IT201900006094A1

IT201900006094A1 - Pattino per freni a disco per veicoli ferroviari

Info

Publication number: IT201900006094A1
Application number: IT102019000006094A
Authority: IT
Inventors: Soccio Vittorio De
Original assignee: Cofren Srl
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-10-18
Also published as: ES2899620T3; MA52647B1; MA52647A; US11248670B2; EP3726088A1; CN111828508A; US20200332848A1; PT3726088T; PL3726088T3; EP3726088B1; KR20200123381A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“PATTINO PER FRENI A DISCO PER VEICOLI FERROVIARI”

La presente invenzione è relativa ad un pattino per freni a disco per veicoli ferroviari.

Come è noto, i freni a disco sono soggetti ad elevate sollecitazioni e per ottenere una ottimale azione di frenata è necessario avere una buona trasmissione della forza frenante dal pattino al disco.

Da tempo oramai si è orientati verso l’utilizzo di pattini comprendenti una pluralità di elementi di attrito di dimensioni ridotte, anziché un solo elemento di attrito di dimensioni maggiori. Una delle soluzioni adottate a riguardo prevede che ogni pattino sia costituito sostanzialmente da una piastra base principale e da una pluralità di elementi di attrito fissati alla piastra base. Ognuno degli elementi di attrito è composto da uno lamierino e da un tassello di frizione fissato in maniera irreversibile al lamierino.

La soluzione relativa all’utilizzo di una pluralità di elementi di attrito di dimensioni ridotte risulta vantaggiosa sia in termini di efficacia della pressione sul disco e, quindi, di frenata, sia in termini di bassa rumorosità. A tale riguardo va sottolineato come la bassa rumorosità sia diventata sempre più una discriminante per la scelta dei freni a disco da utilizzare.

Nonostante la soluzione di pattino sopra esposta comporti i suddetti vantaggi in termini di frenata e di rumorosità, tuttavia soffre lo svantaggio di provocare un avvallamento circolare sul disco del freno. La presenza di un tale avvallamento circolare si risolve, necessariamente, in un danneggiamento degli elementi di attrito del pattino. Infatti, durante l’esercizio è possibile che si realizzi un disallineamento del disco rispetto al pattino che, seppur piccolo, porta uno o più elementi di attrito a scontrarsi contro un gradino definito dall’avvallamento circolare. Come può risultare immediato ad un esperto del ramo, il contrasto dell’elemento di attrito contro lo scalino può provocare un danneggiamento dell’elemento di attrito stesso con la necessità di doverlo sostituire.

Quanto sopra esposto impone, necessariamente, che il disco venga sottoposto a un frequente controllo per verificare se deve risultare necessaria una sua manutenzione e/o una sua sostituzione, con gli ovvi svantaggi in termini economici che questo comporta.

Il problema tecnico che la presente invenzione si prefigge di risolvere è quello di realizzare un pattino per freni a disco, le cui caratteristiche tecniche siano tali da evitare la formazione di un avvallamento circolare sul disco, senza per questo compromettere i vantaggi in termini di efficacia della frenata e di bassa rumorosità che il pattino con una pluralità di elementi di attrito garantisce.

L’inventore della presente invenzione ha realizzato una soluzione relativa a un pattino in cui la disposizione e le dimensioni degli elementi di attrito garantiscono la soluzione degli svantaggi sopra esposti.

Oggetto della presente invenzione è un pattino per freni a disco per veicoli ferroviari comprendente una piastra base e una pluralità di elementi di attrito fissati alla piastra base; detti elementi di attrito essendo disposti in file di forma arcuata e in uso sostanzialmente sovrapposte a rispettive linee concentriche di un disco su cui il pattino agisce; detto pattino essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due file e ogni fila comprende almeno due elementi di attrito; detti elementi di attrito di ogni fila avendo una superficie di attrito complessiva la cui misura è compresa tra 40% e 80% della superficie di attrito complessiva di elementi di attrito di una fila più esterna immediatamente successiva; detti elementi di attrito di ogni fila essendo disposti su detta piastra base in maniera tale da agire su di una porzione di superficie del disco che parzialmente si sovrappone a porzioni di superficie del disco su cui agiscono elementi di attrito di una eventuale fila più esterna immediatamente successiva e elementi di attrito di una eventuale fila più interna immediatamente successiva.

Qui e nel seguito, una fila di elementi di attrito viene definita più esterna o più interna di un'altra se la sua posizione risulta essere rispettivamente più prossima al bordo esterno De (più grande) o al bordo interno Di (più piccolo) del disco D su cui il pattino agisce.

Le caratteristiche preferite e/o ausiliari del pattino per freni a disco oggetto della presente invenzione sono riportate nelle rivendicazioni 2-4.

Per una migliore comprensione dell’invenzione è riportata di seguito una forma di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo con l'ausilio delle figure del disegno annesso, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica dall’alto, con parti in trasparenza per chiarezza, del pattino oggetto della presente invenzione;

la figura 2 è una vista dall’alto, con parti in trasparenza per chiarezza, del pattino di figura 1;

la figura 3 è una vista dal basso, con parti in trasparenza per chiarezza, del pattino di figura 1 applicato su un disco.

Nelle figure 1 - 3 è indicato nel suo complesso con 1 un pattino per freni a disco secondo la presente invenzione.

