IT9020030A1 - Dispositivo a cuneo di espansione, in particolare per freni di autoveicoli - Google Patents

Description

Descrizione

Invenzione si riferisce ad un dispositivo a cuneo di espansione in particolare per freni di autoveicoli, con un alloggiamento fissato al supporr to del freno, con due elementi di pressione coassi£ li, installati con possibilità di traslazione nello alloggiamento stesso, i quali intervengono, per par te loro, su di un organo di attivazione del freno medesimo, nonché con un cuneo di espansione, accosta to di volta in volta tramite un rullo contro entram bi gli elementi di pressione stessi e sporgente vejr so l'esterno attraverso un'apertura nel collare del l'alloggiamento, con un corrispondente stelo del co no medesimo, e comprende altresì un cilindro a membrana, o simile, utilizzato per l'alimentazione degli elementi di pressione e, conseguentemente, per l'alimentazione del freno, il quale agisce sullo stelo del cuneodi espansione medesimo, in direzione assiale, ed inoltre con un dispositivo di tenuta, dotato di un mantello di guarnizione flessibile, installato fra lo stelo del cono di espansione ed il collare dell'alloggiamento, dispositivo che si estende, attraverso una zona risvoltata, fra due ingrossamenti di forma anulare, che presentano diametri differenti, dei quali, quello avente diametro minore si trova adiacente allo stelo del cono di espansione, mentre quello di diametro maggiore è fis sato all'interno della zona del collare dell'alloggiamento, essendo altresì prevista una molla di richiamo che circonda l'unità costituita dal cono di espansione e dal relativo stelo.

I dispositivi a cuneo di espansione di que sto tipo, con mantello di guarnizione flessibile, debbono tener conto dell'esigenza di impedire che, attraverso il cilindro a membrana, giungano particelle di polvere e di sporco, nonché umidità, nell'ambiente interno dell'alloggiamento, riempito di grasso, con la conseguente miscelazione con questo ultimo, il che può condurre allo sviluppo di fenome ni di corrosione ed al manifestarsi di un incremento dell'abrasione nei componenti funzionali, e quin di ad una prematura avaria a carico dello stesso di spositivo conico di espansione.

Per quanto riguarda un dispositivo a cuneo di espansione, già noto, del tipo richiamato all'inizio (EU-PS 87335), l'ingrossamento di estremità è stato pertanto fissato allo stelo del cono di espansione, fra una bussola elastica ed una rondella, che viene sollecitata da parte di una molla di pressione. Un'altra molla, che rappresenta la molla di richiamo, viene prevista sotto forma di una molla di trazione, la quale interviene sull'alloggiamento nell'ambito della zona di fissaggio dell'ingrossamento di estremità, maggiore. Il mantello di guarnizione comprende un tratto pressoché cilindrico, di diametro maggiore, al quale si collega un tratto cilindrico di diametro minore. Si è ora riscontrato che, in modo svantaggioso, in occasione dell'attivazione del cuneo di espansione per mezzo del cilindro a membrana, non avviene alcuno spostamento per rotolamento, in direzione assiale, nello alloggiamento, a causa della configurazione cilindrica di entrambi i tratti del mantello. Si giunge, piuttosto, ad una formazione di pieghe nella zona di collegamento fra i due tratti del mantello, con la conseguente formazione di fessurazioni. Poiché, per quanto concerne dispositivi di tenuta di questo tipo, viene richiesta una durata di diverse centina ia di migliaia di corse di attivazione del freno, una prematura fessurazione comporta l'avaria del re lativo dispositivo conico di espansione.

Si è riscontrato che il fissaggio del man tello di guarnizione per mezzo delle due molle necessarie per il suo supporto, ovvero per il richiamo del cono di espansione, e, conseguentemente, la compressione dei relativi ingrossamenti, porta, parimenti, allo sviluppo di fenomeni di fessurazione e, pertanto, all'avaria del mantello di guarnizione medesimo .

