fissata ad una prima boccola B1 che si impegna in rapporto di spinta assiale contro un lato trasversale 42 del pistone tubolare 20. La prima boccola B1 può essere fissata assialmente al pistone tubolare 20, ad esempio avvitata nella parte terminale del pistone tubolare 20 dalla parte opposta alla camera idraulica 23.

A valle dell’attuatore, dal lato del freno posteriore meccanico B, il cavo C è accolto scorrevolmente in una seconda guaina G2, stazionaria, associata in rapporto di spinta assiale al corpo dell’attuatore, preferibilmente vincolata meccanicamente al corpo dell’attuatore. Nell’esempio illustrato, la seconda guaina G2 è fissata ad una seconda boccola B2 la quale può essere fissata assialmente al corpo dell’attuatore, ad esempio vincolata per avvitamento all’interno della porzione tubolare terminale 16.

Quando si aziona il comando LH del motociclo per azionare il freno anteriore idraulico D, il fluido freni arriva al corpo 10 dell’attuatore dal canale di immissione 30, penetra nell’intercapedine cilindrica 34 e, facendo deflettere in direzione radialmente esterna il labbro radialmente interno 36, penetra nella camera idraulica 23 e da qui passa nel canale di mandata 33. La corsa del pistone 20 è indicata con S nella figura 4.

L’azionamento del freno posteriore provoca simultaneamente anche l’azionamento del freno idraulico anteriore tramite l’attuatore A. Agendo sul comando LM di azionamento del freno posteriore, il cavo C viene tirato verso destra, con riferimento alla figura 4, e la prima guaina G1 contemporaneamente scorre verso sinistra. Inizialmente l’attuatore si trova nella posizione di riposo illustrata nella figura 4. Il pistone tubolare 20 è retratto verso destra nella propria posizione passiva di fine corsa passiva, con il rilievo radiale 38 in battuta contro l’elemento di arresto 39. La trazione esercitata sul cavo C lo fa scorrere verso destra (figura 4), azionando così il freno meccanico posteriore. La prima guaina G1, scorrendo verso sinistra (figura 4), spinge il pistone tubolare 20 facendolo penetrare ulteriormente nella camera idraulica 23, riducendone il volume. Parte del fluido freni che riempie la camera 23 è costretta ad uscire dal condotto di mandata 33, azionando così anche il freno idraulico anteriore, simultaneamente al freno meccanico posteriore. Il movimento di azionamento o di mandata del pistone idraulico 20 avviene in contrasto all’elemento elastico 40.

La sovrappressione causata dal movimento di mandata del pistone tubolare 20 non provoca un reflusso del fluido freni verso il canale di immissione 30, poiché la pressione del fluido freni nella camera idraulica 23 spinge il labbro conico radialmente interno 36 della guarnizione di tenuta 37 verso la superficie esterna del pistone tubolare 20, tendendo ad allargare la “V” della guarnizione 37. La forma conica del labbro 36 non impedisce l’immissione di un eventuale simultaneo flusso di mandata proveniente dal canale di immissione 30, nel caso in cui anche la leva di comando del freno idraulico anteriore sia stata azionata simultaneamente alla leva di comando del freno posteriore.

Rilasciando il cavo C, l’elemento elastico 40 coopera per riportare il cavo nella posizione passiva. La disposizione dell’elemento elastico ne permette un dimensionamento di volta in volta adeguato a procurare la forza elastica richiesta. La posizione dell’elemento elastico 40, all’esterno della camera idraulica 23, consente di sfruttare meglio il volume disponibile per la mandata di fluido ai freni.

Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione dell’attuatore; si intende che ciascuna forma di realizzazione può essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. Inoltre, fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attuatore idraulico per un sistema frenante integrale di un motociclo, dove l’attuatore comprende: un corpo (10) avente una cavità passante (11) estesa assialmente; una camera idraulica (23) all’interno del corpo (10); un canale di immissione (30) in comunicazione di fluido con la camera idraulica (23) per immettere nella camera idraulica (23) un fluido freni; un canale di mandata (33) in comunicazione di fluido con la camera idraulica (23) per mandare fluido freni dalla camera idraulica (23) ad un freno idraulico anteriore del motociclo; un pistone tubolare (20), il quale è montato coassialmente scorrevole nella cavità passante (11), è parzialmente inserito nella camera idraulica (23), e presenta una cavità passante (14) estesa assialmente per il passaggio di un cavo meccanico (C) per l’azionamento di un freno posteriore del motociclo.
2. Attuatore idraulico secondo la rivendicazione 1, comprendente: una porzione esterna (15) del corpo (10) dell’attuatore; una porzione tubolare (16) radialmente interna che si estende all’interno della porzione esterna (15) coassialmente al pistone tubolare (20), una parete trasversale (17) che collega la porzione esterna (15) alla porzione tubolare (16) radialmente interna, dove la camera idraulica (23) è formata tra detta porzione esterna (15), detta porzione tubolare radialmente interna (16) e detta parete trasversale (17).
3. Attuatore idraulico secondo la rivendicazione 2, in cui: la porzione tubolare (16) presenta una prima superficie cilindrica (18) assiale, il corpo (10) presenta una seconda superficie cilindrica (19) coassiale alla prima superficie cilindrica (18) e radialmente esterna rispetto a questa, e il pistone tubolare (20) presenta una superficie radialmente interna (21) impegnata e guidata scorrevolmente in senso assiale dalla prima superficie cilindrica (18), ed una superficie cilindrica radialmente esterna (22) impegnata e guidata scorrevolmente in senso assiale dalla seconda superficie cilindrica (19).
4. Attuatore idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una guarnizione di tenuta (37) a contatto strisciante montata nel corpo dell’attuatore tra il canale di immissione (30) e la camera idraulica (23), dove la guarnizione di tenuta (37) ha una sezione assiale a forma di V e presenta una porzione radialmente esterna (35) disposta in posizione assialmente fissa nel corpo dell’attuatore ed un labbro conico radialmente interno (36) atto a strisciare contro una superficie cilindrica esterna (22) del pistone tubolare (20).
5. Attuatore idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un rilievo radiale (38) sporgente da una superficie cilindrica esterna (22) del pistone tubolare ed atto ad attestarsi, in una posizione retratta di fine corsa del pistone tubolare (20), contro un elemento di arresto (39) solidale al corpo dell’attuatore.
6. Attuatore idraulico secondo la rivendicazione 5, in cui l’elemento di arresto (39) è un anello di arresto montato sul corpo (10) dell’attuatore.
7. Attuatore idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento elastico (40) di contrasto interposto tra il pistone tubolare (20) e il corpo dell’attuatore (10), per sollecitare il pistone tubolare (20) in allontanamento dalla camera idraulica (23).
8. Attuatore idraulico secondo la rivendicazione 7, in cui l’elemento elastico (40) è una molla elicoidale assialmente compressa, disposta attorno ad un tratto di una superficie cilindrica esterna (22) del pistone tubolare (20) ed è assialmente interposta tra un rilievo radiale (38) sporgente dalla superficie cilindrica esterna (22) del pistone tubolare (20) ed uno spallamento radiale (41) del corpo dell’attuatore.
9. Attuatore idraulico secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui l’elemento elastico (40) di contrasto è montato esternamente alla camera idraulica (23).