ITMI972449A1 - BRAKE, ESPECIALLY FOR A VEHICLE - Google Patents
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Description
frenatura (10) tramite la molla può essere trasmessa al primo corpo di frenatura (6). braking (10) through the spring can be transmitted to the first braking body (6).
(Unica figura) (Single figure)
Descrizione del trovato Description of the finding
L'invenzione riguarda un freno, specialmente per un veicolo, con un rotore di frenatura ed un primo corpo di frenatura, che con la carica di almeno una molla di accumulazione, direttamente o indirettamente, è accostabile a pressione al rotore di frenatura, laddove il primo corpo di frenatura mediante una forza di allentamento è sollevabile dal rotore di frenatura. The invention relates to a brake, especially for a vehicle, with a braking rotor and a first braking body, which with the charge of at least one accumulation spring, directly or indirectly, can be approached by pressure to the braking rotor, whereas the the first braking body can be lifted from the braking rotor by means of a loosening force.
Freni di questo genere vengono impiegati in noti veicoli spesso come freni di stazionamento, laddove come rotore di frenatura ad esempio si impiega un disco di frenatura oppure un pacco di lamelle. Il corpo di frenatura viene accostato a pressione al rotore di frenatura direttamente o indirettamente, ad esempio tramite una lamella non rotante. La forza di allentamento, con cui il corpo di frenatura viene staccato dal rotore di frenatura, può essere prodotta in tal caso ad esempio per mezzo di un impianto idraulico oppure di un impianto ad aria compressa. Fintantoché non si tiene di riserva alcuna forza di allentamento, il freno si trova nello stato affondato, ossia il rotore di frenatura non è girevole. In questo stato il freno si trova ad esempio quando il veicolo non è in esercizio. In questa esecuzione del freno come freno di stazionamento per il corpo di frenatura sono previste soltanto le due posizioni descritte. È impossibile un dosaggio della forza frenante. Sono parimenti note esecuzioni di freni del genere in questione, in cui la forza di allentamento del corpo di frenatura può essere impostata gradualmente oppure senza gradualità. Freni di questo genere sono adatti come freni di esercizio per veicoli, poiché in tal caso la forza frenante può essere preassegnata dal conducente del veicolo. Tuttavia freni di questo tipo costruttivo presentano diversi inconvenienti. Così ad esempio la coppia frenante massima è limitata dalla carica della molla di accumulo. La forza di allentamento del corpo di frenatura in tal caso dovrà essere ridotta nel caso di un azionamento di un pedale del freno. Per poter impostare esattamente la forza di allentamento in una tale dipendenza, ad esempio inversamente proporzionale, dall'escursione del pedale del freno, è necessario un dispositivo di comando costoso. Brakes of this type are often used in known vehicles as parking brakes, where, for example, a braking disc or a plate pack is used as the braking rotor. The braking body is pressed directly or indirectly to the braking rotor, for example via a non-rotating blade. The loosening force with which the braking body is detached from the braking rotor can be produced in this case, for example, by means of a hydraulic system or a compressed air system. As long as no release force is kept in reserve, the brake is in the sunken state, i.e. the brake rotor is not rotatable. In this state, the brake is found, for example, when the vehicle is not in operation. In this version of the brake, only the two positions described are provided as holding brake for the brake body. It is impossible to measure the braking force. Also known are brake embodiments of the type in question, in which the loosening force of the braking body can be set gradually or without gradualness. Brakes of this type are suitable as operating brakes for vehicles, since in this case the braking force can be pre-assigned by the driver of the vehicle. However, brakes of this construction type have various drawbacks. Thus, for example, the maximum braking torque is limited by the load of the accumulation spring. The loosening force of the brake body in this case must be reduced in the case of a brake pedal actuation. In order to be able to precisely set the loosening force in such a dependence, for example inversely proportional, on the travel of the brake pedal, an expensive control device is required.
La presente invenzione si pone il compito di rendere disponibile un freno del genere menzionato all'inizio, che con l'ausilio di un semplice dispositivo di comando è utilizzabile come freno di stazionamento e come freno di esercizio ed è caratterizzato da un'elevata sicurezza di funzionamento. The present invention has the task of making available a brake of the kind mentioned at the beginning, which with the aid of a simple control device can be used as a parking brake and as an operating brake and is characterized by a high level of safety. operation.