Si è cercato di ovviare a questi svantaggi (EU-PS 106 954 nonché EU-OS 261 903) configurando il mantello di guarnizione in modo non flessibile, in maniera tale che esso non potesse seguire la corsa assiale del cono di espansione, bensì agisse unicamente quale dispositivo raschiatore, tramite il suo perimetro interno, attiguo allo stelo del co no di espansione stesso. In questo caso si sono tut tavia riscontrati i seguenti svantaggi. Per via del l'attrito si manifesta una caduta di rendimento. I-noltre un effetto di smerigliatura che subentra fra lo stelo del cono di espansione ed il perimetro interno del dispositivo raschiatore porta allo svilu£ po di una abrasione incrementata a carico di questi stessi componenti. Da ultimo, si è riscontrato che particelle estranee che si siano depositate sullo stelo del cuneo diespansione possono premere, in casione di un'attivazione del freno, sulla guarnizione e giungere nell'ambiente interno dell'alloggiamento. Per quanto concerne l'esecuzione in accor do con il brevetto EU-PS 106954, si può, altresì, parimenti giungere allo sviluppo di fenomeni di fe_s surazione nella zona dell'ingrossamento di estremità esterno, in relazione alla compressione per azio ne della molla di pressione, ovvero rispettivamente al bloccaggio nelle spire della molla stessa allorquando si formino pieghe sul perimetro esterno della guarnizione. Poiché l'ingrossamento maggiore vie ne bloccato fissamente tramite avvitamento del tubo di guida del cilindro a membrana, in condizione di montaggio, e rispettivamente di trasporto, dall'ambiente interno del dispositivo conico di espansione può fuoriuscire il grasso ivi contenuto, a causa dell'allentamento del sistema di fissaggio del cilindro a membrana medesimo, all'interno del colla re dell'alloggiamento stesso, per mancanza di tenuta. In senso contrario, possono penetrare particelle di sporco e di umidità nell’ambiente interno del dispositivo conico di espansione.

All’ invenzione si propone per obiettivo il compito di configurare il dispositivo a cuneo di espansione del genere richiamato inizialmente, evitando gli svantaggi già descritti, in semplice modo, in maniera tale che il mantello di guarnizione flessibile associato allo stelo del cuneo di espansione effettui una ineccepibile tenuta a favore del l'ambiente interno dell'alloggiamento, con il dispo sitivo a cuneo di espansione, contro la penetrazione di corpi esterni, essendo, inoltre, previsto ed installato con una conformazione e con un sistema di supporto tali per cui vengano effettuati gli sposta menti assiali del cuneo di espansione stesso tramite rotolamento interno e, rispettivamente, esterno, senza che si formino, a tale proposito, pieghe, ovvero, rispettivamente, senza che subentrino, in con seguenza a ciò, fenomeni di bloccaggio in parti del sistema di supporto, ovvero di elementi di attivazione .

Il dispositivo a etneo di espansione oggel: to dell'invenzione, tramite il quale viene raggiunto l'obiettivo proposto, si contraddistingue essenzialmente per il fatto che il mantello flessibile di guarnizione è configurato sotto forma di una gua ina scorrevole conica, con un ingrossamento di diametro minore che blocca, per accoppiamento geometri co, lo stelo del cono di espansione, e con un piattello collegato in un corpo unico con esso nella zo na dell'ingrossamento di diametro maggiore ed utilizzato per il supporto della molla di richiamo, ed accostato, inoltre, sotto l'azione della medesima, contro il collare dell'alloggiamento. In questo modo, si raggiungono eccellenti caratteristiche di ro tolamento , all'interno ed all'esterno, della guaina scorrevole, senza rischi di formazione di pieghe, le quali vengono minimizzate anche in virtù del fis saggio, realizzato in semplice modo, degli ingrossa menti della guaina scorrevole.

Si è dimostrato assai vantaggioso, a tale proposito, dal punto di vista della fabbricazione ed anche del montaggio, prevedere lo stelo del cuneo di espansione con una scanalatura anulare per l'alloggiamento dell'ingrossamento di diametro minore della guaina scorrevole. In questo modo, si può tra lasciare il fissaggio, previsto, per quanto riguarda l'esecuzione usuale in accordo con il brevetto EU-PS 87335, fra una bussola ed una rondella, che si trova sotto l’azione di una molla di compressione. In questa modo, con questa esecuzione viene assicurata una lunga vita utile per quanto attiene al mantello di guarnizione flessibile responsabile de la ineccepibile tenuta ermetica.

