ITMI940376U1 - Freno monodisco a secco e a tenuta stagna particolarmente per assali di autoveicoli industriali agricoli e simili - Google Patents

Abstract

Freno monodisco a secco per veicoli agricoli e industriali, del tipo che prevede un mozzo girevole sul braccio dell'assale del veicolo, e un disco-freno racchiuso tra un corpo a coperchio solidale all'assale e strisciante sul mozzo, ed un disco spintore azionato da un pistone anulare, comprendente un disco-freno solidalmente calettato su detto mozzo, almeno una guarnizione anulare, interposta fra la superficie anulare del coperchio e la superficie cilindrica del mozzo, su cui striscia lo stesso coperchio, in modo da impedire l'ingresso di acqua e/o fango fra le superfici frenanti, nonché due coppie di guarnizioni anulari, di cui una solidale esternamente e l'altra internamente a detto pistone anulare, atte ad evitare che l'olio in pressione, trafilando, raggiunga le superfici frenanti, tra le due guarnizioni esterne a detto pistone essendo previsto almeno un condotto di sfiato verso l'esterno atto ad impedire all'olio, eventualmente trafilato attraverso la prima guarnizione, di raggiungere le superfici frenanti.

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un freno monodisco a secco per assalì di veicoli industriali, particolarmente di macchine agricole, per movimento terra e simili.

Come è noto, i dispositivi di frenatura utilizzati da tempo nei veicoli agricoli e industriali in genere sono normalmente del tipo a tamburo e relative ganasce, a monodisco a secco e a dischi multipli in bagno d'olio, i quali generalmente sono azionati da comandi idraulici.

Ciascuno di questi dispositivi di frenatura presenta, come pure è noto, vantaggi e svantaggi a seconda del tipo di autoveicolo e soprattutto del suo impiego.

Infatti, in passato, sulle macchine agricole e/o di movimento terra è stato largamente impiegato il freno a tamburo per la sua elevata capacità di frenata statica, per la facilità di installazione e di manutenzione e per l'assenza di elementi elastici fra tamburo e ruota del veicolo.

Essi però presentavano, in pratica, alcuni seri inconvenienti fra cui la possibilità di ingresso di acqua, fango e olio fra le superfici frenanti oltreché una scarsa capacità di frenatura dinamica alle velocità più elevate.

Sempre sulle macchine agricole e simili, è stato anche impiegato il freno monodisco a secco per il fatto che esso presenta una elevata capacità di frenatura dinamica, facilità di sostituzione delle pastiglie di bloccaggio e per l'assenza di elementi elastici (ingranaggi o simili) fra disco e ruota del veicolo.

L'inconveniente di questo tipo di freno però è soprattutto quello di presentare una scarsa capacità di frenatura statica.

I freni a dischi multipli in bagno d'olio sono invece molto usati sulle macchine agricole e su quelle per il movimento terra in quanto esse non richiedono alcuna manutenzione e presentano buone capacità di frenatura statica e dinamica; dato però che, in questi casi, fra il freno e la ruota è interposto un riduttore epicicloidale di velocità, questo crea in pratica un certo grado di elasticità, sostanzialmente vibrazioni e/o scuotimenti alternati e frequenti, e questa elasticità, nel caso di veicoli che funzionano a ruote bloccate, come gli escavatori e altri veicoli utilizzati in campo forestale, risulta poco gradita agli operatori.

Scopo pertanto del presente trovato è soprattutto quello di eliminare il problema della elasticità presentati dai freni a disco e contemporaneamente di mantenere buone capacità di frenatura sia statica che dinamica, oltre ad impedire che fango, acqua e olio possano introdursi fra le superiici frenanti.

Altro scopo del trovato è quello di realizzare un freno monodisco a secco strutturato in modo da poter essere utilizzato su macchine ad assali sia rigidi che sterzanti, senza richiedere particolari e/o onerose operazioni di adattamento e/o modifiche agli assali esistenti.

Ulteriore scopo è quello di realizzare un freno monodisco a secco concepito in modo da presentare un ingombro sostanzialmente uguale a quello dei freni raonodisco a secco di tipo noto e, in complesso, tutti i vantaggi strutturali e funzionali dell'attuale freno a tamburo.

