ITMI20090099A1 - Disco freno e relativo metodo di produzione - Google Patents

Description

"Disco freno e relativo metodo di produzione.â€

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione riguarda un disco per impianti di frenatura a disco, in particolare per motocicli.

TECNICA ANTERIORE

Nel campo degli impianti frenanti a disco, come impianti frenanti di motocicli sono state studiate diverse soluzioni per la dispersione del calore di attrito generato e per la rigenerazione della superficie delle pastiglie freno. Sono stati sviluppati dischi forati, o con bordi che presentano sporgenze e rientranze, tali soluzioni, abbastanza semplici costruttivamente non sono del tutto soddisfacenti per quanto riguarda l’uniformità di frenata e la forza di attrito, in modo particolare nella fase iniziale. Sono stati quindi sviluppati dischi freno, oggetto della domanda italiana MI2003A001814 aventi depressioni sulle facce, preferibilmente le depressioni di una faccia essendo sfalsate rispetto a quelle dell’altra, per garantire uniformità di frenata e resistenza al disco. Le depressioni, di forma ed inclinazione varie, possono preferibilmente interessare almeno il margine esterno del disco o estendersi dal margine interno a quello esterno. La lavorazione di tali dischi, che può comprendere la creazione delle depressioni per fresatura, à ̈ tuttavia assai più lunga e complessa rispetto ai comuni dischi forati. Sono state proposte soluzioni in cui il disco à ̈ composto da due semi dischi uniti fra loro mediante rivetti, ma la soluzione si à ̈ rilevata di difficile realizzazione e con non soddisfacenti risultati nella conformazione del disco e comportamento inadeguato in seguito a fenomeni di dilatazione termica.

Sarebbe desiderabile un disco freno di semplice realizzazione capace di permettere uno scambio termico adeguato ed una forza adeguata, senza incidere negativamente sulla robustezza, a parità di peso o ingombro.

SOMMARIO

I problemi sopra esposti sono ora stati risolti mediante un disco freno comprendente due semìdischì aventi ciascuno una superficie di attrito atta ad interagire con una pastiglia freno ed uniti direttamente fra loro mediante brasatura per una faccia opposta a detta superficie di attrito.

Secondo un aspetto preferito il materiale di apporto ha temperatura di fusione di almeno 950°C, preferibilmente 1050°C e più preferibilmente 1100°C. Secondo un aspetto preferito si tratta di una pasta a base Ni, preferibilmente a base di Fe, Ni. In tal modo il materiale di apporto può resistere a temperature di almeno 950°C o anche maggiori, comunque più elevate rispetto a quelle^che possono essere generate dall’uso del freno.

I due semidischi presentano preferibilmente fori e/o rientranze nel profilo dei margini posti in posizione sfalsata rispetto a quelli dell’altro semidisco, in modo da creare, con l’altro semidisco, cavità cieche o semichiuse nel disco freno, sulle superfici del disco esposte alle pastiglie freno. Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i due semidischi possono essere formati da più porzioni; le porzioni di un semidisco sono poste in modo sfalsato rispetto a quelle dell’altro semidisco, in modo che, realizzando la brasatura, una porzione di un semidisco mantenga unite almeno due porzioni dell’altro semidisco.

L’invenzione riguarda anche un metodo di realizzazione di un disco freno come visto sopra.

ELENCO DELLE FIGURE

La presente invenzione verrà ora illustrata mediante la descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, fornite a puro titolo di esempio, con l’ausilio delle figure 1-4 allegate che rappresentano dischi freno per motocicli secondo diversi aspetti dell'invenzione. La figura 5 rappresenta una porzione di semidisco per realizzare un disco secondo un aspetto particolare dell’invenzione. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alle figure, sono rappresentati dischi freno secondo la presente invenzione. I dischi freno, in particolare dischi freno per motociclette possono essere di qualsiasi materiale adatto allo scopo, preferibilmente sono dischi di acciaio, come comunemente avviene. I dischi secondo la presente invenzione presentano due semidischi 1 e 2 sovrapposti ed uniti direttamente tra loro per brasatura. Nelle figure, col tratteggio à ̈ rappresentato il profilo nascosto del semidisco più lontano dall’osservatore. Particolari analoghi sono indicati con lo stesso numero di riferimento.

Si può notare come i semidischi, secondo un particolare aspetto dell’invenzione, relativo alle figure 1 e 2 possono presentare un andamento dei margini, in particolare dei margini esterni 3 e 4, ma anche, secondo un ulteriore aspetto, esemplificato nella figura 2 anche quelli interni 5 e 6 che possono essere ondulati o frastagliati, diversi da un profilo circolare; i due semidischi possono avere profilo analogo o diverso. Se il profilo à ̈ analogo, secondo un aspetto preferito à ̈ sfalsato nell’unione dei due dischi, come esemplificato nelle figure 1 e 2. Si tiene conto della opportunità che i collegamenti 7 di supporto del disco al mozzo della ruota, che può essere di tipo noto, per esempio del tipo detto "fisso†(figure 1-3) o "flottante†(figure 2 e 4) siano previsti sui due semidischi in modo da combaciare nonostante lo sfalsamento dei profili. In alternativa i collegamenti possono anche essere previsti su uno solo dei semidischi oppure distribuiti fra l’uno e l’altro, per esempio in maniera alternata.

Su ciascuno dei semidischi possono essere previsti fori, indicati con 8 i fori del disco posto verso l’osservatore e 9 quelli del disco posto inferiormente. Preferibilmente i fori sono sfalsati. In tale modo si creano depressioni cieche sulle due facce del disco. Parte dei fori possono essere, se ritenuto opportuno, coincidenti per creare fori passanti sul disco. Come esemplificato nelle figure 3 e 4 à ̈ possibile anche che i margini dei dischi siano circolari e coincidano. In tal caso, la tecnica secondo la presente invenzione permette di creare depressioni mediante lo sfalsamento dei fori, sempre indicati con i riferimenti 8 e 9.

È anche possibile che i fori di un semidisco si sovrappongano parzialmente con i fori o rientranze di un margine dell’altro disco, in modo da creare fori passanti 10, come visibili dalle figure 1 e 2. in corrispondenza di depressioni create nel modo visto sopra, al fine di aumentare la ventilazione e la dispersione di calore

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione i semidischi possono a loro volta essere composti da più porzioni. Tali porzioni possono essere sostanzialmente conformate a settore di corona circolare; possono essere per esempio tre per semidisco, e corrispondenti ad un arco di ampiezza sostanzialmente uguali. Alle estremità possono avere una conformazione ad incastro per facilitarne il posizionamento relativo, creando una giunzione. Ponendo le porzioni di un semidisco in modo che la giunzioni tra le varie porzioni siano sfalsate tra i due semidischi, la brasatura tra i due semidischi permetterà di mantenere insieme le varie porzioni di un semidisco. Una porzione di un semidisco manterrà insieme due porzioni dell’altro semidisco, rendendo non necessari sistemi di unione diretta tra due porzioni. Un vantaggio connesso con questo tipo di costruzione à ̈ connesso al fatto che i dischi freno di acciaio sono comunemente ottenuti per tranciatura o taglio, per esempio taglio laser, di lamiere, che possono presentare un certo orientamento preferenziale dei cristalli in una direzione dovuto alla lavorazione. Tale orientamento sarà conservato dal disco ottenuto in una certa misura, nonostante il consueto trattamento di rinvenimento. Tale orientamento può portare ad anisotropia nel comportamento meccanico e nella dilatazione termica, favorendo deformazioni e tensioni. Sarebbe desiderabile quindi che i cristalli nel disco finito fossero in ogni punto orientati nello stesso modo rispetto alla direzione radiale, per esempio proprio in tale direzione, cosa evidentemente impossibile con un disco tagliato in pezzo unico da una lamiera. Tagliando invece più porzioni dalla lamiera orientate in modo opportuno, e poi assemblandole successivamente, à ̈ possibile rendere l’orientamento più uniforme rispetto alla direzione radiale, tanto più maggiore à ̈ il numero di porzioni. Erano stati già proposti dischi composti da più porzioni assemblate mediante un sistema ad incastro. Tuttavia, la presente invenzione fornisce l’ulteriore vantaggio di poter realizzare un disco completo pronto al montaggio senza ulteriori complicazioni.

La figura 5 rappresenta una delle porzioni di semidisco da cui si può realizzare un disco nel modo descritto. Le estremità 11 e 12, complementari possono, se desiderato essere conformate in modo complementare per accoppiarsi con le corrispondenti estremità delle porzioni adiacenti, facilitando il corretto posizionamento. Nel caso rappresentato tre porzioni possono formare un semidisco. Il secondo semidisco viene formato in maniera analoga, avendo cura di posizionare le giunzioni sfasate rispetto a quelle del primo: per esempio una giunzione del secondo semidisco può trovarsi nel punto indicato dalla freccia A di figura 5.

L’invenzione riguarda un metodo di produzione di dischi freno, preferibilmente in acciaio, comprendente l’ottenimento di due semidischi, preferibilmente di acciaio, per esempio da una lamiera per taglio o tranciatura, la deposizione di materiale d’apporto atto a realizzare una brasatura a temperatura di almeno 950 °C, preferibilmente almeno 1050°C, più preferibilmente almeno 1100°C, su una faccia di almeno uno dei semidischi il posizionamento relativo dei semidischi, il riscaldamento ad una temperatura tale da realizzare la brasatura.

Segue il raffreddamento del disco ottenuto e possono seguire i consueti trattamenti come la rettifica. È da notare che le temperature indicate sopra sono tali da permettere il rinvenimento dell’acciaio, se i dischi sono di tale materiale. L’operazione di brasatura e di successivo raffreddamento possono quindi essere condotte, secondo un possibile aspetto dell’invenzione, in modo da permettere contemporaneamente tale fenomeno.

I semidischi possono essere ottenuti dalla lamiera con il profilo ed i fori desiderati. Se i semidischi sono composti da più porzioni, il metodo può comprendere le fasi di assemblaggio di uno dei semidischi, per esempio semplicemente accostando le porzioni in modo opportuno, deposizione su una delle facce del semidisco del materiale di apporto assemblaggio del secondo semidisco sulla faccia del primo che ha ricevuto il materiale di apporto. Seguono le fasi di brasatura e le operazioni successive. È anche possibile deporre il materiale di apporto sulle facce delle porzioni di uno o entrambi i semidischi e poi assemblare il disco, se ritenuto opportuno.

La deposizione del materiale di apporto può avvenire sulla faccia di uno dei semidischi in modo noto. Possono essere utilizzate tecniche, nel caso il materiale di apporto sia una pasta, che contiene polvere metallica (per esempio di Ni - Cu o Fe-Ni) ed altri componenti opportuni, come leganti, come la deposizione secondo tecniche simili alla stampa, per esempio a getto di inchiostro. È stato trovato che una tecnica assai vantaggiosa per la semplicità di lavorazione, l’uniformità di deposizione e il dosaggio del materiale à ̈ la serigrafia. Macchine comunemente usate per la serigrafia per la stampa di immagini su oggetti si sono rilevate adeguate allo scopo.

I semidischi o le porzioni possono essere ottenuti da lamiera per tranciatura o taglio secondo le stesse tecniche utilizzate per i comuni dischi.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disco freno caratterizzato dal fatto di comprendere due semidischi (1 , 2) aventi ciascuno una superficie di attrito atta ad interagire con una pastiglia freno ed uniti direttamente fra loro mediante brasatura per una faccia opposta a detta superficie di attrito.
2. 2. Disco freno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale di apporto utilizzato per realizzare la brasatura ha temperatura di fusione se portato a temperatura di almeno 950°C, preferibilmente 1050°C e più preferibilmente 1100°C.
3. 3. Disco freno secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che si tratta di una pasta a base Ni - Cu, preferibilmente a base di Fe e Ni.
4. 4. Disco freno secondo qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di essere in acciaio, preferibilmente acciaio inossidabile.
5. 5. Disco freno secondo qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che i due semidlschi presentano fori (8, 9) e/o rientranze nel profilo dei margini (3, 4, 5, 6) posti in posizione sfalsata rispetto a quelli dell’altro semidisco, in modo da creare, con l’altro semidisco, cavità cieche o semichiuse nel disco freno, sulle superfici del disco esposte alle pastiglie freno.
6. 6. Disco freno secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i fori e/o i margini di un semidisco sono parzialmente sovrapposti ai fori e/o ai margini dell’altro semidisco in modo da creare fori passanti (10) nel disco.
7. 7. Disco freno secondo qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che i due semidischi sono formati da più porzioni sostanzialmente corrispondenti ad un settore circolare, le porzioni di un semidisco essendo poste in modo sfalsato rispetto a quelle dell’altro semidisco, in modo che, in seguito alla brasatura, una porzione di un semidisco mantenga unite almeno due porzioni dell’altro semidisco.
8. 8. Disco freno secondo la rivendicazione 7, in cui dette porzioni sono tre per semidisco.
9. 9. Metodo di produzione di dischi freno, comprendente l’ottenimento di due semidischi, la deposizione di materiale d’apporto atto a realizzare una brasatura a temperatura di almeno 1000 °C, preferibilmente almeno 1050°C, più preferibilmente almeno 1100°C, su una faccia di almeno uno dei semidischi il posizionamento relativo dei semidischi, il riscaldamento ad una temperatura tale da realizzare la brasatura.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9 dove ciascun semidisco à ̈ ottenuto dall’assemblaggio di più porzioni corrispondenti ad un settore di corona circolare.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10 dove il materiale di apporto à ̈ a base di Ni - Cu o Fe - Ni.
12. 12. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 9 o 11 in cui il materiale d’apporto à ̈ una pasta e la deposizione avviene mediante serigrafia.