Al fine di garantire un ineccepibile roto lamento, all'interno ed all'esterno, senza formazio ne di pieghe, lungo l'intero tratto dello stelo del cuneo di espansione, con una guida ed un supporto ineccepibili della guaina scorrevole conica, nel cor io di ogni possibile attivazione dell'elemento di pressione, e quindi del freno, è vantaggioso che la guaina scorrevole stessa presenti una zona risvoltata fra i due ingrossamenti, la quale, al termine dell'attivazione, si trovi, di volta in volta, in prossimità di una delle due estremità della guaina scorrevole medesima; inoltre, è vantaggioso che la lunghezza della guaina scorrevole conica, da uno di; i due ingrossamenti fino alla zona risvoltata che si trova immediatamente prima dell'altro, sia pari alla massima corsa assiale di attivazione possibile del cuneo di espansione stesso.

Una configurazione particolarmente compat ta si può ottenere quando quel bordo del piattello, sul quale viene fissato l'ingrossamento della guaina scorrevole, di diametro maggiore, si estenda fino a pressappoco la mezzeria fra le due posizioni di estremità dell'ingrossamento di diametro minore, fissato allo stelo del cono di espansione, di volta in volta al termine della corsa di attivazione nel cuneo di espansione stesso.

Il bordo libero del piattello può essere collegato con l'ingrossamento della guaina scorrevole di diametro maggiore, tramite incollaggio oppure avvitamento. Come particolarmente vantaggioso ai fini del processo produttivo, nonché in termini di qualità del risultato ottenuto, si è dimostrato il collegamento, per vulcanizzazione, del bordo libero del piattello con l'ingrossamento della guaina scorrevole, di diametro maggiore.

Questo collegamento può essere realizzato in modo diretto. Dal punto di vista produttivo, è, tuttavia, particolarmente opportuno collegare, per vulcanizzazione, con l'ingrossamento della guaina scorrevole, di diametro maggiore, un anello metallico, ed inoltre dotare il piattello di un tratto a forma di bussola, con lieve rastremazione conica, essendo altresì collegato, l'anello metallico di cu i sopra, con l'estremità libera del piattello stesso, tramite pressione nel tratto a forma di bussola di forma lievemente conica.

Un fissaggio particolarmente delicato e, nondimeno, di sicura tenuta, nell'ambito del collare dell'alloggiamento, viene ottenuto, in un'altra configurazione, tramite il fatto che il piattello comprende un collare che si estende in direzione ra diale, tramite il quale esso si appoggia, sotto zione della molla di richiamo, a mezzo di un anello di tenuta, contro un risalto del collare dell'allog giamento stesso. A tale proposito, per il fissaggio del piattello, si è riscontrato assai vantaggioso fissare il piattello stesso, con l'ausilio di un anello di sicurezza, associato al suo collare, il quale interviene in una scanalatura del collare de l'alloggiamento, in quest'ultimo. Uno sfruttamento particolarmente buono dello spazio nell'ambito del collare dell'alloggiamento si ottiene, in un ulteriore sviluppo, grazie al fatto che il piattello comprende un tratto avente sezione a forma di U, al quale si collega, da un lato, il collare esteso in direzione radiale, e, dall'altro, il tratto a forma di bussola dotato di lieve rastremazione conica.

Nel modo più vantaggioso, sullo stelo del cuneo di espansione, sul lato della scanalatura anulare, previsto per l'alloggiamento dell'ingrossame to della guaina scorrevole, di diametro minore, rivolto verso il cilindro a membrana, viene fissato un piattello esterno, sul quale interviene l'altra estremità della molla di richiamo. A tale proposito, si è riscontrato come particolarmente vantaggio so prevedere, per il fissaggio dell'altro piattello, un anello elastico metallico, alloggiato in una scanalatura anulare dello stelo del cuneo di espansione, utilizzato ai fini del supporto assiale del piattello stesso.

