ITMI941524A1

ITMI941524A1 - Freno a disco a guarnizioni parziali con una sella fissa in pu' parti di materiali diversi

Info

Publication number: ITMI941524A1
Application number: IT94MI001524A
Authority: IT
Inventors: Uwe Bach; Ralf Muller
Original assignee: Teves Gmbh Alfred
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-01-20
Also published as: DE4324988A1; IT1273668B; ITMI941524A0

Abstract

Un freno a disco a guarnizioni parziali possiede una sella fissa (1) in più parti, la quale presenta due staffe (5, 6) che impegnano a sormontamento il bordo di un disco del freno, sono distanziate in direzione circonferenziale e sono di un materiale altamente resistente e due parti di coperchio (3, 4), che sono disposte dai due lati del disco del freno, sono collegate con le staffe (5, 6) di metallo leggero, con pistoni di frenatura (13) disposti in esse. Per garantire il rispetto di tolleranze precise relativamente alla posizione relativa delle due staffe (5, 6) tra loro ed in tal modo per garantire un sostegno, tenente conto correttamente del funzionamento, delle guarnizioni del freno (11, 33, 49) sulle staffe (5, 6), secondo l'invenzione si prevede che le staffe (5, 6) sono collegate a formare una parte di sostegno (2) centrale in

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Freno a disco a guarnizioni parziali con una sella fissa in più parti di materiali diversi"

Riassunto del trovato

Un freno a disco a guarnizioni parziali possiede una sella fissa (1) in più parti, la quale presenta due staffe (5, 6) che impegnano a sormontamento il bordo di un disco del freno, sono distanziate in direzione circonferenziale e sono di un materiale altamente resistente e due parti di coperchio (3, 4), che sono disposte dai due lati del disco del freno, sono collegate con le staffe (5, 6) di metallo leggero, con pistoni di frenatura (13) disposti in esse. Per garantire il rispetto di tolleranze precise relativamente alla posizione relativa delle due staffe (5, 6) tra loro ed in tal modo per garantire un sostegno, tenente conto correttamente del funzionamento, delle guarnizioni del freno (11, 33, 49) sulle staffe (5, 6), secondo l'invenzione si prevede che le staffe (5, 6) sono collegate a formare una parte di sostegno (2) centrale in un pezzo unico. Vantaggiose forme di conformazione dell'invenzione concernono il collegamento assiale delle guarnizioni del freno (33, 49) ai pistoni del freno (13), le quali guarnizioni sono introducibili radialmente dall'esterno in un pozzo (9) della sella fissa (1), per sollevare le guarnizioni del freno (33, 49) dal disco del freno dopo la frenatura. (Fig. 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione si riferisce ad un freno a disco con guarnizioni parziali con una sella fissa in più parti, di materiali diversi, secondo la definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Un freno a disco del genere in questione è noto dalla domanda di brevetto tedesco DE-OS 19 05 643. Per ottenere un freno a disco il più possibile caricabile, tuttavia leggero, la nota sella fissa è costituita di parecchie parti, laddove le staffe fortemente sollecitate vengono prodotte di un materiale altamente resistente e le parti di coperchio, sollecitate meno fortemente, vengopno prodotte di un materiale leggero. Le staffe e le parti di copertura devono essere assemblate durante la fabbricazione del freno. Poiché nelle staffe, a freno a disco montato in modo finito, vengono sostenute le guarnizioni del freno, vanno mantenute tolleranze precise, in particolare relativamente alla posizione relativa delle due staffe. Pertanto viene resa nuovamente più costosa la fabbricazione delle parti del freno e l'assemblaggio della sella fissa.

Il compito dell'invenzione è quello di migliorare un freno a disco a guarnizioni parziali del genere in questione con una selle fissa altamente sollecitatile e allo stesso tempo leggera, relativamente ai costi di fabbricazione e ad un montaggio semplice.

