ITMI20060937A1

ITMI20060937A1 - DISC BRAKE

Info

Publication number: ITMI20060937A1
Application number: IT000937A
Authority: IT
Inventors: Federico Bonomelli
Original assignee: Mako Shark Srl
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-12

Description

DISCO FRENO DISC BRAKE

La presente invenzione concerne un disco freno, da impiegarsi come componente di un impianto frenante, particolarmente per autoveicoli di elevate prestazioni e per impieghi stradali. The present invention relates to a brake disc, to be used as a component of a braking system, particularly for high performance motor vehicles and for road use.

I dischi per impianti frenanti di veicoli e motoveicoli o di qualsiasi altro mezzo o macchina operatrice vengono normalmente realizzati in ghisa sferoidale o acciaio, mentre per veicoli da competizione, specialmente la formula uno, vengono utilizzati dischi di derivazione aeronautica realizzati in composito carbonio - carbonio. The discs for braking systems of vehicles and motorcycles or of any other means or operating machine are normally made of spheroidal cast iron or steel, while for racing vehicles, especially formula one, aeronautical-derived discs made of carbon - carbon composite are used.

Considerando che questi ultimi hanno elevato potere frenante solo se raggiungono temperature superiori agli 200°C essi sono chiaramente limitati come impiego ai casi suddetti, cioè auto da competizione ed aerei, in quanto solo in detti impieghi si raggiungono sempre tali temperature. Detti dischi sarebbero infatti assolutamente inefficaci nel caso delle numerose piccole frenate che si fanno normalmente nel traffico cittadino e questo fatto ne limita drasticamente l'uso ai casi suddetti, a prescindere dal loro costo peraltro assai elevato. Considering that the latter have high braking power only if they reach temperatures above 200 ° C, they are clearly limited in use to the aforementioned cases, that is racing cars and airplanes, since only in said uses such temperatures are always reached. Said discs would in fact be absolutely ineffective in the case of the numerous small braking operations that are normally done in city traffic and this fact drastically limits their use to the aforementioned cases, regardless of their very high cost.

Di fatto esiste perciò un gap piuttosto ampio tra i dischi realizzati con materiali comuni come ghisa e acciaio e i dischi carbonio - carbonio, per cui anche su vetture sportive ad alte prestazioni si usano dischi che assomigliano a quelli impiegati sulle vetture di uso comune. In fact, there is therefore a rather large gap between discs made of common materials such as cast iron and steel and carbon - carbon discs, so that discs that resemble those used on commonly used cars are also used on high-performance sports cars.

Detto gap è stato recentemente colmato da un disco realizzato in carboceramica che garantisce prestazioni e durate eccellenti, ma che ha un costo assolutamente proibitivo, tale da renderne possibile l'utilizzo solo su un numero estremamente ridotto di vetture. Una parte notevole di detto costo è dovuta al fatto che la rettifica di detto disco richiede molto tempo, a causa della sua elevata durezza. This gap has recently been filled by a carbon ceramic disc which guarantees excellent performance and durability, but which has an absolutely prohibitive cost, such as to make it possible to use it only on an extremely small number of cars. A considerable part of said cost is due to the fact that the grinding of said disc takes a long time, due to its high hardness.

Esiste quindi di fatto un vasto numero di vetture, soprattutto sportive, ma anche berline di gamma alta sulle quali verrebbero certamente impiegati dischi di qualità più elevata rispetto a quelli ordinari in acciaio se esistessero dischi di costo più contenuto rispetto a quelli in carboceramica di cui si è detto. There are therefore a large number of cars, especially sports cars, but also high-end sedans on which discs of higher quality would certainly be used than ordinary steel ones if there were discs of a lower cost than those in carbon ceramic. and said.

I dischi in acciaio o ghisa hanno il vantaggio di un costo contenuto ed una buona capacità frenante unita ad una eccellente resistenza meccanica. Steel or cast iron discs have the advantage of low cost and good braking capacity combined with excellent mechanical resistance.