Ulteriori particolarità, vantaggi ed accorgimenti si possono riscontrare dalla seguente de scrizione con riferimento ai disegni, ai quali si fa espresso rimando per quanto attiene alla pubblicazione, in senso inventivo, di tutti i particolari non richiamati nel testo, ed ove:

la figura 1 rappresenta una vista del dispositivo a cuneo di espansione, parzialmente in sezione; e

la figura 2 rappresenta un dettaglio di figura 1, per l'illustrazione delle due posizioni pos sibili di fine corsa relativamente al dispositivo a cuneo stesso.

Come si riscontra dai disegni, il dispositivo conico di espansione rappresentato comprende un alloggiamento 1, fissato ad un supporto del freno non rappresentato, con due elementi di pressione 2, 3 coassiali, installati, con possibilità di traslazione, nell'alloggiamento stesso, i quali intervengono, per parte loro, su di un organo di attivazione del freno stesso, non illustrato più in detta glio. Su entrambi gli elementi di pressione 2, 3 si trova, di volta in volta, tramite un rullo 4, 5, un cuneo di espansione 8, sporgente verso l'esterno attraverso un'apertura 6 nel collare 7 dell'alloggiamento, con il relativo stelo 9. Allo stelo 9 del co no di espansione è associato un cilindro a membrana, o simile, non rappresentato, utilizzato ai fini della attivazione degli elementi di pressione e con seguentemente del freno, agente sullo stesso in direzione assiale. Inoltre, fra lo stelo 9 del cuneo di espansione ed il collare 7 dell'alloggiamento è installato un dispositivo di tenuta. Quest'ultimo comprende un mantello di guarnizione sotto forma di una guaina scorrevole 10 conica, con un ingrossamen to 11 della stessa, di diametro minore, che blocca, per accoppiamento geometrico, lo stelo 9 del cuneo di espansione, e con un ingrossamento 12, di diametro maggiore, della guaina scorrevole medesima. Que st'ultimo è configurato in un corpo unico insieme ad un piattello 13, fissato in modo ermetico al col lare 7 dell'alloggiamento.

Come si riscontra dai disegni, l'ingrossa mento 11 della guaina scorrevole, di diametro minore, interviene a tenuta in una scanalatura anulare 14 dello stelo 9 del cuneodi espansione. La guaina scorrevole 10 conica presenta una zona risvoltata 15 fra i due ingrossamenti 11, 12, la quale si trova, al termine della corsa di attivazione, di volta in volta in prossimità di una delle due estremità della guaina scorrevole stessa. La lunghezza della guaina scorrevole 10 conica, da uno dei due ingrossamenti 11, 12 fino alla zona risvoltata 15, che si trova immediatamente prima dell'altro ingrossamento, viene scelta quantomeno pari alla corsa assiale massima possibile di attivazione del cuneo di espansione 8. Quel bordo 16 del piattello 13, su cui è fissato l'ingrossamento 12 della guaina scorrevole, di diametro maggiore, si estende fino a circa la mezzeria fra le due posizioni di estremità dell'ingrossamento 11, di diametro minore, fissato sullo stelo 9 del cuneo di espansione, di volta in volta alle estremità della corsa di attivazione. All'ingrossamento 12 della guaina scorrevole, di diametro maggiore, è collegato, per vulcanizzazione, un anel lo metallico 17. Come si riscontra dai disegni, il piattello 13 comprende un tratto 18 a forma di bussola, con lieve rastremazione conica, che termina nel bordo 16. A questo bordo 16 libero è collegato l'anello metallico 17, tramite pressione nel tratto 18 a forma di bussola, sagomato in forma lievemente conica, del piattello 13. Nell’esempio illustrato, la lunghezza della bussola corrisponde alla massima corsa di rotolamento della guaina scorrevole 10 in relazione ad una corsa di attivazione massima. Essa può, tuttavia, essere anche più breve qualora ciò sia richiesto dalla posizione di installazione del piattello 13 nell'alloggiamento 1.

