ITMI20111739A1 - Dispositivo di arretramento di un pistone - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"Dispositivo di arretramento di un pistone"

[0001] La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di arretramento di un pistone atto ad azionare almeno una pastiglia per pinze freno del tipo comprendente un corpo posto a cavaliere di un disco freno avente un asse di rotazione e due superfici opposte di attrito perpendicolari all’asse di rotazione. Il suddetto pistone à ̈ atto a traslare assialmente portando ciascuna pastiglia a contatto con forza contro una rispettiva superficie di attrito del disco generando una coppia di attrito di frenatura che si contrappone al verso di rotazione del disco. Il suddetto pistone à ̈ azionato scorrevolmente all’interno di una rispettiva sede formata nel corpo pinza, sollecitato dalla pressione di un fluido freni alimentato da un impianto di distribuzione, in un modo comandato da un utilizzatore per effettuare una frenata.

[0002] In altre parole, un’azione di frenatura di un freno a disco viene attuata agendo sulla pressione del fluido freni che spinge in fuoriuscita i pistoni verso il disco, tali pistoni influenzando le pastiglie contro le superfici di frenatura del disco, trasformando per attrito l’energia cinetica del veicolo in energia termica e generando una forza di frenatura che contrasta la rotazione del disco e quindi l’avanzamento del veicolo, frenando il moto dello stesso.

[0003] Il dispositivo di arretramento permette al pistone di rientrare nella rispettiva sede al termine della sollecitazione del fluido freni in pressione, permettendo alle pastiglie di scostarsi dalle superfici di attrito del disco ed evitare che rimangano involontariamente in contatto col disco anche dopo il termine della sollecitazione. Questo, infatti, causerebbe lo svantaggio della persistenza di una coppia frenante residua, con l’effetto negativo di una inaccettabile riduzione di rendimento del veicolo in movimento ed un elevato e rapido consumo di pastiglie e disco.

[0004] Inoltre, nei casi di pressioni di frenatura elevate, anche il corpo pinza può deformarsi elasticamente aprendosi rispetto alle superfici di attrito del disco per effetto della reazione della forza di spinta contro le superfici di attrito del disco. Al termine di una tale sollecitazione del fluido freni, il corpo pinza riprende elasticamente la sua conformazione iniziale riavvicinando, alle superfici di attrito del disco, anche il pistone e le pastiglie. Il pistone, infatti, effettuerà una corsa di ritorno totale pari alla somma di un primo contributo dovuto al ritorno elastico della guarnizione ed un secondo contributo dovuto al ritorno elastico del corpo pinza. In tali condizioni la pastiglia potrebbe rimanere premuta sulla superficie di attrito del disco anche successivamente al termine della sollecitazione del fluido freni, con le suddette conseguenze negative.

[0005] Un problema, infatti, riscontrato nella tecnica nota consiste nel fatto che, al termine di un’azione di frenatura, il pistone può rimanere parzialmente estratto rispetto ad una sua posizione di riposo nel corpo pinza, di una entità dipendente dalle deformazioni della pinza freno e dei suoi componenti durante la frenatura.

[0006] L’entità del richiamo del pistone nel corpo pinza al termine di un’azione di frenatura, verrà chiamato nella presente descrizione “Rollbackâ€

[0007] Da JP 64-21826 U, JP 09-0606666 A2, JP 10292834 Ã ̈ noto un dispositivo di arretramento di un pistone, che utilizza un elemento elastico, in particolare una guarnizione che agisce sul pistone.

[0008] Tale guarnizione à ̈ accolta in una sede anulare nella superficie del cilindro ed agisce a forza sulla superficie laterale del pistone, deformandosi elasticamente nella direzione di scorrimento del pistone durante la sollecitazione del fluido freni in pressione, accumulando energia elastica di deformazione. Tale energia viene poi rilasciata quando termina la sollecitazione del fluido freni, la guarnizione riprendendo elasticamente la configurazione e trascinando il pistone all’interno del cilindro.

[0009] Man mano che la pastiglia si consuma, il pistone avanza verso l’esterno di un tratto pari all’entità di usura della pastiglia, la superficie laterale del pistone scorrendo rispetto alla guarnizione. Al termine della sollecitazione la guarnizione riprende elasticamente la sua forma originaria, facendo arretrare il pistone della sola entità proporzionale alla deformazione.

[0010] Questo dispositivo noto di arretramento del pistone, così, presenta lo svantaggio di un’intrinseca variabilità di funzionamento legata alla deformazione del corpo pinza.