Per quanto riguarda il problema delle elevate quantità di calore sviluppate nelle frenate sono stati creati dei canali radiali per il passaggio deH'aria di raffreddamento, mentre per limitare le sollecitazioni meccaniche, peraltro conseguenza diretta di quelle termiche, sono stati realizzati dei dischi flottanti rispetto al supporto a campana che collega detti dischi al mozzo portaruota. Il motivo di quest'ultima soluzione è che le sollecitazioni termiche impulsive cui i dischi sono sottoposti a causa dell'azione frenante sono causa di disuniformità termica sulla superficie e nella massa del disco stesso, con la conseguenza che questo si distorce inducendo sforzi anomali nel supporto a campana di collegamento con il mozzo. As regards the problem of the high quantities of heat developed during braking, radial channels have been created for the passage of the cooling air, while to limit the mechanical stresses, which are a direct consequence of the thermal ones, floating discs have been created with respect to the bell-shaped support that connects said discs to the wheel hub. The reason for this last solution is that the impulsive thermal stresses to which the discs are subjected due to the braking action cause thermal non-uniformity on the surface and in the mass of the disc itself, with the consequence that this is distorted inducing anomalous stresses in the support. bell-shaped connection with the hub.

Tuttavia i dischi in acciaio o ghisa sono pesanti e questo fatto è particolarmente negativo soprattutto per il fatto che vengono aumentate le masse non sospese (con vettura a terra) e l'effetto giroscopico delle ruote, con riflessi negativi sulla stabilità e la guidabilità della vettura. However, steel or cast iron discs are heavy and this fact is particularly negative above all due to the fact that the unsprung masses (with the car on the ground) and the gyroscopic effect of the wheels are increased, with negative repercussions on the stability and driveability of the car. .

Poiché tutti i dischi della tecnica nota, compresi quelli del tipo carbonio -carbonio, sono realizzati con un materiale che assolve contemporaneamente sia la funzione strutturale, sia la funzione frenante, sono stati fatti alcuni tentativi per impiegare materiali leggeri e ad elevata resistenza meccanica, per assolvere la funzione strutturale, con trattamenti superficiali o rivestimenti con altri materiali aventi elevata resistenza all'usura, per assolvere la funzione frenante. Since all the discs of the known art, including those of the carbon-carbon type, are made of a material that simultaneously performs both the structural function and the braking function, some attempts have been made to use light materials with high mechanical resistance, to perform the structural function, with surface treatments or coatings with other materials with high wear resistance, to perform the braking function.

Fra questi può essere citato un disco di lega di alluminio su cui è stato fatto un rivestimento ceramico. Questa soluzione sembrerebbe risolvere i problemi posti, ma la forte differenza fra i coefficienti di dilatazione termica dei due materiali provoca inevitabilmente screpolature e rotture nel rivestimento. Among these can be mentioned an aluminum alloy disc on which a ceramic coating has been made. This solution would seem to solve the problems posed, but the strong difference between the thermal expansion coefficients of the two materials inevitably causes cracks and breaks in the coating.

Recentemente è stato depositata la domanda di brevetto MI 2005 A 001240, a nome della stessa richiedente, che descrive un disco freno basato sulla separazione della funzione frenante dalla funzione strutturale, utilizzando per ciascuna di dette due funzioni un materiale ad hoc. Il materiale impiegato per la funzione frenante non è, come nella tecnica anteriore, sotto forma di un semplice rivestimento riportato sul materiale che assolve la funzione strutturale, bensì costituisce un corpo di forma e dimensioni proprie che viene collegato con appositi mezzi di giunzione al materiale che assolve la funzione strutturale. Patent application MI 2005 A 001240 has recently been filed, in the name of the same applicant, which describes a brake disc based on the separation of the braking function from the structural function, using an ad hoc material for each of said two functions. The material used for the braking function is not, as in the prior art, in the form of a simple coating applied to the material that performs the structural function, but constitutes a body of its own shape and size which is connected to the material by means of suitable joining means. fulfills the structural function.

In questo modo è possibile impiegare per la funzione strutturale un materiale particolarmente leggero e resistente, anche se non molto resistente all'usura, e per la funzione frenante un materiale che può essere anche pesante, in quanto limitato a placche molto sottili, ma comunque di elevata durezza e quindi in grado di resistere all'usura e alle altissime temperature. In this way it is possible to use a particularly light and resistant material for the structural function, even if not very resistant to wear, and for the braking function a material that can also be heavy, as limited to very thin plates, but in any case of high hardness and therefore able to withstand wear and very high temperatures.

In pratica si ha un supporto, realizzato con il materiale strutturale, avente globalmente la forma di un disco, sul quale vengono riportate delle placche di materiale di durezza adeguata a resistere all'abrasione. In practice there is a support, made with the structural material, having the overall shape of a disk, on which plates of material of adequate hardness to resist abrasion are placed.