Il piattello 13 comprende un tratto 19 con sezione a forma di U, al quale si collega, da un lato, un collare 20 esteso in direzione radiale, e, dall'altro, il tratto 18 a forma di bussola, a lieve rastremazione conica. Nel tratto 19 a forma di U, del piattello 13, si trova accostata un’estre mità di una molla di richiamo 21 elicoidale, la cui altra estremità si appoggia contro un piattello 22 esterno. Questo piattello 22 esterno è fissato allo stelo 9 del cuneo di espansione sul lato, rivolta verso il cilindro a membrana, della scanalatura anulare 14 prevista per l'alloggiamento dell'ingrossamento 11 della guaina scorrevole, di diametro minore. A tal fine, è previsto un anello metallico 23 elastico, che si trova alloggiato in una scanalatura anulare 24 dello stelo 9 delcuneo di espansione, e su cui giunge in contatto il piattello esterno 22 per la molla.

Il piattello 13 si appoggia, per parte su a, tramite il collare 20 esteso in direzione radiale, attraverso un anello di tenuta 25, contro un ri salto 26 del collare 7 dell'alloggiamento. Con lo ausilio di un anello di sicurezza 28, associato al suo collare 20, attivo in una scanalatura 27 del collare 7 dell'alloggiamento, il piattello 13 viene fissato nel collare 7 medesimo.

La figura 2 rappresenta il principio di funzionamento della guaina scorrevole 10, tramite la rappresentazione delle sue due posizioni di fine corsa. Nella metà sinistra è rappresentata la posizione di partenza dello stelo 9 del cuneo di espansione. La zona risvoltata 15 si trova in prossimità dell'ingrossamento 11 della guaina scorrevole di diametro minore. In occasione dell'attivazione del freno, vale a dire in relazione alla sollecitazione assiale dello stelo 9 del cuneo di espansione, l'ingrossamento 11 giunge nella posizione inferiore illustrata nella metà destra di figura 2. Nel mentre, la zona risvoltata 15 giunge in prossimità dell'ingrossamento 12 di diametro maggiore.

In occasione dell'allentamento del freno, lo stelo 9 delcuneo di espansione, con il relativo Cuneo 8, viene riportato in direzione assiale nella sua posizione di riposo, tramite la forza elastica di precarico della molla di richiamo 21. A questo proposito, la guaina scorrevole 10 segue questa spo stamento in rotolamento, per riassumere, infine, le sua posizione iniziale, nella quale la zona risvoltata 15 si trova nuovamente in prossimità dell'ingrossamento 11, della guaina stessa, di diametro mi nore .