Il pattino 1 comprende una piastra base 2, un elemento di fissaggio 3 a “coda di rondine” fissato su di una superficie posteriore della piastra base 2 e deputato al fissaggio del pattino 1 stesso ad una struttura del freno a disco, una pluralità di elementi di attrito 4 fissati alla piastra base 2 e disposti ad esercitare la pressione sul disco del freno per realizzare l’azione di frenata, e una pluralità di distanziatori 5 disposti a coppie tra un elemento di attrito 4 e la piastra base 2. I distanziatori sono illustrati in tratteggio in quanto visibili in trasparenza. Solo due distanziatori in figura 2 sono indicati con il riferimento numerico 5.

Ai fini della presente invenzione risulta irrilevante se gli elementi di attrito 4 possono essere fissati alla piastra 2 in maniera reversibile o in maniera irreversibile.

Gli elementi di attrito 4 sono disposti lungo delle file arcuate illustrate in tratteggio e indicate con 6, le quali in uso si sovrappongono sostanzialmente a delle linee concentriche C del disco D su cui agisce il pattino 1. Per semplicità il disco D è illustrato solo parzialmente in figura 3 e le linee concentriche C sono illustrate in trattopunto in figura 3.

In particolare, gli elementi di attrito 4 sono disposti su tre file 6 identificabili come una fila esterna 6a, una fila intermedia 6b e una fila interna 6c.

La fila esterna 6a comprende tre elementi di attrito 4 uguali tra loro, mentre la fila la fila intermedia 6b comprende due elementi di attrito 4 uguali tra loro e ognuno dei quali ha una superficie di attrito uguale a quella di ognuno degli elementi della fila esterna 6a.

Differentemente, la fila interna 6c comprende due elementi di attrito 4 uguali tra loro e ognuno dei quali ha una superficie di attrito inferiore a quella di ognuno degli elementi della fila esterna 6a o della fila intermedia 6b.

Nello specifico, la superficie complessiva degli elementi di attrito 4 della fila interna 6c è pari al 58% della superficie complessiva degli elementi di attrito 4 della fila interna 6b, mentre la superficie complessiva degli elementi di attrito 4 della fila intermedia 6b è pari al 66% della superficie complessiva degli elementi di attrito 4 della fila esterna 6a.

Come illustrato in figura 3, gli elementi di attrito 4 di ogni fila 6 esercitano la loro azione su di una porzione P di disco D che si sovrappone alle porzioni P di disco D su cui agiscono gli elementi di attrito 4 delle file 6 successivamente più esterna e più interna. Le porzioni sono illustrate in superfici tratteggiate allo scopo di illustrare chiaramente le sovrapposizioni delle porzioni. In figura 3 le porzioni di sovrapposizione di due porzioni P è indicata con Q.

È stato sperimentalmente provato che se le file 6 sono meno di due e/o se gli elementi di attrito 4 per ogni fila 6 sono meno di due, il pattino non è in grado di risolvere il problema tecnico sopra esposto. Infatti, gli elementi di attrito per evitare il formarsi dell’avvallamento circolare, dovrebbero essere troppo grandi perdendo così i vantaggi in termini di frenata e di rumorosità. In particolare, gli elementi di attrito non riuscirebbero ad esercitare una efficace pressione sul disco e, soprattutto, non si riuscirebbe ad ottenere un corretto raffreddamento degli elementi di attrito stessi.

In fine, la differente superficie di attrito complessiva tra le file 6 deriva dalla diversa velocità angolare delle porzioni P del disco. È stato sperimentalmente provato che un rapporto tra le superfici di attrito diverso da quello rivendicato non produce un efficace effetto di frenata e comporterebbe un dannoso squilibrio tra le porzioni del pattino.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pattino (1) pattino per freni a disco per veicoli ferroviari comprendente una piastra base (2) e una pluralità di elementi di attrito (4) fissati alla piastra base (2); detti elementi di attrito (4) essendo disposti in file (6) di forma arcuata e in uso sostanzialmente sovrapposte a rispettive linee concentriche (C) di un disco (D) su cui il pattino agisce; detto pattino (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due file (6) e ogni fila (6) comprende almeno due elementi di attrito (4); detti elementi di attrito (4) di ogni fila avendo una superficie di attrito complessiva la cui misura è compresa tra 40% e 80% della superficie di attrito complessiva di elementi di attrito (4) di una fila (6) più esterna immediatamente successiva; detti elementi di attrito (4) di ogni fila (6) essendo disposti su detta piastra base (2) in maniera tale da agire su di una porzione (P) di superficie del disco (D) che parzialmente si sovrappone a porzioni (P) di superficie del disco su cui agiscono elementi di attrito (4) di una eventuale fila (6) più esterna immediatamente successiva e elementi di attrito (4) di una eventuale fila (6) più interna immediatamente successiva.
2. Pattino (1) per freni a disco per veicoli ferroviari secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi (4) di ogni fila (6) avendo una superficie complessiva di attrito la cui misura è compresa tra 50% e 70% della superficie complessiva di attrito di detti elementi (4) di una fila (6) più esterna immediatamente successiva.
3. Pattino (1) per freni a disco per veicoli ferroviari secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere tre file arcuate (6), di cui la fila più esterna (6a) comprende tre elementi di attrito uguali tra loro, la fila intermedia (6b) comprende due elementi di attrito uguali tra loro e la fila più interna (6c) comprende due elementi di attrito uguali tra loro.
4. Pattino (1) per freni a disco per veicoli ferroviari secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i singoli elementi di attrito (4) di detta fila più esterna (6a) hanno le medesime dimensioni dei singoli elementi di attrito (4) della detta fila intermedia (6b).