ITRM20100311A1 - Supporto di assieme pinza-freno di forcelle motociclistiche anteriori - Google Patents

Description

Descrizione per invenzione dal titolo:

SUPPORTO DI ASSIEME PINZA-FRENO DI FORCELLE MOTOCICLISTICHE ANTERIORI

Descrizione

La presente invenzione ha come oggetto un supporto per un assieme pinza-freno del tipo impiegato in forcelle motociclistiche anteriori convenzionali, in particolare del tipo che prevede il o i foderi della sospensione connessi al mozzo in corrispondenza della ruota anteriore.

Di seguito, con il termine forcella si intenderanno le sospensioni anteriori telescopiche.

In particolare, l'invenzione si riferisce ad una forcella telescopica in versione convenzionale, con foderi scorrevoli, su steli vincolati allo sterzo, limitandone i difetti ed esaltandone leggerezza e semplicità.

Indipendentemente dalle sue caratteristiche costruttive, si definisce telescopica una sospensione nella quale si verifichi uno scorrimento assiale tra la parte fissa, gli steli in questo caso, e quella mobile, i foderi in questo caso, l'una vincolata alle masse sospese del telaio, l'altra a quelle non sospese della ruota.

Convenzionalmente, si definisce fodero l'elemento esterno che accoglie lo scorrimento dell'elemento Interno, definito stelo; qualora lo stelo sia parte sospesa, ovvero vincolato alle piastre dello sterzo, la configurazione è detta a steli tradizionali, mentre nel caso contrario la forcella è detta a steli rovesciati (o upside-down).

Una quota di collaborazione alla resistenza torsionale della forcella arriva in talune applicazioni da elementi trasversali di collegamento tra i due foderi, successivamente chiamato ponte, in grado di limitare la lunghezza libera e quindi la flessibilità degli stessi.

Accorgimenti di questo tipo sono di grande aiuto in particolare qualora vi sia uno squilibrio della forza frenante sulla ruota, come nel caso di impianti a disco singolo.

In arte sono noti sistemi connessi alla forcella e alla ruota anteriore di motociclette a elevate prestazioni da corsa, aventi come obiettivo quello di contenere l'eccessivo affondamento della sospensione in frenata, in particolare in frenate brusche e ad alta velocità.

Tuttavia, i sistemi comunemente noti con il termine ariti dive, proprio per evitare l'affondamento, scaricano lo sforzo sulla piastra inferiore di sterzo, connessa alle masse sospese, senza particolari vantaggi in termini di riduzione delle torsioni e con un meccanismo, meccanico o idraulico, più complesso.

I puntoni impiegati in questi sistemi devono inoltre, per via della loro posizione, essere montati su cuscinetti.

Infatti, i sistemi noti non erano studiati per eliminare o almeno limitare e compensare le torsioni determinate dalla frenata, in particolare sul fodero o sui foderi della forcella, su cui gravano le masse sospese del veicolo.

La torsione da eliminare o compensare è quella determinata dalla posizione necessariamente laterale del disco del freno e della relativa pinza, sia essa con vincolo assiale o radiale.

Il problema tecnico che è alla base della presente invenzione è di fornire un supporto per un assieme pinza-freno che consenta di ovviare agli inconvenienti menzionati con riferimento allo stato dell'arte.

Tale problema viene risolto da un supporto per un assieme pinza-freno come sopra specificato, comprendente:

• un elemento di supporto che collega la pinza di freno alla forcella in corrispondenza dell'asse di rotazione della ruota; e

• un elemento a puntone atto a essere sollecitato in compressione o trazione, disposto tra una porzione superiore del fodero e la pinza, in modo da trasferire le sollecitazioni sulla pinza alla porzione superiore del fodero.

Il supporto sopra definito consente una sostanziale riduzione delle sollecitazioni torsionali e flessionali in particolare sulla pinza del freno anteriore e sul suo supporto.