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo a cuneo di espansione, in particolare per freni di autoveicoli, con un alloggiamento (1) fissato al supporto del freno, con due elementi di pressione (2, 3) coassiali, installati con possibilità di traslazione nell'alloggiamento stesso, i quali intervengono, per parte loro, su di un organo di attivazione del freno medesimo, nonché con un cuneo di espansione (8), accostato di volta in volta, tramite un rullo, (4, 5) contro entrambi gli elementi di pressione (2, 3) stessi e sporgente verso l’esterno attraverso un'apertura (6) nel collare dell'alloggiamento (7), con un corrispondente stelo (9) del cuneo medesimo, ed inoltre con un cilindro a membrana, o simile, utilizzato per la alimentazione degli elementi di pressione e, consegue temente, per l'attivazione del freno, il quale agisce sullo stelo (9) del-cuneo di espansione medesimo, in direzione assiale, essendo altresì previsto un dispositivo di tenuta, dotato di un mantello di guarnizione flessibile, installato fra lo stelo (9) del cuneo di espansione ed il collare (7) dell'allo giamento, dispositivo che si estende, attraverso una zona risvoltata (15), fra due ingrossamenti (11, 12) di forma anulare, i quali presentano diametri differenti, dei quali, l'ingrossamento (11) avente diametro minore si trova adiacente allo stelo (9) del cuneo di espansione, mentre l'ingrossamento (12) di diametro maggiore viene fissato all'interno della zona del collare (7) dell'alloggiamento, essendo inoltre prevista una molla di richiamo (21) che cir conda l'unità costituita dal cono di espansione e dal relativo stelo, caratterizzato dal fatto che il mantello di guarnizione flessibile è configurato in forma di una guaina scorrevole (10) conica, con un ingrossamento (11) di diametro minore, che blocca, per accoppiamento geometrico, lo stelo (9) del cuneo di espansione, e con un piattello (13), collegato in un corpo unico con esso nella zona dell'ingrossamento (12) di diametro maggiore ed utilizzato per il supporto della molla di richiamo (21), ed accostato, inoltre, sotto l'azione della medesima, contro il collare (7) dell'alloggiamento.
2. 2. Dispositivo a cuneo di espansione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo stelo (9) del cuneo di espansione è provvisto di una scanalatura anulare (14) per l'alloggiamento dell'ingrossamento (11) della guaina scorrevole, di diametro minore.
3. 3. Dispositivo a cuneo di espansione secondo le rivendicazioni 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che la guaina scorrevole (10) conica presenta una zona risvoltata (15) fra i due suoi ingrossamenti (11, 12), la quale si trova, al termine della corsa di attivazione, di volta in volta in prossimità di una delle due estremità della guaina scorrevole stessa, e dal fatto che la lunghezza del la guaina scorrevole (10), da uno dei suoi ingrossa menti fino alla zona risvoltata (15) che si trova immediatamente prima dell’altro, viene scelta quantomeno pari alla massima corsa assiale di attivazio ne possibile del cuneo di espansione (8).
4. 4. Dispositivo a cuneo di espansione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratteri zato dal fatto che quel bordo (16) del piattello (13), sopra il quale è fissato l'ingrossamento (12) della guaina scorrevole, di diametro maggiore, si estende fino a circa la mezzeria fra le due posizio ni di estremità del rigonfiamento (11), di diametro minore, fissato sullo stelo (9) del cuneo di espansione, di volta in volta al termine della corsa di attivazione del cono di espansione (8),
5. 5. Dispositivo a cuneo di espansione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratteriz zato dal fatto che il bordo libero (16) del piattel lo (13) è collegato, per vulcanizzazione, con l'ingrossamento (12) della guaina scorrevole, di diametro maggiore.
6. 6. Dispositivo a cuneo di espansione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che all'ingrossamento (12) della guaina scorrevole, di diametro maggiore, è collegato, tramite vulcani zazione, un anello metallico (17), dal fatto che il piattello (13) comprende un tratto (18) a forma di bussola, a lieve rastremazione conica, e dal fatto che l'anello metallico (17) stesso è collegato, tra mite pressione nel tratto (18) a forma di bussola a lieve conformazione conica, con il bordo (16) libero del piattello stesso.
7. 7. Dispositivo a cuneo di espansione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratteri zato dal fatto che il piattello (13) comprende un collare (20) esteso in direzione radiale, tramite il quale esso si appoggia, sotto l'azione della mol. la di richiamo (21), attraverso un anello di tenuta (25), contro un risalto (26) del collare (7) dello alloggiamento .
8. 8. Dispositivo -a cuneo di espansione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il piattello (13) è fissato nel collare (7) del l'alloggiamento con l'ausilio di un anello di sicurezza (28), associato al suo collare (20) ed attivo in una scanalatura (27) del collare (7) dell’alloggiamento stesso.
9. 9. Dispositivo a cuneo di espansione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratteriz zato dal fatto che il piattello (13) comprende un tratto (19) con sezione a forma di U, al quale si collegano, da un lato, il collare (20) esteso in di^ rezione radiale, e, dall'altro, il tratto (18) in forma di bussola, a lieve rastremazione conica.
10. 10. Dispositivo a cuneo di espansione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratteri zato dal fatto che sullo stelo (9) del cono di espansione viene fissato, sul lato, rivolto verso il cilindro a membrana, della scanalatura anulare (14) prevista per l' alloggiamento dell ingrossamento (11) della guaina scorrevole, di diametro minore, un piattello (22) esterno, sul quale si appoggia la altra estremità della molla di richiamo (21).
11. 11. Dispositivo a cuneo di espansione secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che, per il fissaggio del piattello (22) esterno, viene previsto un anello metallico (23) elastico, alloggiato in una scanalatura anulare (24) dello stelo (9)del cuneo di espansione, utilizzato per il sostegno assiale del piattello medesimo.