ITMI20132215A1

ITMI20132215A1 - Corpo pinza di un freno a disco

Info

Publication number: ITMI20132215A1
Application number: IT002215A
Authority: IT
Inventors: Fabio Magni; Marco Ratti
Original assignee: Freni Brembo Spa
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-01
Also published as: WO2015101866A1; US20160327107A1; US10260579B2; EP3090191B1; CN105874232A; EP3090191A1; CN105874232B

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"CORPO PINZA DI UN FRENO A DISCO"

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione si riferisce ad un corpo pinza di un freno a disco, ad esempio per un veicolo a motore. Tecnica nota

Com’è noto, in un freno a disco, la pinza freno è disposta a cavaliere del margine periferico esterno di un disco freno. In una pinza di tipo flottante, la pinza freno comprende un corpo flottante, mobile rispetto al disco lungo un asse parallelo all’asse di rotazione del disco. Il corpo flottante presenta due formazioni laterali allungate che sono disposte in modo da affacciarsi a due rispettive superfici di frenatura opposte di un disco. Pastiglie di frizione sono previste disposte tra ciascuna formazione allungata della pinza e una delle due superfici di frenatura del disco freno. Le formazioni laterali del corpo della pinza presentano cilindri adatti ad accogliere dei pistoni idraulici capaci di esercitare un’azione di spinta sulle pastiglie attestandole contro le superfici di frenatura del disco per esercitare un’azione frenante sul veicolo. Le formazioni laterali sono collegate l’una all’altra da una o più porzioni a ponte, poste a cavaliere del disco. In una pinza freno di tipo fisso, la pinza comprende un corpo fisso avente una coppia di porzioni laterali allungate, in uso affacciate a due superfici di frenatura opposte del disco freno, e una coppia di porzioni a ponte che collegano le estremità delle porzioni laterali.

Nell’industria automobilistica vi è una domanda sempre crescente in termini di riduzione di peso della componentistica degli autoveicoli al fine di ridurre i consumi di carburante e le emissioni di scarico. Il corpo della pinza, essendo vincolato alla sospensione del veicolo e disponendosi a cavaliere del disco, risulta una delle masse non sospese che si desidera ridurre il più possibile. È inoltre sentita l’esigenza di migliorare le caratteristiche meccaniche strutturali di una pinza per freno a disco, senza aumentare il peso del corpo della pinza.

Sono noti corpi pinza flottanti studiati per aumentare le caratteristiche di rigidezza strutturale e/o per ridurre il peso. Ad esempio, il brevetto US 5 394 963 propone un corpo pinza composito nel quale è annegato un componente di rinforzo interno. Il brevetto US 6 298 954 descrive un corpo pinza freno con una formazione a ponte e due formazioni laterali disposti ad angolo retto rispetto al ponte. Il ponte presenta al proprio interno almeno una camera cava la quale è delimitata su tutti i lati da pareti di supporto.

Sintesi dell’invenzione

La presente invenzione si prefigge quindi lo scopo di fornire una soluzione in grado di contemperare l'esigenza di conseguire un eccellente risultato in termini di leggerezza con la possibilità di ottimizzare il materiale impiegato per aumentare la rigidezza del corpo pinza. Un altro scopo dell’invenzione è di migliorare l’efficienza del corpo pinza in termini di raffreddamento, e in particolare migliorarne la ventilazione in condizioni di esercizio.

Questi ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti mediante un corpo pinza avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse. In sintesi, un corpo pinza comprende una prima ed una seconda formazione laterale, distanziate trasversalmente l’una dall’altra, ed una o più porzioni a ponte che si estendono trasversalmente così da collegare la prima e la seconda formazione laterale. La o ciascuna porzione a ponte presenta una struttura ad anello chiuso con un estradosso, un intradosso, due porzioni di collegamento trasversalmente distanziate che collegano l’estradosso all’intradosso, e una cavità passante, che si estende in una direzione tangenziale tra l’estradosso e l’intradosso.

Grazie alla struttura cava o ad anello chiuso o tubolare della porzione a ponte, il corpo pinza può essere notevolmente più leggero e meccanicamente resistente rispetto ai corpi pinza flottanti tradizionali.

Se il corpo pinza è prodotto per fusione, la cavità passante può inoltre semplificare e rendere più spedite le operazioni di sterratura, favorendo l’evacuazione delle anime di sabbia contenute nei getti.

Inoltre, la cavità passante permette il passaggio di un flusso d’aria attraverso il corpo della pinza, favorendo così una rapida dissipazione del calore accumulato dalla pinza freno.

Una ulteriore ottimizzazione del rapporto resistenza/peso e di sfruttamento del materiale costituente il corpo pinza può essere conseguita se ciascun estradosso presenta due o più nervature parallele, tangenzialmente distanziate l’una dall’altra. Il corpo pinza può essere alleggerito ancora maggiormente se tra due nervature di un medesimo estradosso è formata un’apertura allungata in una direzione trasversale.

