ITUA20163796A1 - Settore per pista frenante anulare di un freno a disco, relativa pista frenante anulare modulare, elemento di frenata e freno a disco - Google Patents

Description

SETTORE PER PISTA FRENANTE ANULARE DI UN FRENO A DISCO, RELATIVA PISTA FRENANTE ANULARE MODULARE, ELEMENTO DI FRENATA E FRENO A DISCO

CAMPO TECNICO

La presente divulgazione concerne in generale i freni per veicoli e più in particolare un settore per comporre una pista frenante anulare modulare di un freno a disco, una relativa pista frenante anulare realizzata con una pluralità di tali moduli, un elemento di frenata e un freno a disco.

INQUADRAMENTO DELL’INVENZIONE

I freni a disco sono composti da un elemento di frenata avente un pista frenante anulare, da fissare ad una ruota da frenare, e da una pinza che ospita le pastiglie frenanti che vengono schiacciate contro la pista frenante anulare generando una forza di attrito.

Le piste frenanti sono sottoposte a notevoli sbalzi di temperatura durante il lavoro e a conseguenti dilatazioni termiche, per cui si possono verificare rotture radiali che ne pregiudicano la sicurezza ed il funzionamento. Si è cercato di attenuare questo problema realizzando piste frenanti "ad onde" fatte in modo che il diametro esterno potesse allungarsi per dilatazione termica senza incontrare ostacoli, non essendo una circonferenza. In questo modo, durante la fase di riscaldamento la pista può espandersi in senso radiale senza rompersi, perché il profilo ondulato esterno della pista frenante tende a raddrizzarsi.

Tale soluzione nota è stata successivamente migliorata realizzando piste frenanti formate da più settori affiancati. Un elemento di frenata che monta una tale pista frenante a settori è mostrato in figura 1 ed è descritto in dettaglio nella domanda di brevetto italiano MI2005A000280. Esso è sostanzialmente composto da un supporto centrale (13) monoblocco, che nel caso illustrato ha una porzione periferica interna che costituisce il mozzo da infilare sull'asse della ruota, e da una pista frenante anulare (14) sulla quale agiscono le pastiglie.

Nell'esempio di figura 1, la pista frenante anulare (14) è composta da una pluralità di moduli identici (14a) forati giustapposti uno accanto all'altro e fissati al supporto centrale (13) in corrispondenza di una porzione periferica esterna di esso. In alternativa, la pista frenante anulare può anche essere costituita da una corona circolare monoblocco.

In corrispondenza della porzione periferica esterna, il supporto centrale (13) monoblocco ha delle sedi (61) nelle quali infilare dei nottolini (20) per fissare la pista frenante anulare (14) o i settori (14a) di cui è modularmente composta.

Nella soluzione illustrata, la pista frenante anulare è realizzata in più settori giustapposti, in modo che ciascuno di essi sia accostato agli altri lasciando un traferro ("gap") che ne permetta la dilatazione termica in maniera da non creare rilievi.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

La richiedente ha rilevato che i settori per piste frenanti anulari modulari attualmente disponibili sono scomodi da montare, perché i settori tendono a staccarsi gli uni dagli altri fino a quando non vengono saldamente fissati, mediante nottolini o altri elementi di fissaggio, al relativo sostegno dell'elemento di frenata.

Questo problema notato dalla richiedente, è stato risolto realizzando settori appropriatamente sagomati affinché restino agganciati l'uno all'altro come tessere di un puzzle quando la pista frenante anulare è composta, anche quando i settori non sono ancora fissati al sostegno. Inoltre i settori sono progettati in modo da avere profili di mutuo aggancio che non interferiscono con la porzione dei settori destinata a venire in contatto con le pastiglie di un freno a disco.

Più precisamente, oggetto di questa divulgazione è un settore per pista frenante anulare di un freno a disco, avente una porzione radialmente periferica esterna di frizione, destinata a venire in contatto con pastiglie di un freno a disco, e due porzioni radialmente periferiche interne di aggancio, destinate ad essere fissate ad un sostegno per freni a disco, disposte su due estremità opposte del settore in senso tangenziale. Le due estremità opposte delle porzioni interne di aggancio definiscono profili complementari per incastro mediante accoppiamento di forma. Una delle due estremità opposte ha protrusioni e/o recessi che definiscono primi due profili di aggancio rispettivamente di tipo maschio e/o femmina, e l'altra delle due estremità opposte ha recessi e/o protrusioni che definiscono secondi due profili di aggancio rispettivamente di tipo femmina e/o maschio complementari ai primi profili di aggancio, i profili di aggancio complementari essendo definiti in modo che più settori adiacenti giustapposti l'uno all'altro, con tali profili di aggancio, si aggancino reciprocamente per accoppiamento di forma come tessere di un puzzle a formare una pista frenante anulare modulare, e in modo che due settori agganciati non possano sganciarsi l'uno dall'altro muovendoli tangenzialmente alla pista in versi opposti.

Secondo una forma di realizzazione, i profili di aggancio di ciascun settore sono definiti in modo che due settori giustapposti si aggancino con un gioco che permette di accostare le rispettive porzioni periferiche esterne facendone combaciare i bordi spingendo i due settori l'uno contro l'altro tangenzialmente alla pista, e di formare un traferro tra le rispettive porzioni periferiche allontanando i due settori l'uno dall'altro tangenzialmente alla pista.

Secondo una forma di realizzazione, una delle due estremità opposte definisce una porzione del perimetro di una sede circolare per un nottolino o altro elemento di fissaggio, e l'altra delle due estremità opposte definisce l'altra porzione del perimetro della sede circolare, che viene composta quando due settori sono giustapposti ponendo a contatto i due profili complementari.

Secondo una forma di realizzazione, i profili di aggancio di ciascuna di tali estremità opposte sono definiti in zone diametralmente opposte alla porzione del perimetro della sede circolare.

Secondo una forma di realizzazione, in una porzione periferica interna di ciascun settore è presente almeno un foro passante che definisce una sede circolare per un nottolino o altro elemento di fissaggio.

Una pista frenante anulare modulare secondo questa divulgazione è ottenuta giustapponendo una pluralità di settori e agganciandoli l'uno all'altro.

È inoltre divulgato un elemento di frenata per freni a disco, comprendente un supporto avente un mozzo da infilare sull'asse di una ruota, e una pista frenante anulare modulare fissata lungo un perimetro esterno del supporto.

Le rivendicazioni come depositate sono parte integrante di questa divulgazione e sono qui incorporate per espresso riferimento.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 mostra un noto elemento di frenata con pista frenante anulare composta da molteplici settori identici giustapposti e fissati unicamente mediante nottolini ad un supporto centrale.

La figura 2 mostra due settori identici per comporre una pista frenante anulare secondo una forma di realizzazione di questa divulgazione, con protrusioni e recessi definiti al di fuori della porzione sulla quale agiranno le pastiglie di un freno a disco.

La figura 3 mostra i due settori identici della figura 2 giustapposti e agganciati con gioco per formare un traferro tra i bordi contrapposti dei settori.

La figura 4 mostra un elemento di frenata per freni a disco, avente una pista frenante anulare composta da settori identici pieni realizzati secondo un'altra forma di realizzazione di questa divulgazione, montata su un sostegno con razze radiali.

La figura 5 mostra un elemento di frenata per freni a disco, avente una pista frenante anulare forata, composta da settori identici forati analoghi a quelli mostrati in figura 4, montata su un sostegno con razze a forcella.

La figura 6 è una vista in pianta e parzialmente in trasparenza di un elemento di frenata per freni a disco, avente una pista frenante anulare composta da settori identici pieni realizzati secondo ancora un'altra forma di realizzazione di questa divulgazione, montata su un sostegno con razze incrociate.

La figura 7 è una vista in prospettiva di un elemento di frenata per freni a disco, privo di uno dei due telai del sostegno, avente una pista frenante anulare intagliata, composta da settori identici intagliati, di cui uno evidenziato con una tonalità diversa, analoghi a quelli mostrati in figura 6.

La figura 8 mostra un elemento di frenata per freni a disco privo di uno dei due telai del sostegno, avente una pista frenante anulare forata composta da settori identici intagliati, secondo ancora un'altra forma di realizzazione, montata su un sostegno con razze orientate tangenzialmente al mozzo.

La figura 9 è una vista in prospettiva con due telai del sostegno, dell'elemento di frenata per freni a disco della figura 8.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Settori con agganci complementari per comporre piste frenanti anulari di tipo modulare secondo una forma di realizzazione della presente divulgazione sono mostrati nelle figure 2 e 3. Essi hanno una porzione periferica esterna di frizione 1, destinata a venire in contatto con le pastiglie di un freno a disco, e due porzioni periferiche interne di aggancio A e B disposte su due estremità opposte del settore in senso tangenziale. Le due estremità opposte delle porzioni interne di aggancio A e B presentano protrusioni 2A, 2B e/o recessi 3A, 3B che definiscono profili di aggancio rispettivamente di tipo maschio e/o femmina. Le protrusioni 2A, 2B sono complementari ai recessi 3A, 3B interferendo con essi, e sono sagomati per agganciare i settori a due a due per accoppiamento di forma come tessere di un puzzle a comporre una pista frenante anulare modulare.

Come illustrato in figura 3, i profili di aggancio sono configurati in modo che due settori adiacenti agganciati non possano sganciarsi l'uno dall'altro muovendosi in versi opposti in senso tangenziale alla pista frenante. Con tali settori è possibile comporre una pista frenante anulare modulare che mantenga la sua forma anche se i settori non sono fissati ad un sostegno.

Non è indispensabile che i settori che compongono una pista frenante anulare siano perfettamente identici. Per comporre una pista frenante modulare, le porzioni periferiche esterne di frizione 1 di settori agganciabili l'uno all'altro possono anche avere dimensioni e forme diverse, oltre che essere composte di materiali diversi, quali ad esempio acciaio o alluminio. Affinché i settori restino agganciati l'uno all'altro, basta che essi abbiano agganci complementari sulle porzioni periferiche interne di aggancio A e B.

Per semplicità, nel seguito si farà riferimento alla forma di realizzazione in cui la pista frenante anulare è composta da settori identici agganciati a due a due, ma ciò che verrà detto potrà essere facilmente ripetuto mutatis mutandis per settori diversi l'uno dall'altro, anche composti di materiali diversi, ma dotati di agganci complementari in corrispondenza delle estremità opposte delle porzioni periferiche interne.

I profili di aggancio 2A, 2B, 3A, 3B sono preferibilmente definiti in modo da accoppiarsi con un gioco per creare un traferro 4 tra i due settori agganciati in corrispondenza dei bordi affacciati delle porzioni periferiche esterne di frizione 1, in modo da avere una pista frenante anulare con intagli che possa assorbire le dilatazioni derivanti da sbalzi termici che si producono durante il funzionamento.

Opzionalmente, le due estremità opposte A e B definiscono parti 5A, 5B così che, quando due settori sono agganciati, si componga una sede circolare 6 per un nottolino o altro elemento di fissaggio ad un sostegno di un elemento di frenata per freni a disco. In questa configurazione, il sostegno sarà vincolato ai due settori adiacenti a cavallo tra essi e contribuirà ulteriormente a tenerli uniti insieme.

Opzionalmente, i profili di aggancio 2A, 3A e 2B, 3B sono definiti in zone diametralmente opposte rispetto alla sede circolare 6 per contrastare in maniera ancora più efficace eventuali rotazioni dei settori intorno al centro della sede 6.

Come si può immediatamente comprendere, i profili di mutuo aggancio tra settori adiacenti sono protetti contro sbalzi termici che si sviluppano quando le pastiglie di un freno a disco premono contro la pista frenante, perché essi sono definiti nelle porzioni periferiche interne A, B che sono vicinissime, se non addirittura a diretto contatto come nell'esempio delle figure 2 e 3, al supporto sul quale la pista frenante è montata.

Le figure 4, 5, 6, 7 e 8 mostrano settori secondo diverse forme di realizzazione esemplificative di questa divulgazione, agganciati a due a due per formare una pista frenante anulare modulare 7 con traferri 4, com'è tipico nel settore motociclistico, ed eventualmente con fori 8 o intagli 9.

I settori mostrati nelle figure 4 e 5 definiscono le sedi 6 per elementi di fissaggio internamente alle loro porzioni periferiche interne di aggancio A e B. Diversamente dai settori mostrati nelle altre figure, le sedi 6 sono visibili su ciascun settore isolato e non sono formate dall'accostamento di due settori.

Le figure 6 e 7 mostrano settori con profili di aggancio identici, ma con porzioni periferiche esterne rispettivamente piene e con intagli 9. Nella figura 7 un settore è stato rappresentato con una campitura di tonalità diversa per meglio evidenziare la forma dei profili di aggancio.

Le piste frenanti 7 sono montate su un supporto, che ha un mozzo 10 e almeno un telaio 11 che lo circonda. Opzionalmente ma non necessariamente, il supporto può essere dotato anche di un secondo telaio 12, come mostrato in figura 9 con riferimento all'esempio di figura 8, fissato anch'esso al mozzo 10. In questo caso, il sostegno ha una porzione periferica esterna configurata per stringere saldamente a sandwich la pista frenante anulare 7 concentrica a detto mozzo 10, e i due telai 11, 12 sono fissati ad estremità assialmente opposte del mozzo 10 e in modo che il mozzo 10 e la pista frenante anulare 7 li mantengano distanziati tra loro.

Con i settori realizzati secondo la presente divulgazione, è possibile costruire una solida pista frenante indeformabile sul piano frontale e vincolata in senso tangenziale. Ciascuno dei settori si può dilatare indipendentemente dagli altri su tre dei quattro bordi perimetrali, senza mai uscire dal piano assiale dove viene in contatto con le pastiglie freno. Il bordo meno soggetto a dilatazione è quello delle porzioni periferiche interne che sono fissate al sostegno e ne vengono raffreddate per contatto. In questo modo si può realizzare una pista frenante libera da vincoli di movimento relativi al repentino riscaldamento ed al conseguente raffreddamento. Inoltre sarà più semplice costruire la pista frenante, in quanto bisognerà aver cura di realizzare un settore alla volta potendo scartare singoli settori fuori dalle specifiche di costruzione, senza dover rifare la pista frenante intera in caso di imperfezioni localizzate.

I settori di questa divulgazione possono essere fatti in materiali scelti tra leghe di acciaio, ghisa, leghe di alluminio, leghe di rame, leghe di titanio, carbonio, carbon ceramica, ecc..

Elementi di fissaggio per ancorare i settori al sostegno possono essere, ad esempio: rivetti, chiodi ribattuti, viti, nottolini, incastri permanenti o labili. Essi saranno convenientemente fatti di qualsiasi materiale che sia in grado di sopportare le forze alle quali ciascun singolo settore sarà sottoposto durante la frenata, come ad esempio l’acciaio, il rame o l’alluminio.

Gli elementi di frenata di questa divulgazione potranno essere utilizzati per realizzare freni a disco per motociclette, autoveicoli macchine movimento terra, macchine agricole ecc.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Settore per pista frenante anulare (7) di un freno a disco, comprendente: una porzione periferica esterna (1) di frizione, configurata per venire in contatto con pastiglie di un freno a disco, due porzioni periferiche interne (A, B) di aggancio, configurate per essere fissate ad un sostegno di un elemento di frenata per freni a disco, disposte su due estremità opposte del settore in senso tangenziale, le due estremità opposte delle porzioni periferiche interne (A, B) di aggancio definendo profili complementari, caratterizzato dal fatto che una delle due estremità opposte ha protrusioni (2A; 2B) e/o recessi (3A; 3B) che definiscono almeno due primi profili di aggancio rispettivamente di tipo maschio e/o femmina, e l'altra delle due estremità opposte ha recessi (3B; 3A) e/o protrusioni (2B; 2A) che definiscono almeno due secondi profili di aggancio rispettivamente di tipo femmina e/o maschio complementari ai primi profili di aggancio, tutti i profili di aggancio (2A, 2B, 3A, 3B) essendo definiti in modo che settori adiacenti giustapposti con detti profili di aggancio l'uno all'altro si aggancino reciprocamente per accoppiamento di forma in corrispondenza delle rispettive porzioni periferiche interne di aggancio (A, B) come tessere di un puzzle per comporre una pista frenante anulare (7) modulare, e in modo che due di detti settori adiacenti agganciati non possano sganciarsi l'uno dall'altro muovendosi in versi opposti in senso tangenziale alla pista frenante (7).
2. 2. Settore secondo la rivendicazione 1, in cui i profili di aggancio di due settori giustapposti sono definiti in modo da accoppiarsi con un gioco che permette di accostare le rispettive porzioni periferiche esterne (1) facendone combaciare rispettivi bordi laterali spingendo i due settori l'uno contro l'altro tangenzialmente alla pista frenante (7), e di formare un traferro (4) tra i bordi delle rispettive porzioni periferiche esterne (1) allontanando i due settori l'uno dall'altro tangenzialmente alla pista frenante (7).
3. 3. Settore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui una delle due estremità opposte definisce una prima porzione (5A; 5B) del perimetro di una sede circolare (6) per un nottolino o altro elemento di fissaggio, e l'altra delle due estremità opposte (B; A) definisce una seconda porzione (5B; 5A) complementare alla prima (5A; 5B) del perimetro della sede circolare (6), detta sede circolare (6) venendo composta quando due settori uguali sono giustapposti ponendo a contatto i due profili complementari (5A; 5B).
4. 4. Settore secondo la rivendicazione 3, in cui i profili di aggancio di ciascuna di dette estremità opposte (A; B) sono definiti in zone diametralmente opposte alla rispettiva porzione (5A; 5B) del perimetro della sede circolare (6).
5. 5. Settore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui in almeno una porzione periferica interna (A, B) di ciascun settore è presente almeno un foro passante che definisce una sede circolare (6) per un nottolino o altro elemento di fissaggio.
6. 6. Pista frenante anulare (7) modulare, comprendente una pluralità di settori secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5 giustapposti e agganciati l'uno all'altro in corrispondenza di detti primi e secondi profili di aggancio.
7. 7. Elemento di frenata per freni a disco, comprendente: un sostegno (10, 11, 12) avente un mozzo configurato per essere infilato sull'asse di una ruota; e una pista frenante anulare (7) modulare secondo la rivendicazione 6 fissata lungo un perimetro esterno del supporto.
8. 8. Elemento di frenata secondo la rivendicazione 7, in cui detto sostegno (10, 11, 12) comprende inoltre: una porzione periferica esterna configurata per stringere saldamente a sandwich detta pista frenante anulare (7) concentrica a detto mozzo (10); due telai (11; 12) separati fissati ad estremità assialmente opposte del mozzo (10) e configurati in modo che il mozzo (10) e la pista frenante anulare (7) mantengano distanziati tra loro i due telai (11; 12).
9. 9. Freno a disco adatto per ruote di veicoli, in particolare di motociclette, comprendente un elemento di frenata come definito in una delle rivendicazioni 7 e 8.