La soluzione del compito risulta dalla parte caratterizzante della rivendicazione 1. Se le due staffe sono collegate secondo l'invenzione a formare una parte di sostegno in un pezzo unico, la loro posizione relativa reciproca, ed in tal modo in particolare la posizione della superficie di sostegno per le guarnizione del freno, è fissata con piccola tolleranza e non per esempio in funzione della modalità con la quale le staffe vengono collegate, durante l'assemblaggio della sella fissa, con le parti laterali di coperchio. Risulta superfluo prevedere, tra le staffe e le parti di coperchio, ad esempio sporgenze e corrispondenti cavità per l'impegno con vincolo geometrico. Inoltre viene semplificato l'assemblaggio della sella fissa, poiché devono essere collegate tra loro solamente tre anziché quattro parti.

In una forma di esecuzione preferita, secondo la rivendicazione 2, le staffe sono collegate tra loro mediante un sottile listello, che, secondo la rivendicazione 3 è preferibilmente colato insieme alle staffe in un pezzo unico di materiale ferroso, per formare la parte di supporto centrale. Un listello sottile è sufficiente a fissare la posizione reciproca delle due staffe, laddove il materiale impiegato addizionalmente per il listello, contribuisce solamente in modo irrilevante al peso complessivo della sella fissa. In effetti l'invenzione si accolla dapprima lo svantaggio scoraggiante di un piccolo aumento di peso, per conseguire un maggiore vantaggio nella fabbricazione della sella fissa.

Preferibilmente le parti di coperchio secondo la rivendicazione 4, sono fatte di getto di alluminio, per cui vengono soddisfatte in modo ottimale le esigenze di peso,, resistenza e fabbricazione semplice, come pure bassi costi di fabbricazione. Inoltre relativamente ai costi di fabbricazione, e alla tenuta a magazzino, è favorevole, secondo la rivendicazione 5, il fatto di conformare nello stesso modo le due parti di coperchio. Il collegamento delle parti di coperchio con la parte di supporto centrale ha luogo, secondo le rivendicazioni 6, in modo semplice, mediante rispettivamente quattro viti.

La disposizione secondo l'invenzione delle parti di coperchio e della parte di supporto si adatta in modo particolarmente buono per una conformazione della sella fissa con un pozzo centrale secondo la rivendicazione 7, nella quale le guarnizioni del freno sono introducibili radialmente dall'esterno nel pozzo della sella fissa. In relazione a ciò secondo la rivendicazione 8, le guarnizioni del freno, vengono sostenute, rispettivamente sospese, sulla parte di supporto preferibilmente con azione di trazione, vale a dire esse sono sostenute rispettivamente sospese sulla parte di supporto della sella fissa in corrispondenza del loro lato stretto rivolto verso l'ingresso del disco del freno. In una siffatta trasmissione delle forze circonferenziali, è possibile evitare in ampia misura uno stridio o rumore di sfregamento del freno. Per evitare che le guarnizioni del freno dopo il termine della frenatura sfreghino ulteriormente con le loro superfici di attrito, sul disco del freno, le guarnizioni del freno in una forma di conformazione vantaggiosa dell'invenzione vengono collegate con vincolo geometrico con i pistoni del freno. I pistoni del freno sono chiusi a tenuta rispetto al foro del cilindro con una cosiddetta posizione roll-back, la quale, alla diminuzione della pressione idraulica, tira i pistoni del freno all'indietro nel foro del cilindro. In relazione a ciò, le guarnizioni del freno fissate ai pistoni del freno vengono parimenti staccate dal disco del freno in ragione di un predeterminato gioco d'aria. Il collegamento fra le guarnizioni del freno e i pistoni del freno, secondo la rivendicazione 10, consentono inoltre un montaggio ed uno smontaggio radiale delle guarnizioni del freno.

Relativamente ad un uniforme accostamento a pressione e ad un'uniforme usura della guarnizione del freno di guarnizioni di grande superficie secondo la rivendicazione 1 si propone di disporre due pistoni del freno in ciascuna parte di coperchio.