Inoltre, il supporto secondo l'invenzione può essere montato in modo relativamente semplice, richiedendo solo snodi semplici, anche con un'installazione collegata esclusivamente al fodero di destinazione, in modo tale che la pinza del freno rimanga connessa ad esso anche in caso di sostituzione rapida della ruota anteriore.

La presente invenzione verrà qui di seguito descritta secondo un suo esempio di realizzazione preferita, fornita a scopo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in cui:

• la figura 1 mostra una vista pittorica laterale che illustra l'installazione di un supporto per assieme pinza-freno secondo l'invenzione sulla forcella anteriore di una motocicletta;

• la figura 2 mostra un'analoga vista pittorica frontale della forcella di figura 1;

• la figura 3 mostra una vista laterale in elevazione di una ruota anteriore e di un supporto per assieme pinzafreno secondo l'invenzione;

• la figura 4 mostra una vista in elevazione frontale della ruota e del supporto di figura 3; e

la figura 5 mostra una vista in pianta dall'alto della ruota e del supporto di figura 3.

Con riferimento alle figure, è rappresentata la ruota anteriore 1 di una motocicletta, montata su una forcella 2 di tipo convenzionale, avente una coppia di foderi 3 connessi al perno 4 della ruota 1, nel mozzo della stessa.

I foderi 3 presentano quindi un'estremità inferiore connessa al perno della ruota, e un estremità superiore attraverso la quale sono inseriti i rispettivi steli 5 della sospensione incorporata nella forcella 2.

Le estremità superiori dei due foderi 3 sono eventualmente tra loro collegate da un ponte inferiore 6, ovvero un ponte connesso alle masse non sospese della ruota 1.

Dette estremità superiori identificano inoltre una porzione superiore del fodero 3.

I due steli 5 saranno a loro volta connessi da almeno due ponti disposti superiormente a detto ponte inferiore 6. In particolare, viene considerato il ponte superiore 7 che collega i due steli 5 e che è sostanzialmente adiacente a detto ponte inferiore 6.

Tra questi due ponti, nel presente esempio di realizzazione della forcella 2 che accoglie il supporto pinza-freno qui descritto, è inserita una molla elicoidale 8 libera di essere compressa tra detti ponti.

In questo esempio, la molla 8 costituisce l'elemento elastico della sospensione associata alla forcella 2 qui descritta, mentre gli elementi ammortizzanti della sospensione saranno incorporati nei due assiemi simmetrici fodero-stelo.

Tale disposizione è descritta nella domanda internazionale No. Pubbl. W02008/093177 che viene qui incorporata per riferimento .

Si intende comunque che la presente invenzione si adatta anche a qualunque altro tipo di forcella con i foderi disposti in maniera convenzionale, ovvero in posizione inferiore e collegati alla ruota.

Sul mozzo 4 della ruota 2 è montata una coppia di dischi di freno 9, ciascuno fornito di una rispettiva pinza 10 connessa alla forcella 2 nel modo che verrà di seguito descritto dal supporto dell'assieme pinza-freno oggetto della presente invenzione .

Esso comprende un primo elemento di supporto il che collega la pinza 10, e in particolare il suo involucro esterno fisso, alla forcella 2 in corrispondenza dell'asse di rotazione della ruota 1.

Nel presente esempio di realizzazione, il primo elemento di supporto il è collegato direttamente e in modo coassiale al perno della ruota 1.

Si intende comunque che, per raggiungere lo scopo della presente invenzione, il primo elemento di supporto il potrebbe essere collegato forcella 2 mediante un'articolazione sull'estremità inferiore del fodero 3, che a sua volta è connessa al perno 4 della ruota 1.

Il primo elemento di supporto 11 è sostanzialmente conformato a forchetta, con l'estremità opposta al mozzo 4 conformata a V o a U. Nel presente esempio di realizzazione tale elemento 11 è costituito da un pezzo a U il cui fondo è connesso all'estremità inferiore del fodero 3 ovvero perno della ruota 1, e con le rispettive estremità terminali fissate all'involucro esterno della pinza 10.