Il supporto è quindi realizzato con un materiale composito a base di fibre, ad esempio di carbonio, o vetro, impregnate con resine, ad esempio epossidiche, fenoliche, cianoesteri o cianoepossidiche o una combinazione delle stesse, mentre le placche di attrito possono essere di qualsiasi materiale tradizionale, acciaio, ghisa, ossido d’alluminio (ceramica), carburo di silicio, nitruro di silicio, ossido di titanio o carboceramica. The support is therefore made with a composite material based on fibers, for example carbon, or glass, impregnated with resins, for example epoxy, phenolic, cyanoesters or cyanoepoxy or a combination thereof, while the friction plates can be of any traditional material, steel, cast iron, aluminum oxide (ceramic), silicon carbide, silicon nitride, titanium oxide or carbon ceramic.

Sono possibili differenti combinazioni tra i vari materiali strutturali e materiali d'attrito disponibili. Ne consegue che possono essere realizzati prodotti di varie prestazioni e costi, in modo da poter essere impiegati su auto di vari segmenti. Un primo inconveniente di quest'ultima soluzione della tecnica nota è il costo che, anche se si colloca ad un livello sensibilmente inferiore a quello dei dischi in carboceramica, è ancora troppo elevato per consentirne un'elevata diffusione. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'elevata quantità di calore sviluppato nella frenata obbliga ad impiegare materiali e processi produttivi particolarmente costosi. Different combinations are possible between the various structural materials and friction materials available. It follows that products of various performances and costs can be made, so that they can be used on cars of various segments. A first drawback of this latter solution of the known art is the cost which, even if it is located at a significantly lower level than that of carbon-ceramic discs, is still too high to allow a high diffusion thereof. This is mainly due to the fact that the high amount of heat developed during braking forces the use of particularly expensive materials and production processes.

Un secondo inconveniente consiste nel fatto che le placche d'attrito hanno un coefficiente di dilatazione differente dal materiale composito con il quale è realizzato il disco di supporto. Questo fatto obbliga a realizzare dei supporti intermedi nei quali annegare le placchette, onde evitare che gli sforzi derivanti dalle diverse dilatazioni impongano sollecitazioni tali da superare il limite di resistenza degli incollaggi delle placchette al supporto, con conseguente ulteriore aggravio di costi. A second drawback consists in the fact that the friction plates have an expansion coefficient different from the composite material with which the support disc is made. This fact requires the creation of intermediate supports in which to drown the plates, in order to avoid that the stresses deriving from the different expansions impose stresses such as to exceed the limit of resistance of the gluing of the plates to the support, with a consequent further increase in costs.

Un terzo inconveniente consiste nel fatto che la durata delle placche d'attrito è paragonabile a quella di un freno comune, a fronte di un costo sensibilmente più elevato del disco. A third drawback consists in the fact that the duration of the friction plates is comparable to that of a common brake, against a significantly higher cost of the disc.

Scopo della presente invenzione è superare gli inconvenienti esposti proponendo un disco per impianto frenante, conforme alla rivendicazione 1, sempre basato sulla separazione della funzione frenante dalla funzione strutturale, utilizzando per ciascuna di dette due funzioni un materiale ad hoc. Il materiale frenante è comprende una coppia di dischi molto sottili, o dischi d'attrito, che rivestono un disco strutturale, realizzato con un materiale leggero e resistente. The object of the present invention is to overcome the drawbacks set forth by proposing a disc for a braking system, according to claim 1, again based on the separation of the braking function from the structural function, using an ad hoc material for each of said two functions. The braking material is comprised of a pair of very thin discs, or friction discs, which cover a structural disc, made of a light and strong material.

Come si vedrà dalla descrizione che segue, detti dischi d'attrito, aventi la funzione frenante, sono montati sul disco strutturale essenzialmente tramite gli stessi bulloni con i quali detto disco strutturale è assemblato con la campana di collegamento con il mozzo. Sono eventualmente previsti anche ulteriori collegamenti meccanici sulla circonferenza esterna dei dischi, che potranno essere realizzati tramite chiodi ribattuti, perni saldati, detti collegamenti avendo la funzione precipua di assicurare, in ogni condizione, la planarità delle piste d'attrito. As will be seen from the following description, said friction discs, having the braking function, are mounted on the structural disc essentially by means of the same bolts with which said structural disc is assembled with the connection bell with the hub. Further mechanical connections on the external circumference of the discs are also possibly provided, which can be made by means of riveted nails, welded pins, said connections having the main function of ensuring, in all conditions, the flatness of the friction tracks.