[0011] Da WO 2010064265 (A1) a nome della stessa titolare della presente domanda, à ̈ noto un ulteriore dispositivo di arretramento di un pistone, avente un elemento elastico disposto con una sua superficie radiale a contatto con forza contro la superficie laterale del pistone e affacciato ad una superficie di battuta disposta da parte opposta dell’elemento elastico rispetto al fluido freni e affacciato ad una prima ed una seconda camera adiacenti alla superficie di battuta, in cui tali camere sono atte ad ospitare rispettive porzioni deformate dell’elemento elastico per effetto dello scorrimento del pistone durante la frenata e per effetto della pressione del fluido freni oltre una soglia di pressione del fluido corrispondente ad una deformazione elastica del corpo pinza.

[0012] Sebbene un tale dispositivo risolva ben positivamente il problema di compensare il ritorno elastico del corpo pinza per elevati valori di pressione, à ̈ sentita l’esigenza di fornire un dispositivo di arretramento di un pistone in grado di generare un rollback complessivo che compensi non solo la deformazione elastica della guarnizione ma anche quella di tutto il sistema in modo che, in assenza di azione frenante, le pastiglie vengano richiamate in modo da garantire il loro distacco dalle superfici di attrito del disco.

[0013] Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

[0014] la figura 1 rappresenta in vista assonometrica una pinza per freno a disco disposta a cavaliere di un disco freno parzialmente sezionato;

[0015] la figura 2 illustra in vista assonometrica, la sezione secondo il piano II-II della pinza di figura 1 priva di pastiglie e del disco freno, evidenziando i pistoni di spinta delle pastiglie, i dispositivi di arretramento e le cuffie parapolvere;

[0016] la figura 3 rappresenta in sezione trasversale un particolare della pinza di figura 1 relativo ad una sede per un pistone ed una sede anulare per un corpo elastico ed un anello elastico;

[0017] la figura 4 rappresenta la sezione trasversale della figura 3, in cui, nella sede per pistone, Ã ̈ presente un pistone, privo della cuffia parapolvere;

[0018] la figura 5 mostra un confronto tra un andamento reale del rollback senza un dispositivo secondo l’invenzione, ed un andamento ideale (rollback costante al variare della pressione del fluido freni).

[0019] la figura 6 mostra un confronto tra un andamento reale di rollback senza un dispositivo secondo l’invenzione, ed un andamento reale misurato di rollback con il dispositivo dell’invenzione.

[0020] la figura 7 rappresenta in sezione un particolare del dispositivo di arretramento secondo l’invenzione in cui l’elemento elastico à ̈ deformato per l’azione del moto di uscita del pistone, mentre l’anello elastico non à ̈ sensibilmente deformato;

[0021] la figura 8 mostra in sezione il particolare di figura 7 in cui l’elemento elastico spinge l’anello elastico fino a dilatarsi al massimo;

[0022] le figure da 9 a 19 rappresentano in vista laterale alcune forme di realizzazione di un anello adatte a definire diversi gradi di arretramento del pistone nella sua sede.

[0023] Di seguito si farà riferimento a “direzione assiale†per indicare una direzione coincidente o parallela all’asse di rotazione del disco freno; a “verso del mozzo†per indicare il lato o il verso di una direzione rivolto verso il mozzo o l’interno di un veicolo; a “verso della ruota†per indicare il lato o il verso di una direzione rivolto verso la ruota di un veicolo; a “direzione radiale†per indicare una direzione coincidente o parallela ad una direzione radiale del disco freno; a “estrazione†o “avanzamento†o “fuoriuscita†per indicare il verso della direzione del percorso del pistone in uscita dalla sua sede prevista nel corpo pinza; ad “arretramento†o “richiamo†o “ritorno†per indicare il verso della direzione del percorso del pistone in entrata nella sua sede prevista nel corpo pinza; a “elemento elastico†all’elemento che agisce a pressione o con contatto di forza su una superficie, in particolare ma non necessariamente ad un elemento per impedire che della materia, ad esempio un fluido freni, passi da un lato all’altro di tale elemento, ad esempio un elemento in materiale sintetico agente con una sua superficie piana su una superficie di tenuta di un pistone per separare la camera di contenimento del fluido freni in pressione dall’esterno.

[0024] In accordo con una forma generale di realizzazione, una pinza freno 3 comprende un corpo pinza 4 posto a cavaliere di un disco freno 5 (Fig. 1). Detto disco presenta un asse di rotazione X-X ed opposte superfici d’attrito 6, 7 su cui agiscono pastiglie di frenatura non mostrate nelle figure. Dette pastiglie sono accolte in detto corpo pinza 4 in modo da poter scorrere in direzione assiale al disco freno (direzione parallela all’asse X-X) per agire rispettivamente su dette superfici opposte d’attrito 6, 7. Detto pistone à ̈ munito di cuffie parapolvere 200 fissate ad una sede prevista nella superficie laterale 11 del pistone ed all’imboccatura 202 della sede per il pistone 10 prevista nel corpo pinza 4.