Una modalità di fissaggio per una graffa di supporto prodotta di lamiera elastica, la quale modalità di fissaggio è semplice, piatta in direzione assiale e non impedisce la montabilità radiale delle guarnizioni del freno, risulta da una delle rivendicazioni 12 oppure 13, laddove la graffa di supporto può essere collegata, a seconda delle esigenze del caso singolo concreto, in modo amovibile oppure inamovibile con la guarnizione del freno. Se la sella fissa, secondo l'invenzione si dovesse dimostrare troppo elastica, cosicché essa allora durante l'azionamento del freno si inflette troppo fortemente in direzione assiale, conformemente alla rivendicazione 14 si consiglia di prevedere un tirante che si estende attraverso il pozzo della sella fissa ed il quale serra tra loro le due parti di coperchio. In seguito al montaggio radiale delle guarnizioni del freno, il tirante deve essere fissato amovibilmente e, conformemente alla rivendicazione 15, consiste preferibilmente di una vite, la quale è circondata da una bussola.

Esempi di esecuzione dell'invenzione vengono spiegati più dettagliatamente nel seguito in base ai disegni.

In particolare:

la Fig. 1 mostra una vista dall'alto sulla sella fissa di un freno a disco a guarnizioni parziali, secondo l'invenzione, in rappresentazione parzialmente in spaccato, la Fig. 2 mostra la vista laterale della stessa sella fissa,

la Fig. 3 mostra una vista della parte di sostegno secondo la linea A-A della Fig. 1,

la Fig. 4 mostra una vista del lato posteriore di una guarnizione del freno in una forma di esecuzione preferita, la Fig. 5 mostra una rappresentazione sezionata della stessa guarnizione del freno, secondo la linea B-B della Fig. 4, con pistone del freno inserito,

la Fig. 6 mostra una seconda forma di esecuzione di una guarnizione del freno con una graffa di supporto modificata, in sezione secondo la linea C-C della Fig. 7, la Fig. 7 mostra una vista del lato posteriore di una guarnizione del freno nella forma di esecuzione della Fig. 6, con graffa di supporto applicata.

Come si rileva nel modo migliore nelle figure da 1 fino a 3, la sella fissa 1 di un freno a disco a guarnizioni parziali secondo l'invenzione è formata da una parte di sostegno centrale 2 e da due parti di coperchio 3, 4 disposte su lati assiali contrapposti della parte di sostegno 2. La parte di sostegno 2 possiede due staffe 5, 6 disposte a distanza tra loro in direzione circonferenziale e le quali impegnano a sormontamento il bordo esterno di un freno del disco, non illustrato, e su ogni lato assiale sono munite di quattro, complessivamente di otto fori filettati 7 per altrettante viti 8 di coperchio, per mezzo delle quali le due parti di coperchio 3, 4 sono avvitate con la parte di sostegno 2. La parte di sostegno 2 con le sue due staffe 5, 6 e le due parti di coperchio 3, 4 delimitano un pozzo cetrale 9 della sella fissa 1, attraverso il quale sono introducibili, per il montaggio nella sella fissa 1, due guarnizioni del freno 10, 11, disposte dai due lati del disco di frenatura, non illustrato. Le due parti di coperchio 3, 4 sono eseguite nello stesso modo e sono munite rispettivamente di due fori cilindri 12, nei quali, sono disposti rispettivamente due pistoni di frenatura 13 spostabili assialmente. In Fig. 1 una parte di coperchio 3 è illustrata in spaccato, per mostrare uno dei quattro pistoni 13 del freno. Lo spazio interno 14 del cilindro è riempito con liquido idraulico, mediante il quale il pistone del freno 13 nel corso di una frenatura viene sollecitato con pressione idraulica e viene premuto contro la guarnizione 10 del freno. Lo spazio interno 14 del cilindro è chiuso a tenuta rispetto al pistone 13 di frenatura per mezzo di un anello di guarnizione 15, il quale nel corso di uno spostamento del pistone 13 del freno in direzione di azionamento si deforma e, alla diminuzione della pressione idraulica, tira all'indietro, in modo noto, il pistone di frenatura 13, contrariamente alla direzione di azionamento, nel foro 12 del cilindro in ragione di un piccolo importo.

