ITUB20155653A1

ITUB20155653A1 - Pinza per freno a disco, metodo di fabbricazione di una pinza e molla per pinza

Info

Publication number: ITUB20155653A1
Application number: ITUB2015A005653A
Authority: IT
Inventors: Fabio Scotti; Alessandro Insabato; Andrea Teruzzi; Cristian Crippa
Original assignee: Freni Brembo Spa
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-17
Also published as: DE112016005268T5; US20180328427A1; JP6875396B2; JP2019501339A; CN108291595A; US11994181B2; US11384804B2; CN108291595B; US20220356921A1; WO2017085619A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si colloca nel settore degli impianti di frenatura per veicoli, ed in particolare forma oggetto della presente invenzione una pinza di un freno a disco.

In estrema sintesi, un freno a disco è costituito da un disco solidale in rotazione alla ruota del veicolo e da una pinza fissa, all'interno della quale trova alloggiamento una coppia di pastiglie portanti materiale d'attrito. La pinza porta anche alcuni pistoni che, azionati oleodinamicamente, spingono le pastiglie contro le superfici del disco, ottenendo la frenatura grazie all'azione del materiale d'attrito. Il numero ed il posizionamento relativo dei pistoni influenzano notevolmente l'azione del freno a disco; ad esempio, da questi dipendono fattori importanti quali la rigidezza della pinza, da cui deriva una frenatura più o meno pronta ed immediata, l'omogeneità di consumo del materiale d'attrito, e simili.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una pinza per freno a disco in grado di ottenere una frenatura particolarmente pronta ed immediata.

Tale scopo è raggiunto da una pinza realizzata in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti descrivono varianti di realizzazione. Le caratteristiche ed i vantaggi della pinza secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le tavole allegate, in cui :

la figura 1 mostra una pinza per freno a disco secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 rappresenta una vista in pianta della pinza della figura 1;

la figura 3 illustra una pastiglia impegnata con pistoni della pinza della figura 1;

- la figura 4 rappresenta una vista frontale posteriore della pastiglia con pistoni della figura 3;

la figura 5 mostra uno schema che evidenzia la posizione del baricentro delle porzioni ponte e del baricentro delle aree pistone nella pinza della figura i;

- la figura 6 mostra la distribuzione della pressione in una pastiglia di una pinza secondo la presente invenzione, mentre la figura 7 mostra la distribuzione della pressione in una pastiglia di una pinza secondo l'arte nota;

- la figura 8 rappresenta un'anima a perdere per la realizzazione di un corpo pinza di una pinza secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione;

le figure 9 e 10 rappresentano corpi pinza semilavorati secondo la presente invenzione;

- la figura 11 rappresenta pastiglie accoppiate con molle di ritorno, secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione;

- la figura 12 illustra una sezione delle pastiglie con molle di ritorno della figura 11; e

- le figure 13 e 14 rappresentano la molla di ritorno della figura 11.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 si è complessivamente indicata una pinza per freno a disco secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, destinata ad essere posta a cavallo di un disco ruotabile attorno ad un asse di rotazione Z.

Nel seguito della descrizione si indicherà come ''direzione assiale" o si farà riferimento all'avverbio "assialmente" in riferimento ad una direzione parallela all'asse di rotazione Z del disco, con "direzione radiale" o "radialmente" in riferimento ad una direzione radiale rispetto a detto asse di rotazione e con "direzione circonferenziale" o "circonferenzialmente" in riferimento ad un andamento circonferenziale attorno a detto asse di rotazione. La pinza 1 comprende un corpo pinza 2, solitamente monoblocco, realizzato preferibilmente per fusione in conchiglia.

