ITMI20092300A1 - Pinza per freno a disco con dispositivo di arretramento dei pistoni - Google Patents

Pinza per freno a disco con dispositivo di arretramento dei pistoni Download PDF

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ITMI20092300A1
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IT
Italy
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piston
seat
gasket
caliper
annular
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Application number
IT002300A
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Inventor
Raffaello Cornolti
Luca Gelfi
Alberto Previtali
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Freni Brembo Spa
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Priority to PCT/IB2010/056061 priority patent/WO2011077410A1/en
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D2125/06—Pistons
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Description

DESCRIZIONE
"Pinza per freno a disco con dispositivo di arretramento dei pistoni"
[0001] La presente invenzione si riferisce ad una pinza per freno a disco del tipo comprendente un corpo posto a cavaliere di un disco freno con un dispositivo di arretramento dei pistoni operanti in detta pinza freno. Detto disco comprende un asse di rotazione e superfici opposte d’attrito. Pastiglie sono accolte in detto corpo pinza in modo da poter scorrere in direzione assiale al disco per agire rispettivamente sulle superfici opposte d’attrito. Detto corpo pinza comprende inoltre almeno una sede adatta ad accogliere a tenuta un pistone, a sua volta adatto ad influenzare almeno una di dette pastiglie contro le superfici d’attrito del disco, quando detto pistone à ̈ sollecitato verso dette pastiglie da un fluido freni in pressione.
[0002] In particolare, il dispositivo di arretramento del pistone permette di far rientrare di una quantità prefissata il pistone all’interno della sede del corpo pinza in seguito al cessare della sollecitazione su questo esercitata dal fluido freni, evitando che le pastiglie esercitino una residua azione di frenatura non voluta, o coppia di frenatura residua, sul disco anche quando non viene applicata pressione nell’impianto frenante che viene comandato dal conducente del veicolo.
[0003] Da JP10292834, US6044936, US4387901, US3421604, US3377076 ed EP0092896 A1 à ̈ noto utilizzare una guarnizione agente sul pistone come elemento di arretramento di quest’ultimo.
[0004] Questa guarnizione à ̈ accolta in una sede della superficie della sede pistone o cilindro ed agisce a pressione sul pistone in modo da potersi deformare nella direzione di movimentazione del pistone rimanendo con una superficie a contatto del pistone mentre questo si sposta sollecitato dal fluido freni in pressione. Al cessare della sollecitazione del fluido freni sul pistone, la guarnizione deformata elasticamente ed assialmente dal pistone, ritorna alla sua forma originale trascinando il pistone all’interno del cilindro.
[0005] Nel caso in cui la pastiglia influenzata dal pistone si usuri durante l’azione di frenatura oltre il limite di deformazione della guarnizione, il pistone inizia a scorrere rispetto alla guarnizione deformata compensando l’entità dell’usura della pastiglia. Terminata l’azione di frenatura il pistone viene richiamato dalla guarnizione della sola entità proporzionale alla sua deformazione.
[0006] Questi noti dispositivi di arretramento del pistone, anche se soddisfacenti sotto molti punti di vista, presentano un’intrinseca variabilità di funzionamento legata al fatto che la guarnizione esercita il duplice funzionamento di tenuta tra cilindro e pistone e di elemento elastico per l’arretramento del pistone. L’arretramento elastico à ̈ così disturbato dalla pressione del fluido freni agente sul pistone in maniera tale che l’arretramento non possa essere considerato costante nel corso del tempo. Inoltre la vicinanza della guarnizione alla fonte di calore che à ̈ dato dall’attrito tra disco e pastiglia causa un innalzamento indesiderato della temperatura del fluido freni con conseguente possibile formazione di bolle di vapore nel fluido. L’elevata temperatura può inoltre causare un veloce decadimento delle caratteristiche fisiche del materiale costituente la guarnizione portando anche in questo caso a un’elevata variabilità di funzionamento del dispositivo di arretramento del pistone.
[0007] Da WO07057929 à ̈ noto utilizzare mezzi elastici agenti tra due componenti costituenti il pistone per determinarne l’arretramento.
[0008] Il dispositivo include un pistone comprendente un corpo pistone ed una bussola coassiale a detto corpo pistone, un elemento raschiatore accolto in una sede prevista nel corpo pinza in modo da agire a pressione contro la superficie della bussola, mezzi elastici previsti tra detta bussola e detto corpo pistone. Quando il pistone à ̈ sollecitato in fuoriuscita dalla sua sede, si determina l’impaccamento dei mezzi elastici. Quando la pressione del fluido freni cessa, i mezzi elastici portano il corpo pistone in una posizione di battuta contro la bussola determinando in questo modo l’arretramento del pistone di una quantità predeterminata.
[0009] Questo noto dispositivo di arretramento del pistone presenta una maggior complessità costruttiva per la presenza di più pezzi costituenti il pistone e conseguentemente un assemblaggio più gravoso.
[0010] Il documento WO00169102 mostra un dispositivo di arretramento del pistone simile al precedente WO07057929 in cui le sedi delle guarnizioni agenti sul cilindro sono ricavate nel pistone. Anche in questo caso la complessità del dispositivo determina una laboriosa lavorazione degli elementi costituenti il pistone nonché un complesso assemblaggio.
[0011] Scopo della presente invenzione à ̈ proporre una pinza per freno a disco con dispositivo di arretramento dei pistoni capace di superare gli inconvenienti della tecnica nota ed in particolare di ottenere un dispositivo che permetta l’arretramento preciso e ripetibile dei pistoni e che sia al contempo di semplice realizzazione e montaggio.
[0012] Questo scopo à ̈ raggiunto da un dispositivo di arretramento di un pistone per pinza freno come descritto nella rivendicazione 1.
[0013] In accordo con una forma generale di realizzazione, una pinza per freno a disco comprende un corpo pinza che à ̈ posto a cavaliere di un disco freno.
[0014] Questo disco freno presenta un asse di rotazione che definisce una direzione assiale. Il disco freno à ̈ munito di superfici di attrito tra loro opposte su cui agiscono pastiglie accolte nella pinza in modo da poter scorrere sostanzialmente in direzione assiale. Detto corpo pinza comprende almeno una sede pistone che à ̈ adatta ad accogliere un pistone munito di una superficie laterale che coopera con la sede pistone in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in pressione in fuoriuscita da detta sede pistone per influenzare almeno una di dette pastiglie contro una di dette superfici di attrito del disco freno.
[0015] Vantaggiosamente, detto pistone presenta un corpo pistone di forma sostanzialmente cilindrica presentante un asse di simmetria, o asse di spinta, che à ̈ sostanzialmente disposto parallelo all’asse di rotazione del disco. Detto corpo pistone presenta altresì una direzione radiale disposta perpendicolare a detto asse di spinta.
[0016] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone à ̈ realizzato in pezzo unico o, in altre parole, in un sol pezzo, ad esempio perché à ̈ ottenuto per lavorazione di asportazione di truciolo da una barra o à ̈ ottenuto con un’unica fusione successivamente lavorato per asportazione di truciolo o anche à ̈ ottenuto per forgiatura o imbutitura. In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone à ̈ altresì realizzato da più parti che però vengono assemblate e fissate tra loro in modo inamovibile.
[0017] Preferibilmente, detto corpo pistone presenta un fondo adatto ad affacciarsi al fondo della sede pistone realizzato nel corpo pinza ed adatto a ricevere la spinta del fluido freni.
[0018] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone presenta altresì una parete cilindrica che si aggetta da detto fondo verso l’almeno una pastiglia.
[0019] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone presenta una prima sede anulare realizzata in detta parete cilindrica in una sua posizione che la vede almeno parzialmente sovrapposta in direzione radiale alla parete di fondo del pistone. Detta prima sede anulare accoglie una guarnizione che agisce tra detto pistone e la sua sede pistone, in modo da realizzare una tenuta fluidica adatta ad impedire la fuoriuscita del fluido freni dal corpo pinza.
[0020] In accordo con una forma di realizzazione, detta guarnizione à ̈ accolta in detta prima sede anulare in modo tale che gli sia impedita sostanzialmente ogni deformazione in direzione parallela all’asse di spinta durante il funzionamento del pistone, tra pistone e sede pistone.
[0021] In accordo con una forma di realizzazione, la prima guarnizione à ̈ accolta in detta prima sede in modo che le sia impedita ogni rilevante deformazione assiale o deformazione elastica in direzione dell’asse di spinta, evitando che possa esercitare un contributo sostanzialmente rilevante al roll-back o richiamo elastico del pistone all’interno della sede pistone.
[0022] In accordo con una forma di realizzazione detto corpo pistone presenta altresì una seconda sede anulare che à ̈ disposta in detta parete cilindrica. Questa seconda sede anulare risulta distinta dalla prima sede anulare ed à ̈ disposta dalla parte opposta al fondo del pistone rispetto a detta prima sede anulare.
[0023] In accordo con una forma di realizzazione, questa seconda sede anulare accoglie una seconda guarnizione.
[0024] Vantaggiosamente, questa seconda sede anulare presenta una forma adatta a permettere una deformazione elastica controllata di detta seconda guarnizione. In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare presenta una forma adatta a permettere una deformazione elastica controllata della seconda guarnizione in una direzione parallela all’asse di spinta.
[0025] Vantaggiosamente, detta seconda sede anulare accoglie la guarnizione in modo che questa possa agire a pressione tra il pistone e la sede pistone, e le sia permessa una deformazione elastica in direzione dell’asse di spinta per adattarsi alla forma di detta seconda sede anulare durante il movimento relativo del pistone rispetto alla sede pistone, ed in modo tale che si precarichi elasticamente per richiamare il pistone all’interno della sede pistone di un’entità prestabilita o rollback al cessare dell’azione frenante.
[0026] Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del dispositivo secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:
[0027] la figura 1 rappresenta una vista in proiezione ortogonale, guardando verso l’asse del disco, di una pinza freno;
[0028] la figura 2 rappresenta una vista in assonometria della pinza freno di figura 1;
[0029] la figura 3 rappresenta una sezione lungo la linea III-III della pinza freno di figura 1;
[0030] la figura 4 rappresenta il particolare in sezione di un dispositivo a cilindro e pistone della pinza freno indicato con il riferimento IV in figura 3;
[0031] la figura 5 rappresenta una sezione lungo la linea III-III della pinza freno di figura 1 in cui il pistone à ̈ rappresentato in una differente condizione di funzionamento rispetto alla figura 3;
[0032] la figura 6 rappresenta il particolare in sezione di un dispositivo a cilindro e pistone di una pinza freno indicato con VI in figura 5;
[0033] la figura 7 rappresenta una sezione di un pistone secondo la linea VII-VII di figura 9;
[0034] la figura 8 rappresenta una vista radiale del pistone di figura 7;
[0035] la figura 9 rappresenta una vista dal fondo del pistone di figura 7;
[0036] la figura 10 rappresenta una vista in assonometria a parti separate di un pistone per pinza freno;
[0037] la figura 11 rappresenta una vista ortogonale in sezione lungo un piano passante per l’asse di spinta del pistone del pistone di figura 10;
[0038] la figura 12a rappresenta una vista in assonometria a parti separate di un pistone per pinza freno in una ulteriore forma di realizzazione;
[0039] la figura 12b rappresenta una vista ortogonale in sezione lungo un piano passante per l’asse di spinta del pistone del pistone di figura 12;
[0040] la figura 12c rappresenta una vista in assonometria a parti separate di un pistone per pinza freno in un’ancora ulteriore forma di realizzazione;
[0041] la figura 13 illustra una vista in assonometria a parti separate di un pistone secondo un’ancora ulteriore forma di realizzazione;
[0042] la figura 14 illustra in sezione ortogonale secondo l’asse di spinta il pistone a parti separate di figura 13;
[0043] la figura 15a illustra un grafico che riporta l’andamento del richiamo del pistone all’interno della sede pistone, o roll-back, in funzione del tempo in cinque cicli di frenatura;
[0044] la figura 15b illustra un grafico che riporta l’andamento del richiamo del pistone all’interno della sede pistone, o roll-back, in funzione del tempo in cinque cicli di frenatura in cui il rollback à ̈ stato predefinito di entità 10 volte più piccola rispetto alla figura 15a;
[0045] la figura 16 illustra un grafico che riporta il confronto tra una soluzione di pistone dell’arte nota con una soluzione di pistone come qui descritta, in cui il grafico riporta la corsa del pedale del freno di un veicolo in funzione della coppia frenante esercitata dal freno a pari delle altre condizioni.
[0046] Di seguito si farà riferimento a “direzione assiale†o “direzione di spinta†per indicare una direzione sostanzialmente parallela all’asse di rotazione dell’associabile disco freno; ad “asse di spinta†per indicare un asse sostanzialmente parallelo all’asse di rotazione dell’associabile disco; a “direzione radiale†per indicare una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse di rotazione del disco freno; a “estrazione†o “avanzamento†o “fuoriuscita†per indicare il verso della direzione del percorso del pistone in uscita dalla sua sede prevista nel corpo pinza; ad “arretramento†o “richiamo†o “ritorno†o “roll back†per indicare il verso della direzione del percorso del pistone in entrata nella sua sede prevista nel corpo pinza; a “knock back†per indicare il verso della direzione del percorso del pistone in uscita dalla sua sede prevista nel corpo pinza per un effetto di un dispositivo che esercita un’azione diversa da quella del fluido freni; a “spigolo†per indicare il luogo di unione di due facce di un solido.
[0047] In accordo con una forma generale di realizzazione di una pinza freno con un dispositivo di arretramento dei pistoni, la pinza freno 1 comprende un corpo pinza 2 posto a cavaliere di un disco freno 3 avente un asse di rotazione X-X e superfici contrapposte d’attrito 4, 5. La pinza freno 1 accoglie pastiglie 6, 7 nel corpo pinza 2 in modo da permettere un loro scorrimento in direzione assiale X-X al disco freno 3 ed una loro azione su dette superfici contrapposte d’attrito 4, 5.
[0048] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pinza 2 comprende almeno una sede pistone 8 adatta ad accogliere un pistone 9 munito di una superficie laterale 10 adatta a scorrere in detta sede pistone 8 in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in pressione in fuoriuscita da detta sede per influenzare almeno una di dette pastiglie 6, 7 contro una di dette superfici d’attrito 4, 5 del disco freno 3.
[0049] In accordo con una forma di realizzazione, detto pistone 9 presenta un corpo pistone 11 di forma sostanzialmente cilindrica avente un asse di spinta T-T sostanzialmente parallelo all’asse di rotazione X-X del disco e avente una direzione radiale R-R perpendicolare a detto asse di spinta T-T.
[0050] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone 11 di detto pistone à ̈ un pezzo unico.
[0051] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone presenta un fondo 12 ed una parete cilindrica 13.
[0052] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone 11 presenta una prima sede 14 anulare realizzata in detta parete cilindrica 13 ed almeno parzialmente sovrapposta radialmente a detto fondo 12.
[0053] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima sede 14 anulare accoglie una prima guarnizione 15 che agisce tra detto pistone 9 e detta sede pistone 8 in modo da realizzare una tenuta fluidica che permette la messa in pressione del fluido, impedendo inoltre la fuoriuscita del fluido freni.
[0054] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 à ̈ accolta in detta prima sede 14 anulare in modo che le sia sostanzialmente impedita ogni deformazione in direzione parallela all’asse di spinta T-T durante il funzionamento del pistone, tra pistone e sede pistone.
[0055] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone 11 presenta una seconda sede 16 anulare disposta in detta parete cilindrica 13.
[0056] Vantaggiosamente, detta seconda sede 16 à ̈ distinta da detta prima sede 14 ed à ̈ disposta dalla parte opposta al fondo 12 rispetto a detta prima sede 14. In altre parole, detta seconda sede 16 à ̈ disposta più vicino alle pastiglie di detta prima sede 14.
[0057] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede 14 anulare accoglie una seconda guarnizione 17 e presenta una forma adatta ad una deformazione elastica controllata di detta guarnizione 17.
[0058] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda guarnizione 17 agisce tra detto pistone 9 e detta sede pistone 8 ed à ̈ adatta a deformarsi elasticamente in direzione dell’asse di spinta T-T, adattandosi alla forma di detta seconda sede 14 anulare durante il movimento relativo del pistone 9 rispetto alla sede pistone 8 in modo da precaricarsi elasticamente e richiamare il pistone 9 all’interno della sede pistone 8 di un’entità prestabilita, o roll back RB, al cessare dell’azione frenante.
[0059] In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone 9 comprende una porzione internamente cava 18. In accordo con una forma di realizzazione, detto corpo pistone presenta una forma sostanzialmente a bicchiere che delimita una cavità interna. Vantaggiosamente, detta porzione internamente cava 18 presenta dimensioni trasversali all’asse di spinta T-T crescenti a partire da detto fondo 12.
[0060] In accordo con una forma di realizzazione, detta porzione cava 18 à ̈ preferibilmente composta da due tratti 19, 20 di cui un primo tratto 19 à ̈ disposto vicino al fondo 12 ed à ̈ di dimensioni, valutate trasversalmente all’asse di spinta T-T, minori rispetto alla dimensione, valutata trasversalmente all’asse di spinta T-T, del secondo tratto 20.
[0061] In accordo con una forma di realizzazione, detta parete cilindrica 13 presenta uno spessore 21 radiale sostanzialmente costante.
[0062] In accordo con una forma di realizzazione, detta parete cilindrica 13 comprende due tratti 22, 23 di cui il primo 22 funge da distanziale tra pastiglia 6, 7 e le dette sedi anulari 14, 16 mentre il secondo tratto 23, disposto più lontano dalla pastiglia 6, 7 à ̈ tale da creare una struttura atta ad accogliere le guarnizioni 15, 17.
[0063] In accordo con una forma di realizzazione, un primo tratto 22 della parete cilindrica 13 comprende mezzi di alleggerimento 24.
[0064] In accordo con una forma di realizzazione, un primo tratto 22 della parete cilindrica 13 comprende fori di alleggerimento 25.
[0065] In accordo con una forma di realizzazione, un primo tratto 22 della parete cilindrica 13 comprende scanalature longitudinali di alleggerimento 46.
[0066] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 Ã ̈ disposta in un tratto 23 della parete cilindrica 13 disposto sovrapposto ad un secondo tratto 20 della porzione cava 18 avente diametri minori rispetto ad un restante primo tratto 19 della porzione cava 18.
[0067] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima sede anulare 14 comprende due facce laterali 26, 27 disposte perpendicolari alla direzione di spinta T-T.
[0068] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 comprende preferibilmente una guarnizione tipo “o-ring†28 accoppiata ad un anello di contenimento 29, entrambi accolti in detta prima sede anulare 14, ed in cui detto anello di contenimento 29 comprende pareti laterali opposte 30, 31 cooperanti con facce laterali 26, 27 di detta prima sede anulare 14.
[0069] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 comprende un anello di contenimento 29 avente una superficie 32, opposta alla sede anulare 14, atta a realizzare una tenuta fluidica cooperando con la superficie interna di scorrimento 33 della sede pistone 8.
[0070] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 comprende un anello di contenimento 29 avente una superficie 34 affacciata ad una sottostante guarnizione 28 e sagomata in modo da accogliere parzialmente detta guarnizione 28. In accordo con una forma di realizzazione, detto anello di contenimento 28 presenta una superficie 34 affacciata ad una guarnizione “o-ring†che presenta una scanalatura anulare a sezione trasversale conformata ad arco di cerchio.
[0071] In accordo con una forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 comprende un anello di contenimento 28 accolto in detta prima sede anulare 14 in modo che gli sia sostanzialmente impedita la rotazione attorno alla direzione radiale R-R ed il movimento lungo la direzione di spinta T-T.
[0072] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 comprende in prossimità di uno spigolo 35, posto più vicino al fondo del corpo pistone, uno smusso 36 che definisce un volume 38 o camera adatta ad accogliere una porzione di guarnizione 37 durante la sua deformazione elastica determinata dal movimento del pistone 9 in fuoriuscita dalla sede pistone 8.
[0073] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda guarnizione 17 Ã ̈ preferibilmente di sezione sostanzialmente quadrangolare.
[0074] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 definisce un volume 38 dimensionato per accogliere una porzione o quantitativo predefinito 37 di guarnizione 17 in modo da ottenere l’arretramento RB del pistone 9 nella sua sede pistone 8 di una quantità voluta predefinita.
[0075] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 Ã ̈ distanziata da detta prima sede anulare 14 di una distanza uguale o inferiore alla larghezza 45 di detta prima sede, quando valutata lungo la direzione di spinta T-T.
[0076] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 Ã ̈ distanziata da detta prima sede anulare 14 di una distanza t uguale o inferiore alla larghezza 46 di detta seconda sede 16, quando valutata lungo la direzione di spinta T-T.
[0077] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 comprende, in prossimità di un suo spigolo 39 più lontano dal fondo 12 del corpo pistone, un secondo smusso 40 che à ̈ adatto a determinare un volume di knock back 41 per accogliere una porzione 42 di guarnizione 17 durante la sua deformazione elastica determinata dal movimento del pistone 9 in arretramento forzato nella sua sede pistone 8.
[0078] In accordo con una forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 definisce un volume di knoc back 41 dimensionato per accogliere una predefinita porzione 42 di guarnizione 17 in modo da ottenere un “knock-back†KB di predefinita entità.
[0079] In accordo con una forma di realizzazione, detto fondo 12 del corpo pistone 11 comprende una sede di fondo 43 adatta ad accogliere un elemento elastico 44 che lavora tra il pistone 9 e la sede del pistone 8 secondo la direzione di spinta T-T.
[0080] In accordo con una forma di realizzazione, detto fondo 12 comprende una sede di fondo 43 conformata per permettere il corretto centraggio di detto elemento elastico 44.
[0081] In accordo con una forma di realizzazione, tra detto fondo 12 e detta sede pistone 8 Ã ̈ prevista preferibilmente una molla 44 capace di una costante elastica costante sostanzialmente per tutta la corsa di fuoriuscita del pistone 9 dalla sede pistone 8.
[0082] In accordo con una forma di realizzazione, tra detto fondo 12 e detta sede pistone 8 à ̈ presente un elemento elastico 44 in grado di garantire un desiderato “knock-back†del pistone 9, considerando anche l’eventuale azione di knock-back della seconda guarnizione 17.
[0083] Grazie alla disposizione della prima sede anulare almeno parzialmente sovrapposta in direzione radiale alla parete di fondo del pistone, Ã ̈ possibile tenere il fluido freni ben lontano dalla pastiglia e quindi da una delle fonti di calore che potrebbero alterarne le sue caratteristiche, ad esempio potrebbe portare in ebollizione il fluido freni rendendo praticamente impossibile la frenatura del veicolo.
[0084] La previsione di guarnizioni disposte lontano dalla fonte di calore determinata dalle pastiglie permette altresì di garantire che il loro materiale risulti meno soggetto a decadimento delle proprie caratteristiche chimico-fisiche, evitando una variabilità nel comportamento della tenuta ed del richiamo elastico del pistone all’interno della sede pistone, o roll-back, garantendo al contempo la possibilità di predefinire il roll-back in modo che abbia un’entità predefinita e più contenuta ed al contempo garantendo che questi arretramenti di rollback siano sempre costanti o ripetitivi ed affidabili nel tempo.
[0085] Nelle figure 15a e 15b si riporta l’esito di un test condotto impostando un roll-back di 0,2mm e 0,02mm. I grafici rappresentano la corsa del pistone in funzione del tempo e mostrano chiaramente come in cinque o sei cicli di funzionamento il roll back sia preciso e soprattutto estremamente ripetibile, nonché affidabile al punto da poterne ridurre l’entità a vantaggio di un’accresciuta prontezza nella frenatura.
[0086] Grazie alla previsione di roll-back di entità contenuta ma costanti o ripetitivi nel tempo à ̈ possibile utilizzare questo dispositivo anche in veicoli ad alte prestazioni ove il conducente, o pilota, desidera sentire l’azionamento del dispositivo di frenatura del veicolo estremamente reattivo al suo comando. La reattività del dispositivo di frenatura à ̈ altresì garantita anche dal fatto che il pistone deve compiere una piccola corsa per avvicinarsi nuovamente alla pastiglia dopo che à ̈ stato richiamato nella frenatura precedente dal dispositivo di roll-back.
[0087] Come rilevabile anche dalla figura 16, ove, grazie ad un test, à ̈ posto a confronto il comportamento di un pistone secondo lo stato della tecnica (linea tratteggiata) con uno realizzato secondo la presente descrizione (linea continua), rappresentando la corsa del pedale del freno (o corsa della pompa freno) in funzione della pressione del fluido freni o coppia frenante, la soluzione proposta risulta assai più rigida (linea maggiormente orizzontale) e quindi più pronta e precisa rispetto allo stato della tecnica.
[0088] Grazie alla previsione di un pistone come riportato in una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra descritte, Ã ̈ possibile prevedere mezzi di alleggerimento del corpo del pistone, soprattutto nella porzione del corpo pistone che separa le guarnizioni dalla pastiglia, ad esempio come raffigurato in figure 12° e 12b ove ad esempio fori 25 alleggeriscono il pistone, o in figura 12c ove scanalature longitudinali 46, preferibilmente non passanti, alleggeriscono il piostone.
[0089] Grazie alle forme di realizzazione sopra descritte, à ̈ possibile avere lavorazioni più semplici ed allo stesso tempo molto più accurate. Ad esempio, la lavorazione delle sedi anulari sul corpo del pistone risulta assai più semplificata e precisa della realizzazione di sedi anulari nel corpo della pinza all’interno della sede pistone.
[0090] Grazie anche alla lavorazione delle sedi in modo molto più preciso à ̈ possibile predefinire con maggiore precisione l’entità della deformazione elastica della guarnizione in direzione dell’asse di spinta, e quindi predefinire in modo accurato l’entità del roll-back del pistone.
[0091] Grazie alla previsione di una prima sede anulare adatta ad accogliere una guarnizione di tenuta tra il pistone e la sede pistone avente una forma che impedisce sostanzialmente una deformazione elastica della guarnizione in direzione dell’asse di spinta, à ̈ possibile separare i componenti meccanici che garantiscono la tenuta del fluido dai componenti meccanici chiamati ad assolvere il richiamo elastico del pistone all’interno della sede pistone, ottimizzando così la progettazione e la scelta dei materiali e garantendo un’ancor maggiore precisione del roll-back.
[0092] La previsione di una prima guarnizione di tenuta permette di tenere lontano il fluido freni dalla seconda guarnizione di roll-back, evitando che sia influenzata dal fluido freni stesso in particolare quando in pressione, e garantendone un ancor più affidabile e ripetibile funzionamento.
[0093] Grazie ad un roll-back di minore entità e maggiore precisione à ̈ possibile garantire un accurato ed uniforme arretramento di tutti i pistoni eventualmente previsti nella pinza freno evitando l’insorgere di locali di coppie residue di frenatura, garantendo in tal modo un’usura più uniforme delle pastiglie.
[0094] Alla soluzione preferita di realizzazione del dispositivo 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.
[0095] Come raffigurato nelle figure 13 e 14, il pistone può anche essere realizzato in due parti tra loro collegate saldamente. Questa soluzione, seppur non altrettanto precisa rispetto a quella con pistone in corpo unico, risulta comunque assai più prestazionale delle soluzioni dello stato della tecnica.
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, la prima guarnizione 15 à ̈ accolta nella prima sede 14 anulare in modo che le sia sostanzialmente impedita ogni deformazione in direzione parallela all’asse di spinta T-T durante il funzionamento del pistone.
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, detta prima guarnizione 15 comprende un anello di contenimento 29 accolto in detta prima sede anulare 14 in modo che gli sia sostanzialmente impedita la rotazione attorno alla direzione radiale R-R ed il movimento lungo la direzione di spinta T-T.
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, detta seconda sede anulare 16 definisce un volume 38 dimensionato per accogliere un quantitativo predefinito 37 di guarnizione 17 in modo da ottenere l’arretramento RB del pistone 9 nella sua sede pistone 8 di una entità o quantità voluta predefinita.
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, tra detto fondo 12 e detta sede pistone 8 à ̈ presente un elemento elastico 44 in grado di garantire un desiderato “knock-back†del pistone 9 considerando anche l’eventuale azione della seconda guarnizione 17.

Claims (21)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Pinza (1) per freno a disco comprendente un corpo pinza (2) posto a cavaliere di un disco freno (3) avente un asse di rotazione definente una direzione assiale (X-X) ed opposte superfici di attrito (4, 5), detta pinza (1) comprendendo pastiglie (6, 7) accolte in detto corpo pinza (2) in modo da poter scorrere sostanzialmente in direzione assiale (X-X) al disco freno (3) per agire rispettivamente su dette superfici opposte di attrito (4, 5), detto corpo pinza (2) comprendendo almeno una sede pistone (8) adatta ad accogliere un pistone (9) munito di una superficie laterale (10) adatta a scorrere in detta sede pistone (8) in modo da poter essere sollecitato da un fluido freni in pressione in fuoriuscita da detta sede per influenzare almeno una di dette pastiglie (6, 7) contro una di dette superfici d’attrito (4, 5) del disco freno (3), in cui: - detto pistone (9) presenta un corpo pistone (11) di forma sostanzialmente cilindrica avente un asse di spinta (T-T) sostanzialmente parallelo all’asse di rotazione (X-X) del disco e avente una direzione radiale (R-R) perpendicolare a detto asse di spinta (T-T); - detto corpo pistone (11) di detto pistone essendo un pezzo unico; - detto corpo pistone presentando un fondo (12) ed una parete cilindrica (13); - detto corpo pistone (11) presentando una prima sede (14) anulare realizzata in detta parete cilindrica (13) ed almeno parzialmente sovrapposta radialmente a detto fondo (12); - detta prima sede (14) anulare accoglie una guarnizione (15) che agisce tra detto pistone (9) e detta sede pistone (8) in modo da realizzare una tenuta fluidica che impedisce la fuoriuscita del fluido freni; - detto corpo pistone (11) presentando una seconda sede (16) anulare disposta in detta parete cilindrica (13); - detta seconda sede (16) essendo distinta da detta prima sede (14) ed essendo disposta dalla parte opposta al fondo (12) rispetto a detta prima sede (14); - detta seconda sede (14) anulare presenta una forma adatta ad una deformazione elastica controllata di una guarnizione (17) accolta in detta sede; - detta seconda sede (14) anulare accoglie una guarnizione (17) agente tra detto pistone (9) e detta sede pistone (8) ed adatta a deformarsi elasticamente in direzione dell’asse di spinta (T-T) adattandosi a detta seconda sede (14) anulare durante il movimento relativo del pistone (9) rispetto alla sede pistone (8) in modo da precaricarsi elasticamente e richiamare il pistone (9) all’interno della sede pistone (8) di un’entità prestabilita o roll back (RB) al cessare dell’azione frenante.
  2. 2. Pinza (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo pistone (9) comprende una porzione internamente cava (18) di dimensioni trasversali all’asse di spinta (T-T) crescenti a partire da detto fondo (12).
  3. 3. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta porzione cava (18) à ̈ preferibilmente composta da due tratti (19, 20) di cui il tratto (19) vicino al fondo (12) à ̈ di minor dimensione trasversale all’asse di spinta (T-T) rispetto al secondo tratto (20).
  4. 4. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta parete cilindrica (13) presenta uno spessore (21) radiale sostanzialmente costante.
  5. 5. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta parete cilindrica (13) comprende due tratti (22, 23) di cui il primo (22) funge da distanziale tra pastiglia (6; 7) e le dette sedi anulari (14, 16) mentre il secondo tratto (23), disposto più lontano dalla pastiglia (6; 7) à ̈ tale da creare una struttura atta ad accogliere le guarnizioni (15, 17).
  6. 6. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un primo tratto (22) della parete cilindrica (13) comprende mezzi di alleggerimento (24).
  7. 7. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un primo tratto (22) della parete cilindrica (13) comprende fori di alleggerimento (25).
  8. 8. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) Ã ̈ disposta in un tratto (23) della parete cilindrica (13) sovrapposto ad un secondo tratto (20) di una porzione cava (18) avente diametro minore rispetto ad un restante primo tratto (19) della porzione cava (18).
  9. 9. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima sede anulare (14) comprende due facce laterali (26, 27) disposte perpendicolari alla direzione di spinta (TT).
  10. 10. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima guarnizione (15) comprende preferibilmente una guarnizione tipo “o-ring†(28) accoppiata ad un anello di contenimento (29), entrambi accolti in detta prima sede anulare (14), ed in cui detto anello di contenimento (29) comprende pareti laterali opposte (30, 31) cooperanti con facce laterali (26, 27) di detta prima sede anulare (14).
  11. 11. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima guarnizione (15) comprende un anello di contenimento (29) avente una superficie (32) opposta alla sede anulare (14) atta a realizzare tenuta cooperando con la superficie interna di scorrimento (33) della sede pistone (8).
  12. 12. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima guarnizione (15) comprende un anello di contenimento (29) avente una superficie (34) affacciata ad una sottostante guarnizione (28) e sagomata in modo da non permettere a detta guarnizione (28) una deformazione nella direzione di spinta (T-T).
  13. 13. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda guarnizione (17) Ã ̈ preferibilmente di sezione sostanzialmente quadrangolare.
  14. 14. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) comprende in prossimità di uno spigolo (35) più vicino al fondo del corpo pistone uno smusso (36) che definisce un volume (38) adatto ad accogliere una porzione di guarnizione (37) durante la sua deformazione elastica determinata dal movimento del pistone (9) in fuoriuscita dalla sede pistone (8).
  15. 15. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) comprende in prossimità dello spigolo (39) più lontano dal fondo (12) del corpo pistone un secondo smusso (40) adatto a determinare un volume di knock back (41) per accogliere una porzione (42) di guarnizione (17) durante la sua deformazione elastica determinata dal movimento del pistone (9) in arretramento nella sua sede pistone (8) oppure in cui detta seconda sede anulare (16) definisce un volume di knoc back (41) dimensionato per accogliere una predefinita porzione (42) di guarnizione (17) in modo da ottenere un predeterminato “knock-back†.
  16. 16. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto fondo (12) del corpo pistone (11) comprende una sede di fondo (43) adatta ad accogliere un elemento elastico (44) che lavora tra pistone (9) e sede del pistone (8) secondo la direzione di spinta (T-T).
  17. 17. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto fondo (12) comprende una sede di fondo (43) conformata per permettere il corretto centraggio di detto elemento elastico (44).
  18. 18. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tra detto fondo (12) e detta sede pistone (8) Ã ̈ presente preferibilmente una molla (44) capace di una costante elastica sostanzialmente costante per tutta la corsa di fuoriuscita del pistone (9) dalla sede pistone (8).
  19. 19. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) Ã ̈ distanziata da detta prima sede anulare (14) di una distanza uguale o inferiore alla larghezza (45) di detta prima sede valutata lungo la direzione di spinta (T-T).
  20. 20. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) Ã ̈ distanziata da detta prima sede anulare (14) di una distanza uguale o inferiore alla larghezza (46) di detta seconda sede (16) valutata lungo la direzione di spinta (T-T).
  21. 21. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sede anulare (16) definisce un volume (38) dimensionato per accogliere un quantitativo predefinito (37) di guarnizione (17) in modo da ottenere l’arretramento (RB) del pistone (9) nella sua sede pistone (8) di una entità o quantità voluta predefinita.
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