Il disco interno assolve il compito di essere la parte strutturale del disco freno e può essere realizzato in materiale composito a base di fibre, ad esempio di carbonio, o vetro, impregnate con resine, ad esempio epossidiche, fenoliche, cianoesteri o cianoepossidiche o una combinazione delle stesse, oppure delle malte cementizie, mentre i dischi di attrito possono essere di qualsiasi materiale tradizionale resistente all'usura quale, acciaio, ghisa, ossido d’alluminio (ceramica), carburo di silicio, nitruro di silicio, ossido di titanio o carboceramica. The internal disc fulfills the task of being the structural part of the brake disc and can be made of composite material based on fibers, for example carbon, or glass, impregnated with resins, for example epoxy, phenolic, cyanoesters or cyanoepoxy or a combination of the same, or of cementitious mortars, while the friction discs can be of any traditional wear-resistant material such as steel, cast iron, aluminum oxide (ceramic), silicon carbide, silicon nitride, titanium oxide or carboceramic .

I dischi di attrito dovranno essere tali da dilatarsi per effetto degli aumenti di temperatura, ma senza deformarsi al di fuori del loro piano. Per questa ragione sono previsti, su tutta la superficie dei dischi d'attrito, dei tagli radiali passanti. Un primo vantaggio dei dischi secondo l'invenzione, è essenzialmente economico, in quanto la mancanza di collegamenti incollati tra materiale d'attrito e materiale strutturale evita la necessità di ricorrere a costosi materiali e procedure di realizzazione. The friction discs must be such as to expand due to temperature increases, but without deforming outside their plane. For this reason, radial through cuts are provided on the entire surface of the friction discs. A first advantage of the discs according to the invention is essentially economical, since the lack of bonded connections between friction material and structural material avoids the need to resort to expensive materials and manufacturing procedures.

Anche il disco strutturale in composito, essendo sollecitato di meno termicamente, può essere realizzato con materiali meno pregiati e processi meno costosi. Even the composite structural disc, being less thermally stressed, can be made with less valuable materials and less expensive processes.

Un secondo vantaggio, sempre di natura economica, è conseguenza del fatto che i dischi d'attrito sono smontabili, essendo assemblati tramite gli stessi bulloni con cui il disco strutturale è assemblato al supporto a campana di collegamento con il mozzo. Ciò vuol dire che i dischi di attrito, di costo peraltro limitato, possono essere sostituiti, mentre la parte strutturale, di gran lunga più costosa, può essere riutilizzata, in quanto non ha subito alterazioni. A second advantage, again of an economic nature, is a consequence of the fact that the friction discs are removable, being assembled by means of the same bolts with which the structural disc is assembled to the bell-shaped support for connection with the hub. This means that the friction discs, of limited cost, can be replaced, while the structural part, which is far more expensive, can be reused, as it has not undergone any alterations.

Oltre ai suddetti vantaggi economici, i dischi secondo l'invenzione sono anche più leggeri, in quanto i dischi d'attrito possono avere spessori anche di soli 3 mm, mentre le placchette annegate nella massa strutturale, secondo la domanda di brevetto MI 2005 A 001240, devono avere uno spessore di almeno 5 mm, per poter realizzare un efficace inglobamento. In addition to the aforementioned economic advantages, the discs according to the invention are also lighter, since the friction discs can have thicknesses of as little as 3 mm, while the plates embedded in the structural mass, according to the patent application MI 2005 A 001240 , must have a thickness of at least 5 mm, in order to be able to achieve an effective incorporation.

L'invenzione verrà ora descritta secondo una forma di attuazione preferita e con riferimento alle figure allegate, in cui: The invention will now be described according to a preferred embodiment and with reference to the attached figures, in which:

• la figura 1 mostra un disco secondo l'invenzione; Figure 1 shows a disc according to the invention;

• la figura 2 mostra in esploso la struttura di un disco secondo l'invenzione; • la figure 3 mostra una variante costruttiva del disco secondo l'invenzione; • la figura 4 mostra un modo alternativo di ottenere canali radiali di raffreddamento. Figure 2 is an exploded view of the structure of a disc according to the invention; Figure 3 shows a constructive variant of the disc according to the invention; • figure 4 shows an alternative way of obtaining radial cooling channels.