Il corpo pinza 2 è costituito da:

- una prima porzione laterale 2a e una seconda porzione laterale 2b che, quando la pinza è accoppiata al disco, presentano estensione prevalente lungo la direzione circonferenziale e fiancheggiano le superfici del disco;

- una porzione ponte anteriore 4a e una porzione ponte posteriore 4b, poste alle estremità circonferenziali delle porzioni laterali 2a, 2b e a cavallo del disco; - una porzione assiale superiore 6a, posta a cavallo del disco, che unisce la prima porzione laterale 2a e la seconda porzione laterale 2b, ha estensione prevalentemente assiale ed è posta in posizione intermedia fra la porzione anteriore 4a e la porzione posteriore 4b; e

una porzione circonferenziale superiore 6b, che unisce la porzione anteriore 4a e la porzione posteriore 4b, ha estensione prevalentemente circonferenziale ed è posta in posizione intermedia fra la prima porzione laterale 4a e la seconda porzione laterale 4b.

Le porzioni superiori 6a, 6b si incrociano in una porzione centrale 8, realizzando un corpo a croce costituito da bracci assiali 6a', 6a'' e da bracci circonferenziali 6b', 6b''.

Preferibilmente, ciascun braccio assiale 6a', 6a'' presenta una forma rastremata dalla rispettiva porzione laterale 2a, 2b verso la porzione centrale 8.

All'interno del corpo pinza 2, ed in particolare nelle porzioni laterali 2a, 2b di questo, sono ricavate camere pistone, all'interno delle quali è accolto un rispettivo pistone, azionabile oleodinamicamente tramite olio in pressione alimentato tramite un circuito idraulico, anch'esso prevalentemente ricavato nel corpo pompa.

La pinza 1 comprende inoltre una coppia di pastiglie 20, accolte nel corpo pinza 2, supportate scorrevolmente in modo da consentire uno spostamento assiale sotto l'azione di detti pistoni.

Preferibilmente, la pinza secondo la presente invenzione prevede otto pistoni, operanti a quattro a quattro su una rispettiva pastiglia.

In particolare, la pastiglia 20 è influenzabile da un pistone intermedio distale 22a, da un pistone intermedio prossimale 22b, da un pistone laterale anteriore 24a e da un pistone laterale posteriore 24b.

Individuato l'asse di rotazione Z del disco, i centri di pressione 24a', 24b' dei pistoni laterali 24a, 24b giacciono su una circonferenza immaginaria I centrata sull'asse di rotazione Z, ad una predefinita distanza angolare A, mentre i centri di pressione 22a', 22b' dei pistoni intermedi 22a, 22b sono angolarmente contenuti nella regione angolare individuata da detta distanza angolare A.

Preferibilmente, il centro di pressione 22a' del primo pistone intermedio 22a giace sulla bisettrice B che biseca la regione angolare individuata dalla distanza angolare A, ad una prima distanza radiale Ra dall'asse di rotazione Z; ad esempio, il centro di pressione 22a' del pistone intermedio distale 22a giace su detta circonferenza immaginaria I.

Inoltre, secondo 1'invenzione, il centro di pressione 22b' del pistone intermedio prossimale 22b giace su detta bisettrice B, ad una seconda distanza radiale Rb dall'asse di rotazione Z, minore della prima distanza radiale Ra.

In altre parole, il centro di pressione 22a' del pistone intermedio distale 22a ed il centro di pressione 22b' del pistone intermedio prossimale 22b sono distanziati e allineati radialmente lungo una direzione radiale R.

Rispetto alla pastiglia 20, i centri di pressione 22a', 22b' , 24a', 24b' cadono all'interno del contorno della pastiglia, preferibilmente ai vertici di un rombo immaginario per il quale la diagonale minore è disposta radialmente. Preferibilmente, le intere sezioni dei pistoni 22a, 22b, 24a, 24b cadono all' interno del contorno della pastiglia.

Posizionata la pastiglia 20 nel corpo pompa 2, la porzione centrale 8 del corpo pinza 2 interseca la direzione radiale R dei centri di pressione 22a', 22b' dei pistoni intermedi 22a, 22b, preferibilmente simmetricamente, mentre la porzione ponte anteriore 4a e la porzione ponte posteriore 4b si collocano circonf erenzialmente esternamente ai centri di pressione 24a', 24b' dei pistoni laterali 24a, 24b (figura 5).

Vantaggiosamente, il baricentro della porzione ponte anteriore 4a, della porzione ponte posteriore 4b e della porzione centrale 8 è prossimo al baricentro dei pistoni 22a, 22b, 24a, 24b, così risultando in una pinza particolarmente rigida, ossia in grado di sviluppare una frenatura particolarmente pronta e vigorosa.

Vantaggiosamente, inoltre, durante la frenatura, la distribuzione dei carichi sulla pastiglia risulta particolarmente omogenea (figura 6) rispetto alla distribuzione di una usuale pastiglia dell'arte nota (figura 7). Ciò consente, nella pinza secondo 1'invenzione, di ridurre il consumo anomalo e non uniforme del materiale d'attrito e migliorare l'azione di frenatura.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, nel corso della fusione del corpo pinza secondo la presente invenzione, si utilizza un'anima 30 a perdere, costituita da un corpo anima 31 a crociera, destinato a ottenere nel corpo pinza lo spazio per l'alloggiamento delle pastiglie, dal quale assialmente, da un lato e dall'altro, sporgono le anime camera intermedia 32a, 32b, per la realizzazione delle camere per i pistoni intermedi 22a, 22b, e le anime camera laterale 34a, 34b per la realizzazione delle camere per i pistoni laterali 34a, 34b (figura 8).

Preferibilmente, 1'anima 30 prevede almeno un'anima ramo circuito che collega almeno due anime camera pistone, per la realizzazione di un ramo circuito del circuito di alimentazione dell'olio in pressione.

In particolare, l'anima 30 prevede un'anima ramo prossimale 36 che sporge dall'anima camera pistone prossimale 32b e si estende verso l'anima camera pistone distale 32a e un'anima ramo distale 38 che sporge dall'anima camera pistone distale 32a e si estende verso l'anima camera pistone prossimale 32b. L'anima ramo prossimale 36 e l'anima ramo distale 38 terminano con una rispettiva estremità libera 40, 42, molto ravvicinate fra loro ma separate. In altre parole, l'anima ramo prossimale 36 e l'anima ramo distale 38 sono separate fra loro, anche in punta.

Dalla fusione, dopo l'eliminazione dell'anima 30, si ottiene un corpo pinza semilavorato 50 provvisto, nella porzione laterale 2a, 2b, della camera pistone prossimale 52 e della camera pistone distale 54 per l'alloggiamento, rispettivamente, del pistone intermedio prossimale 22b e del pistone intermedio distale 22a, nonché della camera pistone anteriore 56 e della camera pistone posteriore 58 per l'alloggiamento, rispettivamente, del pistone laterale anteriore 24a e del pistone laterale posteriore 24b (figura 9).

Inoltre, dalla camera pistone prossimale 52 si estende un ramo circuito prossimale 60 verso la camera pistone distale 54 e dalla camera pistone distale 54 si estende un ramo circuito distale 62 verso la camera pistone prossimale 52.

Nella pinza semilavorata 50, il ramo circuito prossimale 60 non intercetta il ramo circuito distale 62, ossia detti rami 60, 62 sono separati, così come lo erano le rispettive anime ramo 36, 38.

La pinza semilavorata 50 è sottoposta ad una lavorazione per asportazione di truciolo, in particolare una prima foratura, per asportare il materiale del corpo pinza che separa il ramo circuito prossimale 60 dal ramo circuito distale 62, ponendoli così in comunicazione (figura 10).

Preferibilmente, inoltre, si esegue una seconda foratura anche per porre in comunicazione la camera pistone anteriore 56 con la camera pistone posteriore 58, preferibilmente contemporaneamente alla prima foratura, lungo uno stesso asse di foratura F.

Si ottiene così un corpo pinza semilavorato e forato 70, nel quale la camera pistone prossimale 52 è collegata alla camera pistone distale 54 tramite il ramo prossimale 60 ed il ramo distale 62 ricavati nel corpo pompa 2, mentre la camera pistone anteriore 56 è collegata alla camera pistone posteriore 58 tramite un condotto di collegamento 72 che intercetta anche il ramo prossimale 60 e/o il ramo distale 62.

Il condotto di collegamento 72 sbocca sulla porzione anteriore 4a con una luce anteriore 74 e sulla porzione posteriore 4b con una luce posteriore 76, destinata ad essere tappata. La luce anteriore 74 di un lato del corpo pinza 2 è invece destinata ad essere collegata alla luce anteriore 74' dell'altro lato del corpo pinza tramite un condotto ponte 78, in genere costituito da un tubicino, applicato esternamente al corpo pompa 2 (figura 1).

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, le pastiglie 20 sono permanentemente influenzate verso la rispettiva posizione di riposo da almeno una molla 80, preferibilmente da una coppia di identiche molle 80, preferibilmente ricavata per piegatura di una lamiera di acciaio opportunamente sagomata.

La pastiglia 20 comprende una piastra di supporto 21, avente una superficie esterna 23 destinata all'azione dei pistoni, ed una opposta superficie interna 25, e materiale d'attrito 27 portato dalla piastra di supporto 21 sulla superficie interna 25.

La piastra di supporto 21 presenta un bordo prossimale 27, in corrispondenza del quale sono ricavati occhielli 29 per il supporto scorrevole della pastiglia 20, fianchi 31, 33, ed un bordo distale 35, al quale è applicata la molla 80.

La molla 80, che opera contemporaneamente su entrambe le pastiglie 20, comprende una striscia centrale 82 che si estende assialmente, quando la molla 80 è applicata al corpo pinza 2, fra le pastiglie 20, a cavallo del disco .

La striscia centrale 82 è ripiegata alle estremità, in modo da formare, per ciascuna estremità, un ricciolo 84, che si estende poi in un piano di battuta 86, destinato ad entrare in contatto con il bordo distale 35 delle pastiglie 20,

La molla 80 comprende inoltre una porzione di aggancio 88 disposta centralmente, comprendente due coppie 90 di alette 92; le due coppie 90 sono disposte affiancate alla striscia 82, in un tratto di questa che forma una rientranza 94.

Innovativamente, la pinza secondo la presente invenzione si presenta particolarmente rigida, e consente pertanto di esercitare una frenatura pronta e vigorosa; tale comportamento è conferito, fra l'altro, dalla disposizione dei pistoni, che determinano un baricentro molto prossimo al baricentro delle sezioni delle porzioni di ponte.

Vantaggiosamente, inoltre, il consumo del materiale d'attrito è omogeneo, così come la distribuzione della pressione sulla fascia di frenatura.

Secondo un ulteriore aspetto vantaggioso, il processo di realizzazione del corpo pinza è molto affidabile, ed in particolare l'esecuzione di una foratura sul corpo pinza semilavorato per la realizzazione del collegamento idraulico fra le camere pistone evita che l'anima presenti porzioni indebolite, che sarebbero facilmente soggette a rottura durante la colata,

E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di sodisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche alla pinza sopra descritta, tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1, Pinza (1) per freno a disco applicabile ad un disco ruotabile attorno ad un asse di rotazione (Z), comprendente: - un corpo pinza (2) costituito da una prima porzione laterale (2a) ed una seconda porzione laterale (2b), aventi estensione prevalente in una direzione circonferenziale, e una porzione ponte anteriore (4a) e una porzione ponte posteriore (4b), circonferenzialmente distanziate e poste a estremità circonferenziali delle porzioni laterali (2a,2b) per unirle; - una coppia di pastiglie (20) munite di materiale d'attrito (27), supportate dal corpo pinza (2) per disporsi da una parte e dall'altra del disco, in maniera scorrevole assialmente; - in ciascuna porzione laterale (2a,2b), un pistone distale (22a) ed un pistone prossimale (22b), supportati dal corpo pinza (2) per influenzare la pastiglia (20), aventi centri di pressione (22a',22b') radialmente distanziati e allineati, ossia posti su una stessa direzione radiale (R).
2. Pinza secondo la rivendicazione 1, comprendente, in ciascuna porzione laterale (2a,2b), un pistone laterale anteriore (24a) e un pistone laterale posteriore (24b), aventi centri di pressione (24a',24b') giacenti su una circonferenza immaginaria (I) centrata sull'asse di rotazione (Z), ad una predefinita distanza angolare (A), e i centri di pressione (22a',22b') dei pistoni prossimale e distale (22a,22b) sono angolarmente contenuti in una regione angolare individuata da detta distanza angolare (A),
3, Pinza secondo la rivendicazione 2, in cui il centro di pressione (22a') del pistone distale (22a) e il centro di pressione (22b') del pistone prossimale (22b) giacciono sulla bisettrice (B) che biseca la regione angolare individuata dalla distanza angolare (A).
4, Pinza secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i centri di pressione (22a',22b',24a',24b') cadono all'interno del contorno periferico della pastiglia (20).
5, Pinza secondo la rivendicazione 2 o 3 o 4, in cui i centri di pressione (22a',22b',24a',24b') cadono ai vertici di un rombo immaginario per il quale la diagonale minore è disposta radialmente.
6, Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui le intere sezioni dei pistoni (22a,22b,24a, 4b) cadono all'interno del contorno periferico della pastiglia.
7. Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo pinza (2) comprende: - una porzione assiale superiore (6a) che unisce la prima porzione laterale (2°) e la seconda porzione laterale (2b), ha estensione prevalentemente assiale ed è posta in posizione intermedia fra la porzione anteriore (4a) e la porzione posteriore (4b); e una porzione circonferenziale superiore (6b), che unisce la porzione anteriore (4a) e la porzione posteriore (4b), ha estensione prevalentemente circonferenziale ed è posta in posizione intermedia fra la prima porzione laterale (4a) e la seconda porzione laterale (4b); in cui le porzioni superiori (6a,6b) si incrociano in una porzione centrale (8), realizzando un corpo a croce costituito da bracci assiali (6a',6a'') e da bracci circonferenziali (6b',6b'').
8. Pinza secondo la rivendicazione 7, in cui ciascun braccio assiale (6a',6a'') presenta una forma rastremata dalla rispettiva porzione laterale (2a,2b) verso la porzione centrale (8).
9. Pinza secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui la porzione centrale (8) del corpo pinza (2) interseca la direzione radiale (R) dei centri di pressione (22a',22b') dei pistoni distale (22a) e prossimale (22b) simmetricamente,
10, Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui la porzione ponte anteriore (4a) e la porzione ponte posteriore (4b) si collocano circonferenzialmente esternamente ai centri di pressione (24a',24b') dei pistoni laterali (24a,24b).
11, Metodo di realizzazione di una pinza (1) per freno a disco, comprendente - la fase di realizzare un corpo pinza semilavorato (50) tramite fusione in conchiglia, in cui detto corpo pinza (2) è provvisto di camere pistone separate; - la fase di eseguire una foratura per mettere in comunicazione almeno due di dette camere pistone.
12, Anima (30) a perdere per la realizzazione tramite fusione in conchiglia di un corpo pinza (2), comprendente: - un corpo anima (31) destinato a ottenere nel corpo pinza lo spazio per l'alloggiamento di pastiglie; anime camera intermedia (32a,32b), sporgenti assialmente dal corpo anima (31) da un lato e dall'altro, per la realizzazione su ciascun lato di una camera pistone prossimale (54) e di una camera pistone distale (56); - un'anima ramo prossimale (36) che sporge dall'anima camera pistone prossimale (32b) e si estende verso l'anima camera pistone distale (32a) e un'anima ramo distale (38) che sporge dall'anima camera pistone distale (32a) e si estende verso l'anima camera pistone prossimale (32b); in cui l'anima ramo prossimale (36) e l'anima ramo distale (38) terminano con una rispettiva estremità libera (40,42) separate fra loro.
13. Molla (80) applicabile al corpo pinza (2) di una pinza (1) per freno a disco, adatta ad influenzare permanentemente pastiglie (20) di detta pinza verso una posizione di riposo.