Le tensioni meccaniche massime all’interno del corpo pinza possono essere ridotte ancora maggiormente se la porzione a ponte comprende almeno un elemento a pilastro esteso radialmente che collega rigidamente l’estradosso all’intradosso. Una ulteriore riduzione delle tensioni meccaniche si ottiene disponendo l’elemento a pilastro sostanzialmente equidistanziato, in una direzione trasversale, tra le due porzioni di collegamento che collegano l’estradosso all’intradosso di una medesima porzione a ponte.

I vantaggi di cui sopra sono applicabili sia a corpi pinza di tipo flottante, sia a corpi pinza di tipo fisso. Breve descrizione dei disegni

Alcune forme di realizzazione di un corpo pinza flottante secondo l’invenzione sono ora di seguito descritte attraverso esempi realizzativi riportati solo a titolo di esempio in forma non limitativa. Si fa riferimento in particolare ai disegni allegati, in cui: - la figura 1 è una vista prospettica di un corpo pinza flottante per freno a disco secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica, da un angolo visuale diverso, del corpo pinza flottante della figura 1; - la figura 3 è una vista prospettica di un corpo pinza flottante in accordo con una seconda forma di realizzazione dell’invenzione;

- la figura 4 è una vista prospettica di un corpo pinza flottante secondo una terza forma di realizzazione dell’invenzione;

- la figura 5 è una vista prospettica di un corpo pinza flottante secondo una quarta forma di realizzazione dell’invenzione; e

- le figure 6, 7, 8 e 9 sono viste prospettiche, da angolazioni diverse, di un corpo pinza di tipo fisso secondo una quinta forma di realizzazione dell’invenzione. Descrizione dettagliata

In accordo con una forma generale di realizzazione, di cui alcuni esempi sono raffigurati nelle figure da 1 a 5, un corpo pinza flottante di un freno a disco indicato nel suo insieme con 10, presenta una forma complessiva sostanzialmente a U. In modo di per sé convenzionale, il corpo pinza 10 è atto ad essere disposto a cavaliere del margine periferico esterno di un disco freno (non illustrato) così da essere mobile rispetto al disco lungo una direzione, qui definita “trasversale”, parallela all’asse di rotazione del disco. In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che stanno ad indicare posizioni e direzioni quali ad esempio "radiale", "assiale", “trasversale”, “tangenziale”, ecc., sono da intendersi riferiti all'asse di rotazione del disco.

Il corpo pinza flottante comprende due formazioni laterali o flange 11, 12 ed una o più porzioni a ponte 13 che si estendono trasversalmente e collegano le due formazioni laterali. Le due formazioni laterali sono distanziate trasversalmente l’una dall’altra in modo da affacciarsi ad opposte superfici di frenatura (non illustrate) di un disco freno.

La flangia 11 può formare un cilindro 19 atto a ricevere un pistone (non illustrato) che porta una pastiglia di frizione (non illustrata). Il funzionamento del corpo pinza flottante rappresentato nelle figure è da ritenersi complessivamente noto. Di conseguenza, nel seguito della presente descrizione verranno descritti i soli elementi di specifico rilievo ai fini dell'attuazione del corpo pinza flottante secondo l’invenzione. Per la realizzazione delle parti e degli elementi non illustrati in dettaglio si può quindi far riferimento ad una qualsiasi soluzione di corpo pinza flottante di tipo noto, ad esempio per ciò che riguarda le connessioni meccaniche e idrauliche per il funzionamento della pinza.

Nella particolare forma di realizzazione illustrata nelle figure 1 e 2, il corpo pinza flottante presenta due porzioni a ponte 13a, 13b, sostanzialmente parallele e distanziate l’una dall’altra in una direzione tangenziale.

Secondo una forma di realizzazione, almeno una delle porzioni a ponte 13a, 13b presenta una struttura ad anello chiuso con un estradosso 14, un intradosso 15, due porzioni di collegamento 16, 17 trasversalmente distanziate che collegano l’estradosso 14 all’intradosso 15, e una cavità passante 18, che si estende in una direzione tangenziale tra l’estradosso e l’intradosso. Nel particolare corpo pinza flottante illustrato nelle figure 1 e 2, entrambe le porzioni a ponte presentano la suddetta struttura ad anello chiuso.

Negli esempi delle figure 1, 2 e 3, le porzioni a ponte 13a, 13b presentano ciascuna una struttura essenzialmente tubolare, attraversata dalla cavità passante 18.

Pur senza volersi legare ad alcuna specifica teoria in proposito, le esperienze condotte dalla richiedente dimostrano che, per effetto della struttura cava o ad anello chiuso o tubolare della/e porzione/i a ponte 13, il corpo pinza flottante presenta, rispetto ad una struttura piena di pari massa, una migliore resistenza ai carichi, in particolare alle sollecitazioni torsionali e flessionali.

Nelle forme di realizzazione illustrate nelle figure 3, 4 e 5, gli estradossi 14 delle porzioni a ponte presentano ciascuno almeno due nervature di irrigidimento 20, 21 parallele, tangenzialmente distanziate l’una dall’altra. Secondo la forma di realizzazione illustrata nella figura 5, tra le nervature di un medesimo estradosso può essere formata un’apertura 22 allungata in una direzione trasversale.

Ciascuna porzione a ponte può comprendere un elemento a pilastro 23 esteso radialmente che collega rigidamente l’estradosso all’intradosso. Nelle particolari forme di realizzazione delle figure 1, 2 e 5, l’elemento a pilastro 23 è sostanzialmente equidistanziato, in una direzione trasversale, tra le due porzioni di collegamento 16, 17 che collegano l’estradosso all’intradosso. Nell’esempio di realizzazione della figura 4 ciascuna formazione a ponte prevede due elementi a pilastro 23, allineati in un piano trasversale.

Il corpo pinza flottante 10 può essere realizzato in metallo come ad esempio in alluminio, o in lega di alluminio, ad esempio alluminio e litio o in acciaio. La presente invenzione si rivela particolarmente vantaggiosa se il corpo 10 è ottenuto per fusione, dato che le cavità passanti 18 favoriscono lo smaltimento delle anime di sabbia durante la fase di sterratura, a getto ultimato. In alternativa, il corpo pinza flottante può essere prodotto per lavorazione meccanica da asportazione di truciolo, o per forgiatura.

Secondo una forma di attuazione illustrata nelle figure da 6 a 9, un corpo pinza freno 10 di tipo fisso comprende una coppia di formazioni laterali allungate 11, 12, in uso affacciate a due superfici di frenatura opposte del disco freno, e almeno una coppia di porzioni a ponte 13a, 13b che si estendono trasversalmente e collegano le estremità delle due formazioni laterali 11, 12. Le porzioni a ponte 13a, 13b presentano ciascuna una struttura ad anello chiuso con un estradosso 14, un intradosso 15, due porzioni di collegamento 16, 17 trasversalmente distanziate che collegano l’estradosso all’intradosso, e una cavità passante 18 che si estende in direzione tangenziale tra l’estradosso 14 e l’intradosso 15.

Nella particolare forma di realizzazione illustrata nelle figure da 6 a 9, ciascuna porzione a ponte 13a, 13b può comprendere uno o più elementi a pilastro 23 estesi radialmente che collegano rigidamente l’estradosso 14 all’intradosso 15. Vantaggiosamente, gli elementi a pilastro 23 sono sostanzialmente equidistanziati tra le due porzioni di collegamento 16 e 17 che collegano l’estradosso all’intradosso.

I dettagli costruttivi desumibili dalle figure allegate non sono da considerarsi limitativi. In particolare, il numero di cilindri 19 atti a ricevere corrispondenti positoni potrà variare, per esempio da 1 a 3. Analogamente, il corpo 10 della pinza potrà essere realizzato in fusione come monoblocco oppure da due semipinze collegate da viti, secondo modalità di per sé note nella tecnica.

Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione di un corpo pinza flottante secondo l’invenzione. Si intende che ciascuna forma di realizzazione può essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione o realizzata indipendentemente da esse. L’invenzione, inoltre, non è limitata alle forme di realizzazione descritte, ma potrà essere variata entro l’ambito definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Corpo pinza (10) di un freno a disco, avente una forma complessiva sostanzialmente a U, atto ad essere disposto a cavaliere di un margine periferico esterno di un disco freno, il corpo pinza comprendendo: - una prima (11) ed una seconda (12) formazione laterale, distanziate trasversalmente l’una dall’altra in modo da affacciarsi ad opposte superfici di frenatura di un disco; - almeno una porzione a ponte (13a, 13b), che si estende trasversalmente e collega la prima (11) e la seconda (12) formazione laterale; caratterizzato dal fatto che detta almeno una porzione a ponte (13a, 13b) presenta una struttura ad anello chiuso con un estradosso (14), un intradosso (15), due porzioni di collegamento (16, 17) trasversalmente distanziate che collegano l’estradosso all’intradosso, e una cavità passante (18) che si estende in una direzione tangenziale tra l’estradosso e l’intradosso.
2. Corpo pinza secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la o ciascuna porzione a ponte (13a, 13b) comprende inoltre almeno un elemento a pilastro (23) esteso radialmente che collega rigidamente l’estradosso (14) all’intradosso (15).
3. Corpo pinza secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il o ciascun estradosso (14) presenta almeno due nervature (20, 21) parallele, tangenzialmente distanziate l’una dall’altra.
4. Corpo pinza secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento a pilastro (23) è sostanzialmente equidistanziato tra le due porzioni di collegamento (16, 17) che collegano l’estradosso all’intradosso.
5. Corpo pinza secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che è un corpo pinza di tipo flottante.
6. Corpo pinza flottante secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che presenta un’apertura (22) allungata in una direzione trasversale tra due nervature (20, 21) di un medesimo estradosso (14).
7. Corpo pinza secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che è un corpo pinza di tipo fisso; e/o in cui detto corpo pinza è un corpo pinza in pezzo unico o monoblocco; e/o in cui detto corpo pinza di tipo fisso comprende due semipinze tra loro affacciate e collegate in modo amovibile.
8. Corpo pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende due porzioni a ponte (13a, 13b), sostanzialmente parallele e distanziate l’una dall’altra in una direzione tangenziale.
9. Corpo pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è ottenuto per fusione.
10. Pinza freno comprendente un corpo pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.