[0025] Detto corpo pinza 4 comprende inoltre almeno una sede pistone 10 adatta ad accogliere il pistone 2 (Fig. 4). Detto pistone 2 comprende una superficie laterale 11 adatta a scorrere in detta sede pistone 10 in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in fuoriuscita da detta sede per influenzare almeno una di dette pastiglie contro dette superfici d’attrito del disco freno.

[0026] Tra detta sede 10 e detto pistone 2 à ̈ prevista una camera adatta ad accogliere fluido freni alimentato attraverso un ingresso per fluido freni, non mostrato nelle figure, che mette in comunicazione fluidica mediante condotti 201 per fluido freni detta camera con un impianto di distribuzione del fluido e controllo della sua pressione, pressione esercitata, ad esempio, al comando di frenatura del conducente di un veicolo su cui à ̈ montato il sistema frenante comprendente la pinza o al comando di una centralina per la gestione della conduzione del veicolo, ad esempio per correggere il comportamento dinamico del veicolo.

[0027] Detto dispositivo comprende una sede anulare 26 coassiale con la sede 10 del pistone. Tale sede anulare 26 comprende una superficie assiale di battuta 40 ortogonale alla direzione assiale e disposta nel verso di uscita del pistone, ed una superficie radiale di fondo 28 disposta affacciata alla superficie laterale 11 del pistone 2.

[0028] Detto dispositivo comprende almeno un elemento elastico 12 disposto con una sua prima superficie radiale 13 a contatto con forza contro detta superficie laterale 11 del pistone e con una sua seconda superficie radiale 14 a contatto con forza contro il copro pinza 4.

[0029] Vantaggiosamente, detto elemento elastico 12 à ̈ anche un elemento di tenuta che à ̈ a contatto a tenuta contro la superficie laterale 11 del pistone e la superficie di fondo 28 di una scanalatura o sede anulare 26 prevista nel corpo della pinza affacciata alla sede 10 del pistone 2 ed adatta ad accogliere detto elemento elastico 12.

[0030] In accordo con una forma di realizzazione, detto elemento elastico 12 comprende una terza superficie assiale 15 lato fluido in pressione rivolta lontano da dette pastiglie ed adatta ad essere influenzata dal fluido freni.

[0031] In accordo con una forma di realizzazione, detto elemento elastico 12 comprende una quarta superficie assiale 16 lato fuoriuscita pistone, rivolta verso le pastiglie.

[0032] Vantaggiosamente, detto elemento elastico 12 con la sua quarta superficie 16 à ̈ affacciato con una sua porzione 17 ad una prima camera 18 posta in prossimità della superficie laterale del pistone e aperta verso detta superficie laterale 11 del pistone.

[0033] Inoltre il dispositivo di arretramento comprende almeno un anello elastico 21 alloggiato nella sede anulare 26 ed interposto assialmente tra l’elemento elastico 12 e la superficie assiale di battuta 40 dal lato opposto al fluido freni. L’anello 21 ha una superficie perimetrale interna 41 ed una superficie perimetrale esterna 42.

[0034] Vantaggiosamente, tra la superficie perimetrale interna 41 e la superficie laterale 11 del pistone 2 si forma la prima camera 18 di forma sostanzialmente anulare e aperta verso la superficie laterale 11 del pistone e verso l’elemento elastico 21. Tale prima camera à ̈ atta ad ospitare una porzione deformata 100 dell’elemento elastico 12.

[0035] Il dispositivo di arretramentocomprende, inoltre, una seconda camera 20 affacciata a detta superficie perimetrale esterna 42 e disposta tra detta superficie perimetrale esterna 42 e detta superficie radiale di fondo 28 della sede 26, detta seconda camera 20 essendo atta a permettere la deformazione dell’anello 21 fino alla sua configurazione dilatata.

[0036] Vantaggiosamente, tale seconda camera 20 Ã ̈ sostanzialmente anulare e continua.

[0037] In pratica, l’anello 21, dilatandosi radialmente va ad occupare gradualmente lo spazio contenuto in questa seconda camera 20.

[0038] Una tale conformazione anulare continua della seconda camera 20, offre una intercapedine anulare di spessore variabile al variare del diametro dell’anello 21 man mano che si deforma.

[0039] L’anello 21, così, à ̈ libero di dilatarsi senza incontrare ostacoli.

[0040] Grazie alla suddetta seconda camera 20, l’anello 21 può dilatarsi in maniera sensibile, facendo in modo che anche la prima camera 18 vari sensibilmente il suo volume, permettendo una deformazione anche sensibile di una porzione 100 dell’elemento elastico 12.

[0041] In accordo con una possibile forma di realizzazione, ad esempio, , l’anello à ̈ tale che l’indice di deformazione, definito, come rapporto tra la rigidezza dell’anello e la rigidezza del corpo pinza con pastiglie à ̈ compreso tra 13 e 14.