Nel presente esempio di realizzazione, il fissaggio tra elemento di supporto 11 e involucro della pinza 10 avviene tramite bulloni, in modo che pinza e elemento di supporto siano solidali tra loro.

Il supporto secondo l'invenzione comprende inoltre un elemento a puntone 12 atto a essere sollecitato in compressione, disposto tra la porzione superiore del fodero 3 e la pinza 10, in modo da trasferire le sollecitazioni sulla pinza 10 alla porzione superiore del fodero.

11 suddetto elemento a puntone può essere realizzato secondo alcune modalità diverse.

Nel presente esempio di realizzazione, l'elemento a puntone 12 è conformato a semplice barra articolata sulle proprie rispettive estremità.

In particolare, l'estremità inferiore dell'elemento a puntone 12 è connessa all'involucro esterno della pinza 10 mediante un'articolazione a semplice snodo, in particolare in corrispondenza della faccia superiore dell'involucro della pinza 10.

Si intende comunque che, qualora la pinza 10 e in particolare il suo involucro non fossero conformati per realizzare detto snodo, l'elemento a puntone 12 potrebbe anche essere articolato all'elemento di supporto 11, purché nei pressi dell'involucro della pinza 10.

L'estremità superiore dell'elemento di puntone 12 può essere a sua volta collegata alla porzione superiore del rispettivo fodero 3.

Nel presente esempio, tale estremità è articolata a detto ponte inferiore 6, in un punto adiacente al fodero 3 corrispondente. Questa soluzione di montaggio richiede solamente una minima modifica in una sospensione di tipo tradizionale .

Si intende comunque che tale estremità potrebbe essere articolata al fodero 3 in un punto diverso: all'estremità superiore o poco più in basso.

Si intende inoltre che, se la pinza fosse disposta anteriormente, anziché posteriormente come avviene nella maggior parte dei casi, l'elemento a puntone, conservando i collegamenti sopra descritti, continuerebbe a svolgere la propria funzione ma sollecitato in trazione anziché compressione .

Come risulta evidente dalla descrizione data in precedenza, l'elemento di supporto 11 sostiene la pinza 10 che, in frenata, scarica la sua forza, spinta dal disco 9, sulla porzione superiore del fodero 3 tramite l'elemento a puntone 12 incernierato tra pinza 11 e fodero 3.

Tale schema elimina la torsione sulla pinza dovuta al disassamento dei sistemi noti, che prevedono necessariamente un vincolo ad un lato del disco di freno.

In particolare, l'elemento a puntone 12 permette di scaricare la forza generatasi sull'asse neutro della pinza 10, ossia sul piano di mezzeria del disco 9 stesso, diviso tra elemento a puntone 12 e elemento di supporto 11.

Quest'ultimo è vincolato inferiormente preferibilmente sull'asse della ruota 1 con un collegamento a cerniera, ed è quindi possibile vincolarlo direttamente al fodero 3, in corrispondenza della propria estremità inferiore.

Si noti inoltre che l'elemento di supporto il è disposto, rispetto al mozzo 4, al disco 9 e alla pinza 10, secondo una posizione radiale.

Nella disposizione sopra descritta, si preferisce che l'asse dell'elemento a puntone 12 sostanzialmente giaccia sul piano radiale del disco di freno 9, per garantire l'allineamento durante la frenata, delle superfici di contatto tra il piano delle pastiglie frenanti e i piani del disco 9.

In altre parole, la connessione articolata tra elemento a puntone 12 e ponte 6, o comunque porzione superiore del fodero 3, giace sul piano radiale mediano del disco 9.

Oltre all'eliminazione delle forze torcenti, sr nota che tutti gli attacchi tra involucro di pinza e elementi collegati 11, 12 possono essere fissi, così come il collegamento tra detti elementi 11, 12 e il fodero 3 di competenza.