Con riferimento alla fig. 1, con (1) viene indicato un disco per freni secondo l'invenzione. Detto disco (1) comprende una parte (2), o disco strutturale, che funge da supporto a una coppia di dischi sottili (3, 3a), o dischi d'attrito, di materiale resistente all'usura, che assolvono la funzione frenante, essendo previsti mezzi atti a collegare detti dischi d'attrito (3, 3a) a detto disco strutturale (2) e detto disco strutturale (2) ad un supporto a campana (4), che serve per il collegamento al mozzo della ruota (non rappresentato). With reference to fig. 1, with (1) a brake disc according to the invention is indicated. Said disc (1) comprises a part (2), or structural disc, which acts as a support for a pair of thin discs (3, 3a), or friction discs, of wear-resistant material, which perform the braking function , means being provided for connecting said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2) and said structural disc (2) to a bell support (4), which serves for connection to the wheel hub ( not pictured).

Conformemente alla tecnica nota, sui dischi d'attrito (3, 3a) sono realizzati dei tagli passanti (30), a sviluppo prevalentemente radiale, per consentire ai dischi d'attrito stessi di dilatarsi liberamente, senza subire distorsioni. In accordance with the known art, through cuts (30) are made on the friction discs (3, 3a), mainly radially developed, to allow the friction discs themselves to expand freely, without undergoing distortions.

Detti tagli consentono ai dischi d'attrito di assorbire le dilatazioni circonferenziali, prevenendo la formazione di forze di compressione che indurrebbero movimenti normali al piano di detti dischi, con la conseguente perdita di planarità delle piste d'attrito: In questo modo assicurano la monoliticità dei dischi d'attrito (3, 3a) ed evitano la nascita di momenti torcenti sui mezzi di collegamento di detti dischi d'attrito (3, 3a) al disco strutturale (2). Conformemente ad una prima forma preferita di attuazione (fig. 2), detti mezzi di collegamento comprendono una pluralità di bulloni (5) che attraversano il disco d'attrito esterno (3), il disco strutturale (2), il disco d'attrito interno (3a) e si avvitano in fori filettati ricavati nel supporto a campana (4). Said cuts allow the friction discs to absorb the circumferential expansions, preventing the formation of compression forces which would induce normal movements to the plane of said discs, with the consequent loss of planarity of the friction tracks: In this way they ensure the monolithicity of the friction discs (3, 3a) and prevent the creation of twisting moments on the connecting means of said friction discs (3, 3a) to the structural disc (2). According to a first preferred embodiment (fig. 2), said connection means comprise a plurality of bolts (5) which pass through the external friction disk (3), the structural disk (2), the friction disk internal (3a) and screw into threaded holes obtained in the bell support (4).

Questa soluzione consente una facile sostituzione dei dischi d'attrito (3, 3a) quando questi sono usurati. This solution allows easy replacement of the friction discs (3, 3a) when they are worn out.

Conformemente ad una seconda forma di attuazione, detti mezzi di collegamento comprendono una pluralità di bulloni con dado o chiodi con le teste ribadite (non rappresentati) che collegano i due dischi d'attrito (3, 3a) al solo disco strutturale (2). Se poi il materiale con cui è costruito il disco strutturale (2) lo consente, i bulloni possono essere avvitati direttamente sul disco strutturale (2) stesso. Secondo quest'ultima forma di attuazione, il disco strutturale (2) dovrà essere a sua volta collegato con il supporto a campana (4), a meno che il disco strutturale (2) ed il supporto a campana (4) non siano realizzati in un sol pezzo, così come mostrato nella fig. 3. According to a second embodiment, said connection means comprise a plurality of bolts with nuts or nails with riveted heads (not shown) which connect the two friction discs (3, 3a) to the structural disc only (2). If the material with which the structural disc (2) is built allows it, the bolts can be screwed directly onto the structural disc (2) itself. According to this last embodiment, the structural disc (2) must in turn be connected with the bell support (4), unless the structural disc (2) and the bell support (4) are made of one piece, as shown in fig. 3.

Conformemente ad una terza forma preferita di attuazione, detti mezzi di collegamento dei dischi d'attrito (3, 3a) al disco strutturale (2) comprendono ulteriormente dei risalti (6, 6a), ricavati sul disco strutturale (2), che si inseriscono in corrispondenti sedi (7, 7a) ricavate nei dischi d'attrito (3, 3a), allo scopo di migliorare l'accoppiamento, trasmettendo più efficacemente il momento frenante dai dischi d'attrito (3, 3a) al disco strutturale (2) e, quindi, al supporto a campana (4). According to a third preferred embodiment, said means for connecting the friction discs (3, 3a) to the structural disc (2) further comprise projections (6, 6a), obtained on the structural disc (2), which are inserted in corresponding seats (7, 7a) obtained in the friction discs (3, 3a), in order to improve the coupling, more effectively transmitting the braking moment from the friction discs (3, 3a) to the structural disc (2) and, therefore, to the bell support (4).