[0042] Le camere 18 e 20 hanno volume variabile dipendente dalla dilatazione dell’anello 21 e dell’elemento elastico 12.

[0043] In accordo con una forma di realizzazione, l’anello elastico comprende, inoltre, una prima ed una seconda superficie di base da parti opposte dell’anello, di cui una prima superficie 19 à ̈ in contatto a battuta con la quarta superficie 16 dell’elemento elastico 12.

[0044] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima superficie di base 19 delimita con un suo bordo l’imboccatura della prima camera 18, da cui l’elemento elastico 12 in appoggio si affaccia verso detta prima camera 18. Detta superficie di base 19 à ̈ adatta a supportare detto elemento elastico 12 quando sollecitato dal fluido in pressione.

[0045] In accordo con una forma di realizzazione, detta superficie di base 19 à ̈ arretrata radialmente in modo da essere più lontana dalla superficie laterale 11 del pistone 2 rispetto a detta prima camera 18 ed in modo da lasciare un’apertura da cui detto elemento elastico 12 si possa affacciare a detta prima camera 18.

[0046] Secondo una forma di realizzazione, l’anello 21 presenta una dimensione radiale interna R1 ed una dimensione radiale esterna R2, in cui R1 ed R2 definiscono rispettivamente i raggi di due superfici cilindriche coassiali tra le quali à ̈ contenuto l’anello.

[0047] In accordo con una forma di realizzazione, detto anello 21 presenta una dimensione radiale interna R1 adatta a lasciare un predefinito gioco D1 tra detto anello 21 e detta superficie laterale 11 del pistone, in modo da formare, appoggiandosi alla parete laterale della sede anulare 26 prevista nel corpo della pinza 4, detta prima camera 18.

[0048] Vantaggiosamente detto anello 21 à ̈ elasticamente deformabile radialmente, in particolare à ̈ dilatabile radialmente variando tra una configurazione a riposo con dimensione radiale interna R1 e dimensione radiale esterna R2, ed una configurazione deformata con dimensione radiale interna R1’ maggiore di R1 e raggio esterno R2’, detta deformazione essendo causata da una componente radiale della sollecitazione esercitata sulla superficie perimetrale interna 41 dell’anello 21 dall’elemento elastico 12, nel verso opposto rispetto alla superficie laterale 11 del pistone 2.

[0049] Tale sollecitazione esercitata dall’elemento elastico 12 può essere causata dal movimento di fuoriuscita del pistone 2, detta prima superficie 13 del corpo elastico essendo a contatto con forza sulla superficie laterale 11 del pistone, e dalla pressione del fluido freni sulla terza superficie 15 dell’elemento elastico 12, durante un’azione di frenatura.

[0050] In conseguenza alla dilatazione progressiva dell’anello, man mano che il raggio interno R1’ aumenta per effetto della componente radiale della forza esercitata dal corpo elastico 12, aumenta anche il volume della camera 18 e quindi una porzione 100 del corpo elastico 12 che penetra all’interno della camera 18.

[0051] In tal modo, l’elemento elastico 12 à ̈ in grado di accumulare un’energia elastica maggiore di quella che accumulerebbe se l’anello 21 non fosse dilatato, in quanto la porzione deformata 100 à ̈ maggiore. In tali condizioni, la porzione deformata 100 avanza rispetto alla sua configurazione a riposo, di un tratto RB2 maggiore di un tratto RB1 di cui avanzerebbe se l’anello non fosse dilatato. Al termine della sollecitazione tramite la pressione del fluido freni, e quindi al termine della frenata, l’elemento elastico 12 e l’anello 21, tendono a ritornare nella propria configurazione a riposo, cedendo l’energia accumulata e tendendo ad arretrare il pistone di un tratto complessivo RB2, maggiore di RB1.

[0052] Così, il rollback complessivo RB2 sarà il risultato di un primo contributo dovuto al solo ritorno elastico RB1 dell’elemento elastico 12 ed un secondo contributo dovuto al ritorno elastico dell’anello 21.

[0053] In tal modo, l’elemento elastico à ̈ in grado di compensare in modo proporzionale non solo la deformazione elastica del corpo elastico, ma anche la deformazione elastica del corpo pinza, dovuta ed elevate pressioni di del fluido freni.