Le forze di serraggio, necessarie per l'accostamento a pressione delle guarnizioni del freno 10, 11 contro il disco del freno, non illustrato, vengono prodotte nelle parti di coperchio 3, 4 e trasmesse attraverso le staffe 5, 6 della parte di sostegno 2, laddove nelle staffe 5, 6 si vengono ad originare delle tensioni meccaniche particolarmente forti. Inoltre le forze periferiche originantisi nel corso della frenatura, vengono trasmesse dalle guarnizioni 10, 11 del freno parimenti sulle staffe 5, 6, le quali attraverso i loro fori di fissaggio 16, 17 sono nuovamente avvitate con un fusello, non illustrato, della ruota frenata. La parte di sostegno 2 pertanto viene sollecitata in modo particolare dalle forze originantesi e deve essere quindi prodotta di un materiale altamente resistente. Per l'esecuzione dell'invenzione viene preferito un materiale ferroso, con il quale viene colata la parte di sostegno 2. In tal modo si ottengono vantaggiosamente piccoli spessori di parete ed una massa relativamente piccola per la parte di sostegno 2. Le parti di coperchio 3, 4 sollecitate meno fortemente sono formate di contro di un getto di alluminio, la cui resistenza è sufficiente per questo scopo, con il quale alluminio il peso complessivo della sella fissa 1 risulta vantaggiosamente basso.

Le guarnizioni 10, 11 del freno possiedono rispettivamente una piastra dorsale 18 di acciaio, sulla quale è incollata la guarnizione di frizione 19. Le piastre dorsali 18 possiedono due sporgenze 20, 21, di forma sostanzialmente a guisa di L e sporgenti dalla guarnizione di frizione 19 in sensi circonferenziali contrapposti, le quali sporgenze servono alla guida della guarnizione del freno 10, 11 e al sostegno delle forze periferiche sulla parte di sostegno 2. Le staffe 5, 6 della parte di sostegno 2 possiedono rispettivamente due cavità 22, 23, 24, 25 in forma di scanalatura, nelle quali si impegnano le sporgenze 20, 21. In relazione a ciò a seconda del senso di rotazione della ruota frenata, superfici di sostegno 26, oppure 27 delle sporgenze 20, oppure 21 pervengono in appoggio con corrispondenti superfici di parete 28, 30 oppure 29, 31 delle cavità 24, 22 oppure 25, 23, per trasmettere le forze periferiche sempre attraverso le sporgenze, lato ingresso del disco del freno, 20, rispettivamente 21, dalla guarnizione 10, 11 del freno sulla staffa, lato-ingresso del disco del freno, 5, rispettivamente 6, della parte di sostegno 2.

E' immediatamente evidente che le cavità 23, 25 di una staffa 5 possono presentare in relazione alle cavità 22, 24 dell'altra staffa 6, e in particolare la posizione relativa delle superfici di parete 29, 31, in relazione alle superfici di parete 28, 30, possono presentare solamente piccole tolleranze, per garantire il sostegno "traente", descritto più sopra, delle guarnizioni 10, 11 del freno sul lato di ingresso del disco del freno. Le due staffe 5, 6 sono pertanto collegate tra loro per mezzo di un listello 32, il quale su un lato assiale del disco del freno si estende sostanzialmente in direzione circonferenziale ed è disposto radialmente all'altezza dei fori di fissaggio 16, 17. La parte di sostegno 2 con le sue staffe 5, 6 ed il listello 32 è colata in un pezzo unico.

In Fig. 4 è illustrata una guarnizione 33 del freno modificata, la cui piastra dorsale 18 sul suo lato posteriore è collegata saldamente con una graffa di supporto 35 di lamiera di molla, per mezzo di due collegamenti a ribattino 34. I collegamenti a ribattino 34 sono disposti su una parte di fissaggio 36 della graffa di supporto 35 ed in una zona centrale della piastra dorsale 18, la quale si trova tra le zone 37, 38 laterali della piastrsa dorsale 18 indicate mediante linea tratteggiata e destinate all'accostamento a pressione dei pistoni di frenatura 13. La graffa di supporto 35 possiede due parti di graffa laterali 39, 40, le quali sono disposte sopra alle zone laterali 37, 38 della piastra dorsale 18, con una piccola distanza assiale e presentano rispettivamente cavità a forma di U 41, 42. Le ali delle cavità 41, 42 a forma di U formano linguette di molla 43, 44 e 45, 46 di volta in volta contrapposte a coppie, le quali sono destinate all'impegno a coppie in scanalature anulari 47 dei dei pistoni di frenatura 13. Se la guarnizione 33 del freno viene introdotta radialmente dall'esterno in direzione della freccia 48 nel pozzo 9 della sella fissa 1, allora le linguette a molla 43, 44, 45, 46 si impegnano lateralmente nelle scanalature anulari 47 dei pistoni di frenatura 13 e collegano la guarnizione di frenatura 33 in modo assialmente molleggiente con i due pistoni 13 di frenatura. Se i pistoni di frenatura 13, in seguito alle caratteristiche particolari dei loro anelli di guarnizione 15, al termine della frenatura si spostano all'indietro nei loro fori 12 di cilindro, essi in tal caso trascinano concomitantemente la guarnizione 33 del freno, cosicché la sua guarnizione di frizione 19 si separa dal disco del freno e viene impostato il gioco necessario.

Lo stesso si verifica anche in un'ulteriore forma di esecuzione, illustrata nelle figure 6 e 7, con la guarnizione del freno 49 modificata. In guesto esempio di esecuzione una graffa di supporto 50 modificata rimane sempre nella sella fissa 1. Anche la graffa di supporto 50 modificata possiede parti di graffa 39, 40 con cavità 41, 42 a forma di U, laddove le ali 51, 52, 53, 54 delle cavità 41, 42, le quali ali sono destinate all'impegno nelle scanalature 47 dei pistoni di frenatura 13, non sono sostanzialmente piegate dal piano di lamiera delle graffe di supporto 50. Di contro in questo caso una parte di fissaggio 55 modificata sporge dal detto piano assiale in direzione verso la guarnizione 49 del freno. La parte di fissaggio 55 possiede un'apertura 56 a forma di toppa nella quale è inseribile una sporgenza assiale 57 della piastra dorsale 18. Durante l'introduzione radiale della guarnizione 49 del freno, in direzione di freccia 48, la sporgenza 47, allargata conicamente assialmente verso l'esterno, scivola attraverso l'ulteriore parte dell'apertura 56 e si aggancia nella parte più stretta dell'apertura 56 con la parte di fissaggio 55, laddove la guarnizione 49 del freno viene tirata assialmente in modo molleggiente contro il pistone 13 del freno.

Claims

Rivendicazioni 1. Freno a disco a guarnizioni parziali con una sella fissa (1) in più parti, la quale presenta due staffe (5, 6) impegnanti a sormontamento il bordo di un disco del freno, distanziate in direzione circonferenziale e di materiale altamente resistente, nonché due parti di coperchio (3, 4) disposte dai due lati del disco del freno, collegate con le staffe (5, 6) e di metallo leggero, le guali parti di coperchio presentano rispettivamente per lo meno un foro di cilindro 12 con un pistone di frenatura (13) scorrevole in esso, laddove le staffe (5, 6) sono ancorabili sul fusello della ruota frenata e sostengono le forze periferiche delle guarnizioni del freno (10, 11, 33, 49) caratterizzato dal fatto che le staffe (5, 6) sono collegate a formare una parte di sostegno (2) centrale in un pezzo unico.
2. Freno a disco secondo la rivendicazione 1, in cui le staffe (5, 6) sono collegate tra loro mediante un sottile listello (32) estendentesi in direzione circonferenziale vicino al disco del freno.
3. Freno a disco secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che la parte di sostegno (2) centrale è colata con un materiale ferroso.
4. Freno a disco secondo una delle rivendicazioni da.1 a 3, caratterizzato dal fatto che le parti di coperchio (3, 4) sono formate da un getto di alluminio.
5. Freno a disco secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che le parti di coperchio (3, 4) sono conformate nello stesso modo.
6. Freno a disco secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che le parti di coperchio (3, 4) sono avvitate con la parte di sostegno (2) mediante rispettivamente quattro viti di coperchio (8).
7. Freno a disco secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che la sella fissa (1), presenta un pozzo (9) centrale, il quale è delimitato nei due sensi circonferenziali mediante la parte di sostegno (2) e, nelle direzioni assiali, mediante le due parti di coperchio (3, 4), e dal fatto che le guarnizioni del freno (10, 11, 33, 49) per il montaggio nella sella fissa (1) sono introducibili radialmente dall'esterno nel pozzo (9).
8. Freno a disco secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la parte di sostegno (2) presenta cavità a guisa di fessura (22, 23, 24, 25), aperte radialmente verso l'esterno, con superiici di parete (28, 29, 30, 31) per il sostegno delle guarnizioni del freno (10, 11, 33, 49), dal fatto che le piastre dorsali (18) delle guarnizioni del freno (10, 11, 33, 49) presentano di volta in volta due sporgenze (20, 21) sostanzialmente a forma di L e sporgenti in sensi circonferenziali contrapposti, le quali sporgenze si impegnano radialmente dall'esterno nelle cavità (22, 23, 24, 25) della parte di sostegno (2), cosicché le forze circonferenziali originantesi durante la frenatura vengono sempre trasmesse attraverso le sporgenze (20, rispettivamente 21), lato ingresso del disco del freno, dalla guarnizione del freno (10, 11, 33, 49) sulla parte di sostegno (2).
9. Freno a disco secondo la rivendicazione 7 oppure 8, caratterizzato dal fatto che le guarnizioni del freno (33, 49) sul lato dorsale, rivolto verso la guarnizione di frizione (19), delle loro piastre dorsali (18) sono collegate con una graffa di supporto (35, 50), e dal fatto che i pistoni di frenatura (13) in corrispondenza delle loro parti di estremità sporgenti dal foro (12) del cilindro sono muniti rispettivamente di una scanalatura ad anello (47) perimetrale, nella quale si impegnano le graffe di supporto (35, 50).
10. Freno a disco, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che le graffe di supporto (35, 50) sono formate da una lamiera di molla collegata con la piastra dorsale (18), nella quale lamiera a molla per ciascuno dei pistoni di frenatura (13) agenti sulla guarnizione del freno (33, 49) è tranciata una cavità (41, 42) ad U, il cui bordo si impegna nella scanalatura circolare (47) esterna del relativo pistone di frenatura (13).
11. Freno a disco, secondo la rivendicazione 10, in cui in ogni parte di coperchio (3, 4) sono disposti, l'uno vicino all'altro in direzione circonferenziale, due pistoni di frenatura (13) e, in ogni graffa di supporto (35, 50) sono disposte, l'una vicino all'altra in direzione circonferenziale, due cavità (41, 42) a forma di U.
12. Freno a disco, secondo la rivendicazione 10 oppure 11, in cui le piastre dorsali (18) delle guarnizioni del freno (49) sono munite di almeno una sporgenza assiale (57) oppure spina, la quale è inseribile ad arresto in una apertura (56) della graffa di supporto (50).
13. Freno a disco secondo la rivendicazione 10 oppure 11, caratterizzato dal fatto che la graffa di supporto (35) è rivettata con la piastra dorsale (18).
14. Freno a disco secondo una delle rivendicazioni da 7 a fino a 13, in cui un tirante che è disposto amovibile e, assialmente trasversalmente attraverso il pozzo (9) della sella fissa (1) sporge dal bordo del disco del freno, collega tra loro le due parti di coperchio (3, 4).
15. Freno a disco secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che il tirante viene formato da una vite, la quale è circondata da una bussola.