Nel particolare di fig. 3 è mostrato il caso in cui i dischi d'attrito (3, 3a) siano collegati al disco strutturale (2) anche nella parte esterna. In questo caso, per non aumentare il diametro del disco, è preferibile realizzare dei recessi (8) in cui si inseriscono dei chiodi ribattuti (9). In questo modo la testa di detti chiodi (9) è sufficientemente al di sotto delle superfici frenanti, o piste d'attrito (10, 10a), così da consentire alle stesse di usurarsi, fino a raggiungere il livello (11, 11 a), indicato con delle linee tratteggiate, senza intaccare significativamente la testa dei chiodi (9). In the detail of fig. 3 shows the case in which the friction discs (3, 3a) are connected to the structural disc (2) also in the external part. In this case, in order not to increase the diameter of the disc, it is preferable to make recesses (8) in which riveted nails (9) are inserted. In this way the head of said nails (9) is sufficiently below the braking surfaces, or friction tracks (10, 10a), so as to allow them to wear out, until they reach the level (11, 11 a) , indicated by dotted lines, without significantly affecting the head of the nails (9).

Detto ulteriore collegamento, realizzato lungo la circonferenza esterna del disco freno, ha la funzione di impedire qualsiasi movimento dei dischi d'attrito (3, 3a) in direzione normale al loro piano, in modo da mantenere la planarità delle piste d'attrito (10, 10a). Said further connection, made along the external circumference of the brake disc, has the function of preventing any movement of the friction discs (3, 3a) in the direction normal to their plane, so as to maintain the flatness of the friction tracks (10 , 10a).

In alternativa ai chiodi ribaditi (9) possono essere utilizzati dei perni (non rappresentati), che vengono fissati ai dischi d'attrito (3, 3a) mediante saldatura. Conformemente al concetto base dell'invenzione, il disco strutturale (2) ed il supporto a campana (4) sono realizzati con un materiale avente bassa densità ed elevate caratteristiche meccaniche. Detto materiale strutturale potrà essere metallico (ad esempio titanio oppure alcune leghe di alluminio quali ergal o avional), oppure del materiale composito (ad esempio fibre di carbonio o vetro, o una opportuna combinazione delle stesse, impregnate con resine cianoesteri, cianoepossidiche, epossidiche o fenoliche, o una combinazione delle stesse, oppure delle malte cementizie). As an alternative to riveted nails (9), pins (not shown) can be used, which are fixed to the friction discs (3, 3a) by welding. In accordance with the basic concept of the invention, the structural disc (2) and the bell support (4) are made of a material having low density and high mechanical characteristics. Said structural material may be metallic (for example titanium or some aluminum alloys such as ergal or avional), or composite material (for example carbon or glass fibers, or an appropriate combination of the same, impregnated with cyanoester, cyanoepoxy, epoxy or phenolics, or a combination thereof, or cementitious mortars).

Nel caso in cui nel supporto a campana (4) siano realizzati dei fori filettati, è conveniente realizzare detto supporto a campana in materiale metallico. Per il disco strutturale (2) è invece preferibile utilizzare il materiale composito, più leggero, in quanto, a causa del diametro nettamente maggiore del disco strutturale (2), consente di ottenere i migliori risultati per quanto concerne la riduzione del momento d'inerzia. If threaded holes are made in the bell-shaped support (4), it is convenient to make said bell-shaped support in metallic material. For the structural disc (2) it is instead preferable to use the composite material, which is lighter, since, due to the significantly larger diameter of the structural disc (2), it allows to obtain the best results in terms of reducing the moment of inertia. .

Tuttavia il disco strutturale (2) ed il supporto a campana (4) possono anche essere realizzati in un solo pezzo, come già accennato in precedenza e mostrato in fig. 3. However, the structural disc (2) and the bell-shaped support (4) can also be made in one piece, as already mentioned above and shown in fig. 3.

Il collegamento tra i dischi d'attrito (3, 3a) ed il disco strutturale (2) potrà avvenire o solo in prossimità della circonferenza interna o esterna di detti dischi d'attrito (3, 3a), o su entrambe. Inoltre potranno essere impiegati o meno detti risalti (6, 6a) presenti sul disco strutturale (2), allo scopo di trasmettere al meglio il momento frenante. The connection between the friction discs (3, 3a) and the structural disc (2) can take place either only near the internal or external circumference of said friction discs (3, 3a), or on both. Furthermore, said projections (6, 6a) present on the structural disc (2) may or may not be used, in order to transmit the braking moment in the best possible way.

In pratica, a seconda delle necessità che si dovessero incontrare durante la messa a punto, potranno essere impiegate varie combinazione dei predetti collegamenti, con lo scopo precipuo di mantenere il più possibile la planarità delle piste d'attrito (10, 10a) nonostante i violenti shock termici. In practice, depending on the needs that may arise during the setting up, various combinations of the aforementioned connections can be used, with the main purpose of maintaining the flatness of the friction tracks (10, 10a) as much as possible despite the violent thermal shocks.

In fig. 4 è mostrato un modo alternativo di realizzare dei canali radiali (12) di raffreddamento del disco. Tenendo conto dell'esistenza dei dischi d'attrito (3, 3a) si possono ricavare delle scanalature radiali sulla superficie esterna del disco strutturale (2). Detti canali radiali (12) si formeranno quindi con il semplice montaggio dei dischi d'attrito (3, 3a). In fig. 4 shows an alternative way of making radial channels (12) for cooling the disc. Taking into account the existence of the friction discs (3, 3a), radial grooves can be obtained on the external surface of the structural disc (2). Said radial channels (12) will then be formed with the simple assembly of the friction discs (3, 3a).

Nel caso di realizzazione del disco strutturale in materiale composito, le scanalature radiali potranno essere ottenute sagomando opportunamente gli stampi, così come nel caso di dischi strutturali metallici, se ottenuti di fusione. Nel caso di dischi in materiale composito si dovrà tenere conto della deformazione delle fibre al fine di evitare arricciamenti e/o lacerazioni durante la fase di pressatura. Questa soluzione consente di realizzare anche una certa riduzione di peso, e quindi anche di costo, grazie alla minore quantità di materiale impiegata, senza aggravi sui costi di produzione In the case of making the structural disc in composite material, the radial grooves can be obtained by suitably shaping the molds, as well as in the case of metal structural discs, if obtained by casting. In the case of discs in composite material, the deformation of the fibers must be taken into account in order to avoid curling and / or tearing during the pressing phase. This solution also makes it possible to achieve a certain reduction in weight, and therefore also in cost, thanks to the smaller quantity of material used, without increasing production costs.

La coppia di dischi d'attrito (3, 3a) potranno essere di qualsiasi materiale tradizionale, quale acciaio, ghisa, ossido d’alluminio (ceramica), carburo di silicio, nitruro di silicio, ossido di titanio o carboceramica. Tuttavia nel caso si volessero contenere al massimo i costi, al fine di ampliare il più possibile il campo d'impiego, è preferibile utilizzare ghisa o acciaio, i quali sono meno resistenti all'usura rispetto agli altri materiali d'attrito, ma questa non è una grave limitazione, grazie al fatto che detti dischi d'attrito (3, 3a) sono facilmente sostituibili. The pair of friction discs (3, 3a) can be of any traditional material, such as steel, cast iron, aluminum oxide (ceramic), silicon carbide, silicon nitride, titanium oxide or carbon ceramic. However, if you want to keep costs as low as possible, in order to widen the range of use as much as possible, it is preferable to use cast iron or steel, which are less resistant to wear than other friction materials, but this does not it is a serious limitation, thanks to the fact that said friction discs (3, 3a) are easily replaceable.

Come appare chiaro dalla descrizione che precede, sono confermati i vantaggi economici del disco secondo l'invenzione, in quanto sono stati completamente eliminati gli incollaggi strutturali che, a causa delle condizioni estreme di funzionamento, richiedono l'impiego di materiali e procedure notevolmente costose. Inoltre il fatto di poter sostituire in modo semplice i dischi d'attrito (3, 3a), peraltro piuttosto economici se realizzati con materiali tradizionali come ghisa o acciaio, consente di riutilizzare il disco strutturale (2), che è, invece, il componente più costoso del gruppo. As it appears clear from the above description, the economic advantages of the disc according to the invention are confirmed, since the structural bonding which, due to the extreme operating conditions, requires the use of considerably expensive materials and procedures have been completely eliminated. Furthermore, the fact of being able to easily replace the friction discs (3, 3a), which are rather cheap if made with traditional materials such as cast iron or steel, makes it possible to reuse the structural disc (2), which is, instead, the component most expensive of the bunch.

L'invenzione è stata descritta a scopo esemplificativo e non limitativo secondo una forma preferita di attuazione, il tecnico esperto del settore potrà trovare numerose altre forme di attuazione, tutte ricadenti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono. The invention has been described by way of example and not of limitation according to a preferred embodiment, the person skilled in the art will be able to find numerous other embodiments, all falling within the protection scope of the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Brake disc, to be used as a component of a braking system particularly for high-performance motor vehicles and for road use, of the type that involves the use of two materials to perform respectively the structural function and the braking function, characterized by the fact that it comprises a support or structural disc (2), on the sides of which a first and a second friction disc (3, 3a) are applied, said structural disc (2) being made with a material suitable to perform the structural function and said discs friction (3, 3a) being made of a material suitable for performing the braking function, means being provided for connecting said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2).

2. Brake disc, according to claim 1, characterized in that said structural disc (2) and said friction discs (3, 3a) are further connected with a bell support (4), able to connect said brake disc ( 1) to the wheel hub.

3. Brake disc, according to claim 2, characterized in that said means adapted to connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2), comprise a plurality of bolts (5) which pass through said first disc (3), said structural disc (2), said second friction disc (3a) and screw into threaded holes made in said bell support (4), suitable for connecting said brake disc (1) to wheel hub.

4. Brake disc, according to claim 1 or 2, characterized in that said means adapted to connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2), comprise a plurality of bolts with nuts which connect said discs friction (3, 3a) to said structural disc (2).

5. Brake disc, according to claim 4, characterized in that said bolts are screwed directly onto said structural disc (2).

6. Brake disc, according to claim 1 or 2, characterized in that said means adapted to connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2), comprise a plurality of nails (9), with the riveted heads, which connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2).

7. Brake disc, according to claim 6, characterized in that it provides recesses (8) in which said riveted heads of said nails (9) are inserted in such a way that said head of said nails (9) is sufficiently below of braking surfaces, or friction tracks (10, 10a), so as to allow said friction tracks (10, 10a) to wear out, without substantially affecting said riveted head of said nails (9).

8. Brake disc, according to claim 1 or 2, characterized in that said means adapted to connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2), comprise a plurality of pins which connect said friction discs friction (3, 3a) to said structural disc (2), said pins being welded to said friction discs (3, 3a).

9. Brake disc, according to claim 2, characterized in that said structural disc (2) and said bell support (4) are made in a single piece.

10. Brake disc, according to claim 1 or 2, characterized in that said means adapted to connect said friction discs (3, 3a) to said structural disc (2), comprise projections (6, 6a), which are insert in corresponding seats (7, 7a) obtained in said friction discs (3, 3a), said projections (6, 6a) and said seats (7, 7a) being able to transmit more effectively the braking moment from said discs friction (3, 3a) to said structural disc (2).

11. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that said connections between said friction discs (3, 3a) and said structural disc (2) are made in proximity to the internal circumference of said discs. 'friction (3, 3a).

12. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that said connections between said friction discs (3, 3a) and said structural disc (2) are made near the outer circumference of said discs. 'friction (3, 3a).

13. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that said support disc (2) is made of composite material.

14. Brake disc, according to at least one of claims 2 to 12, characterized in that said bell support (4) is made of composite material.

15. Brake disc, according to claims 13 and 14, characterized in that said composite material comprises carbon or glass fibers or a combination thereof.

16. Brake disc, according to claims 13 and 14, characterized in that said composite material comprises a resin comprised between epoxy, phenolic, cyanoesters, cyanoepoxy resins or a combination thereof.

17. Brake disc, according to claims 13 and 14, characterized in that said composite material comprises a cement mortar.

18. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that said support disc (2) is made of metallic material.

19. Brake disc, according to at least one of claims 2 to 12, characterized in that said bell support (4) is made of metallic material

20. Brake disc, according to claims 18 and 19, characterized in that said metal material is titanium or an aluminum alloy.

21. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that said friction discs (3, 3a) are made of a material chosen from steel, cast iron, aluminum oxide (ceramic), carbon carbide silicon, silicon nitride, titanium oxide and carboceramics.

22. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that it provides through cuts (30), mainly radially developed, made in said friction discs (3, 3a), suitable for allowing said discs of friction (3, 3a) to expand freely, without undergoing distortions.

23. Brake disc, according to at least one of claims 1 to 22, characterized by the fact of providing substantially radial grooves, made on the external surface of said structural disc (2), so that, by mounting said friction discs on said structural disc (2), channels (12) are formed.