[0054] In altre parole, l’avanzamento del pistone 2 verso il disco, causato dalla pressione del fluido freni, trascina nella direzione di avanzamento del pistone una porzione deformata 100 dell’elemento elastico 12 per un tratto RB1. Quando il pistone raggiunge un punto corrispondente al contatto con forza delle pastiglie sulle superfici di attrito del disco, all’aumentare della pressione del fluido, comincia a deformarsi anche la pinza 3 e, contemporaneamente, il pistone avanza di un ulteriore tratto corrispondente alla deformazione della pinza le pastiglie rimanendo a contatto con forza contro le superfici di attrito del disco. In tali condizioni l’avanzamento totale del pistone à ̈ RB2. Al termine dell’azione del fluido freni, l’elemento elastico 12 e l’anello 21 tornano alla propria configurazione iniziale, trascinando indietro il pistone di un tratto RB2, compensando completamente la deformazione complessiva del sistema.

[0055] Secondo una realizzazione, l’anello 21 può essere realizzato in una varietà di forme, di cui alcuni esempi sono decritti nelle figure dalla 9 alla 19. In particolare, l’anello 21 comprende mezzi di alleggerimento atti agevolare la deformabilità radiale dell’anello 21 quando sollecitato.

[0056] Ad esempio, tali mezzi di alleggerimento comprendono almeno una cava radiale interna 24 sulla superficie perimetrale interna 41, detta cava essendo aperta assialmente.

[0057] In accordo con una forma di realizzazione, l’anello 21 comprende almeno una cava radiale esterna 23 sulla superficie perimetrale esterna 42, detta cava essendo aperta assialmente.

[0058] In una forma di realizzazione, ciascuna coppia di cave radiali interne 24 o esterne 23 adiacenti definisce un dente 27 interposto.

[0059] Secondo una forma di realizzazione, l’anello 21 comprende un numero di denti 27 compreso tra 26 e 36 su almeno una tra detta prima e seconda superficie perimetrale 41 e 42.

[0060] In una possibile realizzazione, i mezzi di alleggerimento comprendono almeno un recesso o foro 44 passante assialmente attraverso l’anello 21.

[0061] In accordo ad una forma di realizzazione, i mezzi di alleggerimento comprendono una pluralità di recessi o fori 44 passanti assialmente, ciascun detto recesso o foro passante essendo preferibilmente disposto in un rispettivo dente 27.

[0062] Secondo una realizzazione, i mezzi di alleggerimento comprendono almeno un canale circonferenziale 45 praticato lungo detto anello 21.

[0063] In una forma realizzativa, detto anello 21 comprende una pluralità di dette cave interne 24 ed una pluralità di dette cave esterne 23 equispaziate tra loro.

[0064] In accordo ad una forma realizzativa, le cave interne 24 e dette cave esterne 23 sono realizzate in ugual numero.

[0065] Secondo una possibile realizzazione, le cave interne 24 e dette cave esterne 23 sono disposte in modo reciprocamente alternato, detto anello 21 presentando in particolare una forma a serpentina, come mostrato, ad esempio nelle figure 12 e 18. Una tale forma dell’anello 21 conferisce all’anello 21 una elevata espandibilità in direzione circonferenziale, corrispondente ad una maggiore deformabilità in direzione radiale. Infatti l’azione della componente radiale della sollecitazione dell’elemento elastico 12 su detto anello 21, dovuta alla pressione del fluido freni ed all’avanzamento del pistone 2, consente in tal modo di ampliare notevolmente il volume della prima camera 18, consentendo la penetrazione di una maggiore porzione 100 dell’elemento elastico 12 in tale prima camera 18 ed una maggiore corsa di richiamo sul pistone 2.

[0066] In una possibile forma realizzativa, lo spessore minimo (d) dell’anello in corrispondenza delle cave interne ed esterne, definito come spessore di corda d, à ̈ scelto con un valore compreso tra 0,5 mm e 3 mm, preferibilmente tra 0,6 mm e 2,5 mm, in particolare tra 0,6 mm e 0,8 mm.

[0067] In accordo con una forma di realizzazione, l’anello 21 può essere realizzato in resina termoplastica, in Teflon®, oppure in un copolimero perfluoroalcoxidico PFA (perfluoroalkoxy copolimer).

[0068] In accordo con una forma di realizzazione, la superficie radiale di fondo 28 della sede anulare comprende una porzione inclinata 29 in modo da ridurre la dimensione radiale della sede anulare 26 dal lato opposto al disco, ed una porzione cilindrica 30 adatta a delimitare parte della seconda camera 20, e in accordo con una forma di realizzazione, a ricevere detto anello 21.

[0069] In una possibile forma di realizzazione, l’anello presenta uno smusso tra detta superficie perimetrale interna e una superficie di base dell’anello rivolta verso detto elemento elastico, detto smusso essendo atto a facilitare la deformazione dell’elemento elastico nella direzione di uscita del pistone.

[0070] Di seguito viene descritto un metodo di funzionamento del dispositivo di arretramento del pistone.

[0071] In accordo con un secondo aspetto della presente invenzione, infatti, le suddette esigenze sono soddisfatte da un metodo per azionare un dispositivo (1) di arretramento di un pistone (2) per pinza freno (3), detta pinza freno comprendendo un corpo pinza (4) posto a cavaliere di un disco freno (5) avente superfici d’attrito (6, 7) perpendicolari ad un asse di rotazione (X-X) definente una direzione assiale, ed opposte pastiglie accolte in detto corpo pinza in modo da poter scorrere in direzione assiale al disco freno per agire rispettivamente su dette superfici opposte d’attrito, detto corpo pinza comprendendo inoltre almeno una sede pistone (10) adatta ad accogliere il pistone (2) munito di una superficie laterale (11) adatta a scorrere in detta sede pistone in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in fuoriuscita da detta sede per influenzare almeno una di dette pastiglie contro dette superfici d’attrito del disco freno.

[0072] Più in dettaglio, detto metodo comprende una fase di influenzare una porzione dell’elemento elastico su una superficie (15) opposta rispetto al verso di uscita del pistone, tramite la pressione del fluido freni.

[0073] Inoltre, il presente metodo comprende una fase di deformare elasticamente, nel verso di uscita del pistone (2), una porzione (100) dell’elemento elastico (12) a contatto con la superficie laterale (11) del pistone, detta porzione agendo sull’anello (21) tramite una forza dipendente da detta pressione del fluido e scomponibile in una componente radiale ed in una componente assiale, detto elemento elastico (12) accumulando una prima quantità di energia elastica di deformazione

[0074] Il metodo comprende una ulteriore fase di dilatare elasticamente l’anello (21) in direzione radiale verso l’esterno tramite detta componente radiale di detta forza, accumulando una seconda quantità di energia elastica di deformazione.

[0075] In una realizzazione , il suddetto metodo comprende una fase di rimuovere la pressione del fluido freni, permettere il ritorno elastico dell’anello (21), detto anello (21) rilasciando detta seconda quantità di energia elastica di deformazione agendo in direzione radiale verso l’interno su detta porzione deformata (100) dell’elemento elastico, detto elemento elastico (12) ritirandosi parzialmente e trascinando assialmente il pistone (2) lungo un primo tratto di roll-back, ed, inoltre, permettere il ritorno elastico della porzione deformata (100) dell’elemento elastico (12), detto elemento elastico (12) rilasciando detta prima quantità di energia elastica di deformazione trascinando assialmente il pistone (2) lungo un secondo tratto di rollback.

[0076] In altre parole, si dispone la prima superficie radiale (13) dell’elemento elastico (12) a contatto del pistone (2) in modo che venga trascinata dal movimento del pistone in fuoriuscita dalla sua sede del corpo pinza, deformando elasticamente una porzione (100) dell’elemento elastico (12) nella prima camera (18) e premendo detto elemento elastico contro la prima superficie di base (19) dell’anello elastico (21).

[0077] Quando il pistone (2) raggiunge un punto di finecorsa in uscita, conseguente al contatto con forza tra pastiglie e disco, al continuare dell’azione di frenatura ed all’aumentare della pressione del fluido freni, il corpo elastico continua a deformarsi occupando la prima camera 18 ed esercitando una forza crescente contro l’anello elastico (21).

[0078] Tale forza à ̈ scomponibile, ad esempio, lungo una componente assiale ed una componente radiale. La componente radiale della forza agisce sulla superficie perimetrale interna (41) dell’anello elastico, in direzione radiale verso l’esterno, tendendo ad allargarlo elasticamente. Così anche l’anello (21) si deforma elasticamente. In tal modo, la porzione (100) accumula una prima quantità di energia elastica di deformazione e l’anello elastico (21) una seconda quantità di energia elastica di deformazione. All’aumentare della pressione del fluido freni si deforma sensibilmente anche la pinza (3), le pastiglie e il pistone, e la corsa di uscita del pistone dipende dalla somma dei contributi dati dalle singole deformazioni.

[0079] Al cessare dell’azione del fluido freni l’anello (21) tende a ritornare nella sua configurazione a riposo restringendosi e rilasciando gradualmente la seconda quantità di energia elastica accumulata precedentemente quando il fluido freni era in pressione. Durante tale fase di ritorno dell’anello elastico, esso agisce sulla porzione (100) tramite una componente radiale di forza rivolta verso l’interno, spingendo l’elemento elastico (12) a ritirasi parzialmente trascinando il pistone lungo un primo tratto di rollback.

[0080] Anche l’elemento elastico (12), man mano che si ritira, rilascia la prima quantità di energia elastica di deformazione precedentemente accumulata trascinando assialmente il pistone lungo un secondo tratto di rollback.

[0081] In tal modo, il rollback totale à ̈ dato dalla somma del primo e del secondo contributo, quindi il ritorno del pistone à ̈ maggiore di quello che si avrebbe per il solo ritorno dell’elemento elastico, ma tiene conto e compensa la deformazione di tutto il sistema.

[0082] Di seguito si descrivono alcuni metodi esemplificativi di regolazione dell’arretramento di un pistone.

[0083] Selezionando un anello 21 con una predefinito indice di deformazione ed un predefinito raggio interno R1 tra la sua superficie perimetrale interna 41 e la superficie laterale 11 del pistone, à ̈ possibile definire l’entità della prima camera 18 adatta ad accogliere la deformazione elastica dell’elemento elastico trascinato dal movimento relativo del pistone in fuoriuscita dalla sua sede e quindi l’entità del richiamo che l’elemento elastico, mediante la sua prima superficie 13 di contatto con forza tra elemento elastico e pistone, imporrà al pistone, al cessare dell’azione frenante, quale prima corsa di arretramento del pistone.

[0084] Selezionando un anello 21 con predefinito numero e dimensione delle cave esterne 23 e delle cave interne 24 Ã ̈ possibile definire:

- la soglia minima di pressione del fluido freni che determina una sensibile deformazione dell’anello elastico proporzionale alla soglia di sensibile deformazione elastica del corpo pinza che si desidera compensare;

- l’entità dell’arretramento che, al cessare dell’azione frenante sarà imposta tramite il ritorno elastico dell’elemento elastico e dell’anello, che tiene conto anche della deformazione del corpo pinza.

[0085] Grazie a quanto sopra esposto à ̈ possibile comprendere come sia particolarmente agevole regolare una pinza freno perché abbia un desiderato roll-back anche in condizioni di funzionamento assai diverse tra loro. Addirittura sarà possibile regolare differentemente anche dispositivi diversi presenti nella stessa pinza o nelle pinze di uno stesso autoveicolo, al fine di avere un comportamento più efficace dell’intero sistema frenante.

[0086] Le figure 5 e 6 mostrano il confronto tra differenti comportamenti dell’arretramento in base all’invenzione rispetto alle tecniche note.

[0087] In particolare esse mostrano in ordinate (53 e 63) il ritorno del pistone in mm ed in ascisse (54 e 64) la pressione del fluido freni.

[0088] In figura 5, l’andamento 52 del ritorno del pistone, misurato tramite la posizione finale del pistone rispetto al corpo pinza, à ̈ confrontato con l’andamento ideale 51. In tal caso il dispositivo non utilizza una anello 21.

[0089] La figura 6 mostra, invece, il confronto tra l’andamento 62 del ritorno del pistone senza anello 21 e l’andamento 61 del ritorno del pistone con anello 21 elastico. Si vede che nel caso di utilizzo di un anello 21 secondo l’invenzione, si ottiene un andamento assimilabile a quello ideale 51 di figura 5.

[0090] Alla soluzione preferita di realizzazione del dispositivo sopra descritta, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di arretramento di un pistone (2) per pinza freno (3), detta pinza freno comprendendo un corpo pinza (4) posto a cavaliere di un disco freno (5) avente superfici d’attrito (6, 7) perpendicolari ad un asse di rotazione (X-X) definente una direzione assiale, ed opposte pastiglie accolte in detto corpo pinza (4) in modo da poter scorrere in direzione assiale al disco freno per agire rispettivamente su dette superfici opposte d’attrito (6, 7), detto corpo pinza (4) comprendendo inoltre almeno una sede pistone (10) adatta ad accogliere il pistone (2) munito di una superficie laterale (11) adatta a scorrere in detta sede pistone (10) in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in fuoriuscita da detta sede (10) per influenzare almeno una di dette pastiglie contro dette superfici d’attrito (6, 7) del disco freno, in cui detto dispositivo comprende: - una sede anulare (26) coassiale con detta sede pistone (10), detta sede anulare avendo una superficie assiale di battuta (40) ortogonale a detta direzione assiale e disposta nel verso di uscita del pistone (2), ed una superficie radiale di fondo (28) disposta affacciata a detta superficie laterale (11) del pistone; - almeno un elemento elastico (12) disposto in detta sede anulare (26), con una sua prima superficie radiale (13) a contatto con forza contro detta superficie laterale del pistone e con una sua seconda superficie radiale (14) a contatto con forza contro detta superficie radiale di fondo (28) della sede anulare (26); - almeno un anello elastico (21) alloggiato in detta sede anulare (26) ed interposto assialmente tra detto almeno un elemento elastico (12) e detta superficie assiale di battuta (40), dal lato opposto al fluido freni, detto anello (21) avendo una superficie perimetrale interna (41) ed una superficie perimetrale esterna (42), tra detta superficie perimetrale interna (41) e detta superficie laterale (11) del pistone formandosi una prima camera anulare (20) aperta verso la superficie laterale (11) del pistone e verso l’elemento elastico (12); - una seconda camera (20) affacciata a detta superficie perimetrale esterna (42) e disposta tra detta superficie perimetrale esterna (42) ed una porzione (30) di detta superficie radiale di fondo (28) della sede (26), - detto anello (21) essendo elasticamente deformabile radialmente variando tra una configurazione a riposo ed una configurazione dilatata, e in cui - detta seconda camera (20) essendo atta a permettere la deformazione dell’anello (21) fino alla sua configurazione dilatata, - detta seconda camera (20) essendo sostanzialmente anulare continua.
2. 2. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 1, in cui detto anello (21) à ̈ scelto in modo tale che l’indice di deformazione, come rapporto tra rigidezza dell’anello (21) e rigidezza del corpo pinza (4) con pastiglie, à ̈ compreso tra 13 e 14.
3. 3. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 1, in cui detto anello (21) comprende mezzi di alleggerimento atti ad agevolare la deformazione radiale dell’anello (21) quando sollecitato.
4. 4. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di alleggerimento comprendono almeno una cava radiale interna (24) aperta assialmente e/o almeno una cava radiale esterna (23) aperta assialmente.
5. 5. Dispositivo di arretramento, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna coppia di cave radiali interne (24) o esterne (23) adiacenti definisce un dente (27) interposto.
6. 6. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di alleggerimento comprendono almeno un recesso o foro (44) passante assialmente attraverso l’anello elastico (21).
7. 7. Dispositivo di arretramento, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di alleggerimento comprendono una pluralità di recessi o fori (44) passanti assialmente, ciascun detto recesso o foro (44) passante essendo preferibilmente disposto in un rispettivo dente (27).
8. 8. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di alleggerimento comprendono almeno un canale circonferenziale (45) praticato lungo detto anello (21).
9. 9. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 4, in cui detto anello comprende una pluralità di dette cave interne (24) ed una pluralità di dette cave esterne (23), in particolare equispaziate tra loro.
10. 10. Dispositivo di arretramento, secondo la rivendicazione 9, in cui dette cave interne (24) e dette cave esterne (23) sono realizzate in ugual numero e/o in cui dette cave interne (24) e dette cave esterne (23) sono disposte i n m o d o reciprocamente alternato, detto anello (21) presentando in particolare una forma a serpentina.
11. 11. Dispositivo di arretramento, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto anello 21 comprende resina termoplastica, oppure Teflon®, oppure in un copolimero perfluoroalcoxidico PFA (perfluoroalkoxy copolimer).
12. 12. Dispositivo di arretramento, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto anello (21) ha spessore radiale minimo compreso tra 0.6 e 0.8 mm.
13. 13. Dispositivo di arretramento, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto anello presenta uno smusso tra detta superficie perimetrale interna (41) e una superficie di base (19) dell’anello (21) rivolta verso detto elemento elastico (12), detto smusso essendo atto a facilitare la deformazione dell’elemento elastico (12) nella direzione di uscita del pistone.
14. 14. Metodo per arretrare un pistone per pinza freno tramite un dispositivo di arretramento (1) di un pistone (2) per pinza freno (3) secondo le caratteristiche di almeno una delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di: - influenzare una porzione dell’elemento elastico (12) su una terza superficie assiale (15) opposta rispetto al verso di uscita del pistone, tramite la pressione del fluido freni; - deformare elasticamente, nel verso di uscita del pistone, una porzione (100) dell’elemento elastico (12) a contatto con la superficie laterale (11) del pistone, detta porzione (100) agendo sull’anello (21) tramite una forza dipendente da detta deformazione della porzione (100) e dalla pressione del fluido e scomponibile in una componente radiale ed in una componente assiale, detto elemento elastico (12) accumulando una prima quantità di energia elastica di deformazione; - dilatare elasticamente l’anello (21) in direzione radiale verso l’esterno tramite detta componente radiale di detta forza, accumulando una seconda quantità di energia elastica di deformazione.
15. 15. Metodo per arretrare un pistone per pinza freno, secondo la rivendicazione 14, comprendente le fasi di: - rimuovere la pressione del fluido freni; - permettere il ritorno elastico dell’anello (21), detto anello (21) rilasciando detta seconda quantità di energia elastica di deformazione agendo in direzione radiale verso l’interno su detta porzione deformata (100) dell’elemento elastico (12), detto elemento elastico (12) ritirandosi parzialmente e trascinando assialmente il pistone lungo un primo tratto di roll-back; - permettere il ritorno elastico della porzione deformata (100) dell’elemento elastico (12), detto elemento elastico (12) rilasciando detta prima quantità di energia elastica di deformazione trascinando assialmente il pistone lungo un secondo tratto di roll-back.