Il supporto secondo la presente invenzione è stato qui descritto con riferimento a un unico disco di freno 9 e al rispettivo fodero, ovvero al fodero disposto sullo stesso lato del disco.

Si intende comunque che tale supporto potrebbe essere disposto su entrambi i dischi di un sistema a doppio disco in modo essenzialmente speculare, o su un disco solo di un sistema a doppio disco.

Con riferimento all'esempio di realizzazione qui descritto, nel fodero 3 vengono così separate le due funzioni di alloggio della sospensione e supporto del freno, offrendo possibilità modulari utili all'adeguamento dell'intero impianto frenante per tipologia, per esempio per pinze radiali o assiali, e scelta dei materiali.

In particolare, nel presente esempio, l'elemento di supporto 11 lavora solo in compressione e quindi le sue viti di ritegno sulla pinza non sono più sollecitate a taglio e possono quindi essere ridimensionate.

Parimenti, il fodero 3 non deve più resistere alle sollecitazioni torsionali imposte dalla pinza e può quindi essere realizzato in un materiale non isotropo come la fibra di carbonio, con una relativa diminuzione del peso complessivo.

Infine, l'impiego di un attacco superiore dell'elemento a puntone 12 con un vincolo articolato a più gradi di libertà permette lo smontaggio rapido della ruota con la sola rimozione del suo perno, caratteristica molto utile nelle competizioni, soprattutto in quelle di tipo Endurance.

Al sopra descritto supporto per assieme pinza-freno un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare ulteriori e contingenti esigenze, potrà apportare numerose ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro comprese nell'ambito di protezione della presente invenzione, quale definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Supporto per un assieme pinza-freno del tipo impiegato in forcelle (2) motociclistiche anteriori convenzionali, in particolare del tipo che prevede il o i foderi (3) della sospensione connessi al perno (4) in corrispondenza della ruota (1) anteriore; comprendente: • un elemento di supporto (11) che collega la pinza di freno (10) alla forcella (2) in corrispondenza dell'asse di rotazione della ruota (1); e • un elemento a puntone (12) atto a essere sollecitato compressione o in trazione, disposto tra una porzione superiore del fodero (3) e la pinza (10), in modo da trasferire le sollecitazioni sulla pinza (10) alla porzione superiore del fodero (3).
2. 2. Supporto secondo la rivendicazione 1, in cui il primo elemento di supporto (11) è collegato direttamente e in modo coassiale al perno della ruota (1).
3. 3. Supporto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l'elemento di supporto (11) è connesso alla pinza (10) in modo da essere solidale con essa.
4. 4. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'elemento a supporto è disposto radialmente rispetto al perno (4) della ruota (1).
5. 5. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo elemento di supporto (11) è sostanzialmente conformato a forchetta o a U o V, con le rispettive estremità terminali fissate all'involucro esterno della pinza (10).
6. 6. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'elemento a puntone (12) è conformato a semplice barra articolata sulle proprie rispettive estremità.
7. 7. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'estremità inferiore dell'elemento a puntone (12) è connessa all'involucro esterno della pinza (10) mediante un'articolazione a semplice snodo, in particolare in corrispondenza della faccia superiore dell'involucro della pinza (10), o all'elemento di supporto (11), purché nei pressi dell'involucro della pinza (10), con lo snodo giacente sul piano radiale del disco di freno (9).
8. 8. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'estremità superiore dell'elemento di puntone (12) è articolata a un ponte (6) che, nella forcella (2) connette le porzioni superiori dei foderi (3).
9. 9. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la connessione dell'elemento a puntone (12) alla porzione superiore del fodero (3) sostanzialmente giace sul piano radiale del disco di freno (9), per garantire l'allineamento delle superfici di contatto tra il piano delle pastiglie frenanti e i piani del disco (9).
10. 10. Forcella anteriore (2) di motocicletta che comprende almeno un supporto di assieme pinza-freno di una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti,