IT201700021875A1 - Disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento - Google Patents
Disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamentoInfo
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Description
“Disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento”
DESCRIZIONE
[0001]. Campo dell’invenzione
[0002]. Forma oggetto della presente invenzione un disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento.
[0003]. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento che è adatta a cooperare con ganasce, o ceppi, di un freno di stazionamento.
[0004]. Stato della tecnica
[0005]. Come noto, i dischi per freno a disco comprendono una campana da cui si estende una porzione anulare denominata fascia di frenatura destinata a cooperare con pastiglie di una pinza.
[0006]. In alcuni tipi di disco, noti come drum-in-hat, la fascia di frenatura coopera con una pinza freno posta a cavaliere di questa e agente con sue pastiglie su opposte superfici di frenatura per esercitare un’azione di frenatura di servizio, cioè adatta a rallentare o bruscamente frenare un veicolo in movimento, mentre la campana presenta una superficie cilindrica interna su cui cooperano dei ceppi di un freno di stazionamento atti a cooperare con detta superficie cilindrica per esercitare un’ azione di frenatura di stazionamento, cioè una azione che adatta a mantenere il veicolo in posizione quando fermo.
[0007]. Una soluzione di questo tipo è ad esempio nota dal documento US9476469 B2 della Akebono Brake ind.
[0008]. Tuttavia, per semplificare la produzione di dischi freno è altresì noto realizzare la campana in lamiera, leggera e facile da produrre ed accoppiare alla fascia di frenatura, mentre la fascia di frenatura viene realizzata in un materiale resistente al calore che è prodotto dall’azione di frenatura di servizio, permettendo anche repentine decelerazioni del veicolo su cui è montato il disco di freno a disco, senza che questo si deteriori. Ad esempio, è noto realizzare fasce di frenatura in ghisa e sue leghe.
[0009]. Soluzioni di questo tipo sono ad esempio note dai documenti US2014000995 A1, US2014311838 A1, DE102012009659 A1 della Daimler AG ed anche DE4420758 A1, DE4419754 A1 della ITT Automotive Europe GmbH.
[0010]. Queste note soluzioni, tuttavia, proprio perché presentano una campana in lamiera, sono inadatte a realizzare internamente superfici cilindriche per ricevere ceppi di un freno di stazionamento.
[0011]. Infatti, nei dischi di freno a disco di questo tipo la campana, essendo in lamiera sagomata per collegarsi ad un mozzo ed alla fascia di frenatura, risulta inadatta a costituire una superficie cilindrica per ceppi di un freno di stazionamento, sia per la sua intrinseca inaffidabile irregolarità, sia per la sua incapacità di supportare un’azione frenante di stazionamento che per sua natura è di entità elevata e localizzata, cioè permanente per prolungati periodi nella stessa posizione della campana, che essendo in lamiera rischia di deformarsi in forme indesiderate, ad esempio rischia di ovalizzare.
[0012]. Pertanto è fortemente sentita l’esigenza di realizzare un disco di freno a disco con superficie di stazionamento che permetta di utilizzare campane in lamiera.
[0013]. Soluzione
[0014]. Il problema alla base della presente invenzione è quello di proporre un disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento che presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare la suddetta esigenza e, nel contempo, da ovviare agli inconvenienti di cui si è qui sopra lamentato con riferimento alla tecnica nota.
[0015]. Tale problema viene risolto mediante un disco di freno a disco in accordo con la rivendicazione 1 ed un metodo in accordo con la rivendicazione 7.
[0016]. Grazie alle forme di realizzazione del disco di freno a disco rivendicato è possibile soddisfare alle summenzionate esigenze. In particolare, grazie alla soluzione proposta, la forza di stazionamento agisce solo sull’anello di stazionamento. In questo modo la forza premente del ceppo non si scarica radialmente sulla campana in lamiera, rischiando di deformarla, ma resta nell’anello di stazionamento per poi passare alla campana grazie alla sua porzione di collegamento di anello, estesa circonferenzialmente e collegata circonferenzialmente in modo uniforme alla campana, per quindi, attraverso la campana, scaricarsi nel mozzo del veicolo. Infatti, il profilo esterno dell’anello di stazionamento si accoppia al profilo interno della campana e la coppia di stazionamento passa dall’anello di stazionamento alla campana, e quindi al mozzo alla ruota.
[0017]. Figure
[0018]. Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del disco di freno a disco secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:
[0019]. - la figura 1 illustra una vista in prospettiva di un assieme di un disco per freno a disco secondo la presente invenzione a cui sono associate due ganasce o ceppi;
[0020]. - la figura 2 illustra una vista in pianta, dell’assieme di disco per freno a disco di figura 1;
[0021]. – la figura 3 illustra una vista in assonometria a parti separate l’assieme di figura 1;
[0022]. - la figura 4 illustra in vista laterale l’assieme a parti separate di figura 3;
[0023]. - la figura 5 illustra in pianta un disco di freno a disco secondo l’invenzione;
[0024]. - la figura 6 illustra in vista assonometrica il disco di freno a disco di figura 5;
[0025]. - la figura 7 illustra in assonometria a parti separate, il disco di freno a disco di figura 5;
[0026]. - la figura 8 illustra in vista laterale il disco di freno a disco di figura 7;
[0027]. - la figura 9 illustra in una vista assonometrica sezionata lungo un piano comprendente l’asse di rotazione del disco e una direzione radiale, un disco di freno a disco secondo una ulteriore forma di realizzazione.
[0028]. – la figura 10 illustra in vista assonometrica sezionata un anello di stazionamento;
[0029]. – la figura 11 illustra in vista assonometrica l’anello di figura 10;
[0030]. – la figura 12 rappresenta in vista in pianta l’anello di figura 10.
[0031]. Descrizione di alcuni esempi realizzativi preferiti [0032]. In accordo con una forma generale di realizzazione, con 1 si indica un disco di freno a disco con superficie cilindrica di freno di stazionamento adatta a cooperare con ceppi di un freno di stazionamento.
[0033]. Detto disco di freno a disco comprende una fascia di frenatura 5. Detta fascia di frenatura 5 comprende almeno opposte superfici di frenatura 6, 7 ed una porzione di collegamento geometrico di fascia 8 che collega detta fascia di frenatura 5 con una campana 9.
[0034]. Detta campana 9 comprende una piastra di collegamento 10 adatta a collegarla ad un mozzo ruota. Detta campana 9 comprende una porzione anulare di collegamento geometrico di campana 11 di collegamento geometrico della campana 9 alla porzione di collegamento geometrico di fascia 8.
[0035]. Detta fascia di frenatura 5 e detta campana 9 sono tra loro pezzi separati ed accoppiati geometricamente tra loro mediante dette porzioni di collegamento geometrico di fascia 8 e di campana 11 in modo da trasferire l’azione di frenatura esercitata da una pinza di frenatura su dette opposte superfici di frenatura 6, 7 da detta fascia di frenatura 5 a detta campana 9 e quindi a detto mozzo.
[0036]. In accordo con un a forma di realizzazione, la campana 9 o la fascia di frenatura 5 comprendono risalti di blocco assiale 16 che bloccano la fascia di frenatura 5 in direzione assiale A-A alla campana 9.
[0037]. Detta campana 9 comprende una superficie di collegamento di campana 12 disposta opposta a detta fascia di frenatura 5.
[0038]. Vantaggiosamente, detto disco di freno a disco 1 comprende un anello di stazionamento 13.
[0039]. Detto anello di stazionamento 13 comprende radialmente internamente, cioè in direzione radiale rivolta all’asse di rotazione del disco di freno a disco 1, una porzione interna di anello 14, delimitata radialmente internamente da detta superficie cilindrica di freno di stazionamento 2.
[0040]. Detta porzione interna di anello 14 comprende inoltre radialmente esternamente, cioè rivolta al verso opposto rispetto all’asse di rotazione del disco di freno a disco 1, una porzione di collegamento di anello 15.
[0041]. Detto anello di stazionamento 13 è in pezzo separato da detta campana 9 e detta fascia di frenatura 5.
[0042]. Detta porzione di collegamento di anello 15 è accoppiata con detta superficie di collegamento di campana 12 per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi 3, 4 contro la superficie cilindrica di freno di stazionamento 2 a detta campana 9 e quindi al mozzo del veicolo.
[0043]. In accordo con una forma di realizzazione, detta campana 9 comprende una superficie di collegamento geometrico di campana 12 opposta a detta fascia di frenatura (5).
[0044]. In questa forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 comprende radialmente esternamente una porzione di collegamento geometrico di anello 15.
[0045]. Detta porzione di collegamento geometrico di anello 15 è accoppiata geometricamente con detta superficie di collegamento geometrico di campana 12 per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi 3, 4 sulla superficie cilindrica di freno di stazionamento 2 a detta campana 9 e quindi al mozzo.
[0046]. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 presenta una sezione trasversale, o sezione in un piano comprendente una direzione radiale R-R ed una direzione assiale parallela all’asse di rotazione A-A, sagomata ad “I”, in modo che detta porzione di collegamento di anello 15 sia collegata a detta porzione interna di anello 14 tramite una porzione di collo di anello 16 di estensione in direzione assiale A-A inferiore alla estensione in direzione assiale A-A di detta porzione di collegamento geometrico di anello 15 ed anche alla estensione in direzione assiale A-A di detta porzione interna di anello 14.
[0047]. In accordo con una forma di realizzazione, detta campana 9 comprende una superficie di collegamento geometrico di campana 12 opposta a detta fascia di frenatura 5 che forma un accoppiamento sostanzialmente uniformemente distribuito circonferenzialmente.
[0048]. In questa forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 comprende radialmente esternamente una porzione di collegamento geometrico di anello 15 che forma un accoppiamento sostanzialmente uniformemente distribuito circonferenzialmente.
[0049]. Detta porzione di collegamento geometrico di anello 15 è accoppiata geometricamente con detta superficie di collegamento geometrico di campana 12 per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi 3, 4 sulla superficie cilindrica di freno di stazionamento 2 a detta campana 9 e quindi al mozzo.
[0050]. In accordo con una forma di realizzazione, dette porzioni di collegamento geometrico di fascia 8 e di campana 11 realizzano un accoppiamento geometrico di forma che vincola detta fascia di frenatura 5 a detta campana 9 almeno nelle direzioni radiale R-R e tangenziale T-T al disco di frenatura 1.
[0051]. In accordo con una forma di realizzazione, detta porzione di collegamento geometrico di anello 15 e detta superficie di collegamento geometrico di campana 12 realizzano un accoppiamento geometrico di forma che vincola detto anello di stazionamento 13 a detta campana 9 almeno nelle direzioni radiale R-R e tangenziale T-T al disco di frenatura 1.
[0052]. In accordo con una forma di realizzazione, dette porzioni di collegamento geometrico di fascia 8 e di campana 11 realizzano una coppia di dentature radiali tra loro ingranate.
[0053]. In accordo con una forma di realizzazione, detta porzione di collegamento geometrico di anello 15 e detta superficie di collegamento geometrico di campana 12 realizzano una coppia di dentature radiali tra loro ingranate.
[0054]. In accordo con una forma di realizzazione, detta campana 9 è in lamiera, ad esempio una lamiera in acciaio, di spessore costante e sagomata almeno a formare detta porzione di collegamento di campana 11 e detta superficie di collegamento di campana 12.
[0055]. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 è in uno dei seguenti materiali: acciaio oppure ghisa oppure alluminio oppure plastica oppure zama.
[0056]. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 è ottenuto per sinterizzazione oppure fusione oppure forgiatura oppure stampaggio oppure fabbricazione additiva.
[0057]. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 è bloccato a detta campana 9 mediante una saldatura oppure punti disgiunti di saldatura oppure punti disgiunti di saldatura uniformemente distribuiti circonferenzialmente oppure per rivettatura della porzione di collegamento di anello 15 alla superficie di collegamento di campana 12 oppure per interferenza, deformando radialmente detta porzione di collegamento di anello 15 contro detta superficie di collegamento di campana 12 oppure per incollaggio.
[0058]. In accordo con una forma di realizzazione, detta campana 9 è ottenuta per imbutitura di una lamiera e, almeno la sua porzione anulare di collegamento di campana 11 è ottenuta per deformazione radiale.
[0059]. In accordo con una forma di realizzazione, detta fascia di frenatura 5 è ottenuta per fusione.
[0060]. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di stazionamento 13 è ottenuto per stampaggio oppure per sinterizzazione oppure forgiatura e detta superficie cilindrica di freno di stazionamento 2 per asportazione di truciolo, ad esempio per tornitura, formando una superficie 2 sostanzialmente coassiale all’asse di rotazione del disco di freno a disco 1.
[0061]. Di seguito verrà descritto un metodo di montaggio di un disco di freno a disco 1.
[0062]. Detto metodo comprende almeno le fasi di:
[0063]. - provvedere una fascia di frenatura 5, una campana (9) ed un anello di stazionamento 13 come descritti in una qualsiasi delle forme di realizzazioni riportate precedentemente;
[0064]. - accoppiare detta campana 9 a detta fascia di frenatura 5, accoppiando tra loro dette porzioni di collegamento di fascia 8 e di campana 11;
[0065]. - accoppiare detto anello di stazionamento 13 a detta campana 9 accoppiando detta porzione di collegamento di anello 15 con detta superficie di collegamento di campana 12.
[0066]. In accordo con un alternativo metodo, detta fase di accoppiamento dell’anello di stazionamento 13 alla campana 9 avviene prima della detta fase di accoppiamento della fascia di frenatura 5 alla campana 9.
[0067]. In accordo con un alternativo metodo, detta fase di accoppiamento della fascia di frenatura 5 alla campana 9 avviene almeno comprendendo la fase di deformare radialmente detta campana 9 contro detta fascia di frenatura 5 in modo che detta porzione di collegamento di campana 11 ricalchi detta porzione di collegamento di fascia 8.
[0068]. La presente invenzione si riferisce altresì ad un freno di servizio e di stazionamento comprendente un disco di freno a disco 1 come descritto in una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra riportate.
[0069]. Alla soluzione preferita di realizzazione del disco sopra descritta, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.
RIFERIMENTI
1 Disco di freno a disco
2 superficie cilindrica di freno di stazionamento
3 ceppo
4 ceppo
5 fascia di frenatura
6 prima delle opposte superfici di frenatura
7 seconda delle opposte superfici di frenatura
8 porzione di collegamento geometrico di fascia
9 campana
10 piastra di collegamento
11 porzione anulare di collegamento geometrico di campana 12 superficie di collegamento geometrico di campana 13 anello di stazionamento
14 porzione interna di anello
15 porzione di collegamento geometrico di anello
16 risalti di blocco assiale
A-A Asse di rotazione
R-R direzione radiale ortogonale all'asse A-A
T-T direzione circonferenziale ortogonale a A-A e R-R
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Disco di freno a disco (1) con superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) adatta a cooperare con ceppi (3, 4) di un freno di stazionamento, in cui detto disco di freno a disco comprende: - una fascia di frenatura (5) comprendendo opposte superfici di frenatura (6, 7) ed una porzione di collegamento geometrico di fascia (8) di collegamento della fascia di frenatura (5) con una campana (9); - detta campana (9) comprendendo una piastra di collegamento (10) con un mozzo ruota ed una porzione anulare di collegamento geometrico di campana (11) di collegamento geometrico della campana (9) alla porzione di collegamento geometrico di fascia (8); - detta fascia di frenatura (5) e detta campana (9) essendo tra loro pezzi separati ed accoppiati geometricamente tra loro mediante dette porzioni di collegamento geometrico di fascia (8) e di campana (11) in modo da trasferire l’azione di frenatura esercitata da una pinza di frenatura su dette opposte superfici di frenatura (6, 7) da detta fascia di frenatura (5) a detta campana (9) e quindi a detto mozzo; - detta campana (9) comprendendo una superficie di collegamento di campana (12) opposta a detta fascia di frenatura (5); caratterizzato dal fatto che - detto disco di freno a disco (1) comprende un anello di stazionamento (13) comprendente radialmente internamente una porzione interna di anello (14) delimitata internamente da detta superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) e radialmente esternamente una porzione di collegamento di anello (15); - detto anello di stazionamento (13) essendo in pezzo separato da detta campana (9) e detta fascia di frenatura (5); - detta porzione di collegamento di anello (15) essendo accoppiata con detta superficie di collegamento di campana (12) per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi (3, 4) sulla superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) a detta campana (9) e quindi al mozzo.
- 2. Disco di freno a disco (1) secondo la rivendicazione 1, in cui: - detta campana (9) comprende una superficie di collegamento geometrico di campana (12) opposta a detta fascia di frenatura (5); - detto anello di stazionamento (13) comprende radialmente esternamente una porzione di collegamento geometrico di anello (15); - detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) è accoppiata geometricamente con detta superficie di collegamento geometrico di campana (12) per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi (3, 4) sulla superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) a detta campana (9) e quindi al mozzo; e/o in cui - detto anello di stazionamento (13) presenta una sezione trasversale, o sezione in un piano comprendente una direzione radiale (R-R) ed una direzione assiale (A-A), sagomata ad “I”, in modo che detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) sia collegata a detta porzione interna di anello (14) tramite una porzione di collo di anello (16) di estensione in direzione assiale (A-A) inferiore sia alla estensione in direzione assiale (A-A) di detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) sia alla estensione in direzione assiale (A-A) di detta porzione interna di anello (14); e/o in cui - detta campana (9) comprende una superficie di collegamento geometrico di campana (12) opposta a detta fascia di frenatura (5) che forma un accoppiamento sostanzialmente uniformemente distribuito circonferenzialmente; - detto anello di stazionamento (13) comprende radialmente esternamente una porzione di collegamento geometrico di anello (15) che forma un accoppiamento sostanzialmente uniformemente distribuito circonferenzialmente; - detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) è accoppiata geometricamente con detta superficie di collegamento geometrico di campana (12) per trasferire l’azione di frenatura di stazionamento esercitata dai ceppi (3, 4) sulla superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) a detta campana (9) e quindi al mozzo.
- 3. Disco di freno a disco (1) secondo la rivendicazione 2, in cui: - dette porzioni di collegamento geometrico di fascia (8) e di campana (11) realizzano un accoppiamento geometrico di forma che vincola detta fascia di frenatura (5) a detta campana (9) almeno nelle direzioni radiale (R-R) e tangenziale (T-T) al disco di frenatura (1); ed in cui - detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) e detta superficie di collegamento geometrico di campana (12) realizzano un accoppiamento geometrico di forma che vincola detto anello di stazionamento (13) a detta campana (9) almeno nelle direzioni radiale (R-R) e tangenziale (T-T) al disco di frenatura (1); e/o in cui - dette porzioni di collegamento geometrico di fascia (8) e di campana (11) realizzano una coppia di dentature radiali tra loro ingranate; ed in cui - detta porzione di collegamento geometrico di anello (15) e detta superficie di collegamento geometrico di campana (12) realizzano una coppia di dentature radiali tra loro ingranate.
- 4. Disco di freno a disco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: - detta campana (9) è in lamiera di spessore costante e sagomata almeno a formare detta porzione di collegamento di campana (11) e detta superficie di collegamento di campana (12); e in cui - detto anello di stazionamento (13) è in uno dei seguenti materiali: acciaio oppure ghisa oppure alluminio oppure plastica oppure zama; e/o in cui - detto anello di stazionamento (13) è ottenuto per sinterizzazione oppure fusione oppure forgiatura oppure stampaggio oppure fabbricazione additiva.
- 5. Disco di freno a disco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: - detto anello di stazionamento (13) è bloccato a detta campana (9) mediante una saldatura oppure punti disgiunti di saldatura oppure per rivettatura della porzione di collegamento di anello (15) alla superficie di collegamento di campana (12) oppure per interferenza deformando radialmente detta porzione di collegamento di anello (15) contro detta superficie di collegamento di campana (12) oppure per incollaggio.
- 6. Disco di freno a disco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: - detta campana (9) è ottenuta per imbutitura di una lamiera e, almeno la sua porzione anulare di collegamento di campana (11) è ottenuta per deformazione radiale; e/o in cui - detta fascia di frenatura (5) è ottenuta per fusione; e/o in cui - detto anello di stazionamento (13) è ottenuto per stampaggio oppure per sinterizzazione oppure forgiatura e detta superficie cilindrica di freno di stazionamento (2) per asportazione di truciolo formando una superficie (2) sostanzialmente coassiale all’asse di rotazione del disco di freno a disco (1).
- 7. Metodo di montaggio di un disco di freno a disco (1) comprendente le fasi di: - provvedere una fascia di frenatura (5), una campana (9) ed un anello di stazionamento (13) come definiti in rivendicazione 1; - accoppiare detta campana (9) a detta fascia di frenatura (5) accoppiando tra loro dette porzioni di collegamento di fascia (8) e di campana (11); - accoppiare detto anello di stazionamento (13) a detta campana (9) accoppiando detta porzione di collegamento di anello (15) con detta superficie di collegamento di campana (12).
- 8. Metodo di montaggio di un disco di freno a disco (1) secondo la rivendicazione 7, in cui: - detta fase di accoppiamento dell’anello di stazionamento (13) alla campana (9) avviene prima della detta fase di accoppiamento della fascia di frenatura (5) alla campana (9).
- 9. Metodo di montaggio di un disco di freno a disco (1) secondo la rivendicazione 7, in cui: - detta fase di accoppiamento della fascia di frenatura (5) alla campana (9) avviene deformando radialmente detta campana (9) contro detta fascia di frenatura (5) in modo che detta porzione di collegamento di campana (11) ricalchi detta porzione di collegamento di fascia (8).
- 10. Freno di servizio e di stazionamento comprendente un disco di freno a disco (1) come definito in rivendicazione 1.
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