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un freno monodisco a secco particolarmente adatto per veicoli agricoli e industriali, del tipo che prevede, su ogni lato ruota, un mozzo girevole coassialmente su un braccio dell'assale del veicolo e portante un disco-freno con guarnizioni d'attrito, un elemento sagomato a coperchio per la chiusura di detto disco-freno e torsionalmente ancorato all'assale fisso ed un corpo spintore per l'azionamento del disco-freno tramite un pistone anulare scorrevole in una sede anulare ricavata in detto assale, il quale freno monodisco a secco prevede, secondo il presente trovato, un ampio discofreno solidalmente calettato su detto mozzo, almeno una guarnizione anulare, interposta fra la superficie anulare del coperchio e la superficie cilindrica del mozzo, su cui striscia lo stesso coperchio, in modo da impedire l'ingresso di acqua e/o fango fra le superiici frenanti, nonché due coppie di guarnizioni anulari, di cui una solidale esternamente e l'altra internamente a detto pistone anulare, atte ad evitare che l'olio in pressione, trafilando, raggiunga le superfici frenanti, tra le due guarnizioni esterne a detto pistone essendo previsto almeno un condotto di sfiato verso l'esterno atto ad impedire all'olio, eventualmente trafilato attraverso la prima guarnizione, di raggiungere le superfici frenanti.

Più particolarmente, a valle di detto pistone anulare, e precisamente sulle superfici affacciate di detto disco spintore e di detto braccio dell'assale sono previsti elementi sagomati costituenti un percorso a labirinto atto ad impedire all'olio comunque trafilato attraverso dette coppie di guarnizioni di raggiungere le superfici frenanti

Inoltre, sulla parte più bassa dell'assale è previsto un condotto di scarico verso il basso, chiudibile mediante un tappo a vite, un grano o simile, atto a consentire la verifica di eventuali perdite di olio sia attraverso il pistone freno sia attraverso l'anello di tenuta del mozzo ruota.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno più chiaramente dalla seguente dettagliata descrizione, fatta con riferimento alla allegata tavola di disegno, data a solo titolo indicativo, nella quale:

la figura 1 mostra, in sezione assiale, un assale completo di un veicolo industriale o agricolo, provvisto di riduttore epicicloidale, includente un freno monodisco a secco e a tenuta stagna, realizzato secondo il presente trovato, mentre

la figura 2 mostra, pure in sezione, un particolare di detto freno e più precisamente un dispositivo di tenuta contro il trafilamento di olio attraverso il pistone anulare azionante il disco-freno.

Con particolare riferimento alla figura 1, l'assale ivi rappresentato è in sostanza di tipo noto e predisposto per veicoli che impiegano un sistema frenante, per ogni ruota, del tipo monodisco a secco.

Infatti, l'assale 1 a forma di calotta tradizionale racchiude il semiasse 2 e prevede, alla sua estremità rastremata 1a, una serie di cuscinetti di spinta 3 che consentono, ad un mozzo 4, coassiale al semiasse 2, di ruotare liberamente sulla estremità 1a dell'assale, senza spostamenti assiali .

Il mozzo 4 è posto in rotazione dal semiasse 2 tramite un riduttore epicicloidale di tipo pure noto, globalmente indicato con 5, racchiuso entro un corpo scatolare 6 il quale risulta girevole con il riduttore; lo stesso corpo 6 è poi rigidamente collegato al mozzo 4 tramite una flangia anulare 7 e dei perni 8 i quali costituiscono anche i mezzi di ancoraggio per il disco 9 di una ruota gommata (non rappresentata).

Va inoltre precisato che in figura 1 è rappresentato un ponte o assale sterzante per escavatori e simili, ma è ovvio che il ponte può essere anche fisso.

Pertanto, la rotazione del semiasse 2 provoca la rotazione del mozzo 4 attraverso il riduttore 5 e il corpo scatolare 6.

Ad un assale del tipo sopra descritto ed illustrato a titolo di esempio in figura 1, è associato un freno monodisco a secco, concepito e realizzato in modo da eliminare il problema della elasticità e da assicurare una tenuta stagna contro infiltrazioni di acqua o fango e contro trafilamenti di olio.

Detto freno monodisco oggetto del trovato è costituito da un ampio disco-freno 10, dotato di guarnizioni di attrito 11, il quale è calettato, tramite dentatura interna 10a, all'estremità interna 4a del mozzo girevole 4; ciò evita qualsiasi fenomeno di elasticità fra disco freno e ruota solidale al mozzo; detto disco-freno 10 è racchiuso entro un coperchio 12, a forma di corpo anulare di sezione trasversale sostanzialmente ad "L"; detto coperchio è montato coassialmente al mozzo girevole 4 con interposizione di una guarnizione di tenuta 12a, la quale, strisciando direttamente nel mozzo, impedisce ad acqua e/o fango di penetrare all'interno del coperchio e quindi di raggiungere le superfici frenanti. Inoltre, il coperchio è solidalmente ancorato in 12b all'assale fisso 1 (figura 2) e, sul lato superiore dello stesso assale, è ricavata una camera anulare cilindrica 13 in cui è alloggiato un pistone anulare 14. Tra detto pistone 14 e il disco-freno 10 è interposto un elemento discoidale 15, con funzione di spintore del disco-freno contro la superficie interna del coperchio. L'olio in pressione è inviato nella camera anulare 13 attraverso un condotto 13a, in modo da spingere il pistone contro il corpo discoidale spintore e questo contro il disco-freno. Detto corpo spintore 15 è montato traslabile entro una guida superiore 16 ricavata nel coperchio e presenta, inferiormente, una tenuta centrifuga 17 contro l'estremità 4a del mozzo girevole 4.

La tenuta centrifuga 17 ha anche la funzione di trascinare il corpo spintore 15 e il disco freno 10 durante la fase di smontaggio. Questo evita all'eventuale olio non scaricato durante l'operazione di svuotamento, di uscire dall'anello di tenuta 22 e di venire a contatto con il disco freno 10.

Inoltre, sempre secondo il trovato, il pistone di azionamento 14 è dotato di due guarnizioni sulla superficie esterna, indicate con 18-18a (figura 2), e di analoghe guarnizioni 19-19a sulla sua superficie interna, al fine di aumentare la sicurezza contro eventuali trafilamenti d'olio che raggiungerebbero le superfici frenanti. Inoltre, nella parte alta del freno, tra le guarnizioni esterne 18 e 18a è interposto un condotto di sfiato e drenaggio 20 per la verifica e lo scarico di olio eventualmente trafilato attraverso la prima guarnizione 18, mentre nella parte bassa del freno è previsto un condotto di scarico 21 (figura 1), chiuso da un grano o simile, per la verifica delle eventuali perdite.

Infine, sulla superficie esterna del braccio dell'assale e su quella ad essa affacciata del disco spintore 15 sono ricavati dei percorsi a labirinto o simili, atti ad evitare che olio eventualmente trafilato attraverso le due coppie di guarnizioni del pistone, possa raggiungere e bagnare le superfici frenanti.

Ovviamente, il freno monodisco sopra descritto può essere applicato sia su assali rigidi che su assali sterzanti, senza richiedere particolari e onerose modifiche alle strutture degli assali stessi.

In pratica poi, al trovato come sopra descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito di protezione del trovato stesso.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Freno monodisco a secco, particolarmente adatto per veicoli agricoli e industriali in genere, del tipo che prevede su ogni lato ruota, un mozzo girevole coassialmente su un braccio dell'assale del veicolo, un disco-freno associato a detto mozzo e provvisto di guarnizioni di attrito, un elemento sagomato a coperchio o simile racchiudente detto disco ed ancorato all'assale, nonché un elemento spintore per l'azionamento di detto disco-freno tramite un pistone anulare scorrevole in una sede ricavata in detto assale, caratterizzato dal fatto che prevede un ampio disco-freno solidalmente calettato su detto mozzo, almeno una guarnizione anulare, interposta fra la superficie anulare del coperchio e la superficie cilindrica del mozzo, su cui striscia lo stesso coperchio, in modo da impedire l'ingresso di acqua e/o fango fra le superfici frenanti, nonché due coppie di guarnizioni anulari, di cui una solidale esternamente e l'altra internamente a detto pistone anulare, atte ad evitare che l'olio in pressione, trafilando, raggiunga le superfici frenanti, tra le due guarnizioni esterne a detto pistone essendo previsto almeno un condotto di sfiato verso l'esterno atto ad impedire all'olio, eventualmente trafilato attraverso la prima guarnizione, di raggiungere le superfici frenanti.
2. 2. Freno monodisco a secco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, a valle di detto pistone anulare, sono previsti sulle superfici fra loro affacciate di detto disco spintore e di detto braccio dell'assale degli elementi sagomati costituenti un percorso a labirinto, atto ad impedire all'olio eventualmente trafilato attraverso dette coppie di guarnizioni del pistone di raggiungere e bagnare le superfici frenanti.
3. 3. Freno monodisco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sulla parte più bassa di detto assale è previsto un condotto di scarico, chiudibile mediante un grano o tappo a vite o simile, atto a consentire la verifica di eventuali perdite di olio attraverso il pistone freno e l'anello di tenuta del mozzo ruota.
4. 4. Freno monodisco secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è utilizzabile su assali sia rigidi che sterzanti.
5. 5. Freno monodisco a secco secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è realizzato per gli scopi e gli impieghi sopra specificati secondo quanto descritto ed illustrato.