Secondo l'invenzione questo problema viene risolto per il fatto che è previsto un secondo corpo di frenatura movibile, che mediante una forza di impostazione è accostabile direttamente o indirettamente a pressione al rotore di frenatura. According to the invention, this problem is solved by the fact that a second movable braking body is provided, which can be directly or indirectly approached by pressure to the braking rotor by means of a setting force.
Per una frenatura di esercizio il secondo corpo di frenatura viene accostato a pressione al rotore di frenatura. Il primo corpo di frenatura collegato con la molla di accumulo viene utilizzato per la funzione del freno di stazionamento. Mediante la molla di accumulo è garantito il sicuro funzionamento del freno di stazionamento. La forza di impostazione del secondo corpo di frenatura può essere preassegnata indipendentemente dalla carica della molla di accumulo. Pertanto la coppia frenante nel caso di una frenatura di esercizio può essere controllata indipendentemente dalla coppia frenante massima del freno di stazionamento. For operational braking, the second braking body is pressed against the braking rotor. The first braking body connected with the storage spring is used for the parking brake function. The safe operation of the parking brake is ensured by the accumulation spring. The setting force of the second braking body can be pre-assigned regardless of the load of the storage spring. Therefore, the braking torque in the event of a service braking can be controlled independently of the maximum braking torque of the parking brake.
Un ulteriore sviluppo vantaggioso dell'invenzione sta nel fatto che la forza di impostazione e la forza di allentamento presentano la stessa direzione. In tal modo è possibile disporre di elementi costruttivi producenti forza per la forza di allentamento o la forza di impostazione in una unità costruttiva in comune, laddove forza di allentamento e forza di impostazione opportunamente rappresentano pressioni. A further advantageous development of the invention is that the setting force and the loosening force have the same direction. In this way it is possible to dispose of constructive elements producing force for the loosening force or the setting force in a common constructive unit, wherein the loosening force and the setting force suitably represent pressures.
Un'esecuzione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione si ottiene quando il rotore di frenatura è disposto fra il primo corpo di frenatura e il secondo corpo di frenatura. Entrambi i corpi di frenatura in tal caso esercitano pressione sui lati contrapposti del rotore di frenatura, per cui entrambi i corpi di frenatura presentano una grande superficie di contatto con il rotore di frenatura. A particularly advantageous embodiment of the invention is obtained when the braking rotor is arranged between the first braking body and the second braking body. In this case, both braking bodies exert pressure on the opposite sides of the braking rotor, so that both braking bodies have a large contact surface with the braking rotor.
In modo particolarmente vantaggioso il primo corpo di frenatura tramite almeno una molla si trova in accoppiamento funzionale con il secondo corpo di frenatura, laddove la forza di allentamento dal secondo corpo dì frenatura tramite la molla può essere trasmessa sul primo corpo di frenatura. Questa disposizione consente una modalità costruttiva particolarmente compatta del freno. La forza di allentamento in tal caso ad esempio viene prodotta per mezzo di un impianto idraulico ed applicata sul secondo corpo di frenatura. Il secondo corpo di frenatura tramite una molla poggia sul primo corpo di frenatura, che in tal caso dalla forza di allentamento viene allontanato dal rotore di frenatura. Particularly advantageously, the first braking body via at least one spring is in functional coupling with the second braking body, whereby the release force from the second braking body via the spring can be transmitted to the first braking body. This arrangement allows for a particularly compact construction of the brake. The loosening force in this case, for example, is produced by means of a hydraulic system and applied to the second braking body. The second braking body rests on the first braking body by means of a spring, which in this case is moved away from the braking rotor by the release force.
Opportunamente la molla presenta una costante di elasticità maggiore della molla di accumulo. Con questo dimensionamento delle costanti di elasticità è assicurato che la variazione di lunghezza della molla di accumulo in seguito alla forza di allentamento è superiore alla variazione di lunghezza delle molle che si trovano fra i due corpi di frenatura. Conveniently, the spring has a greater elasticity constant than the accumulation spring. With this dimensioning of the elasticity constants it is ensured that the variation in length of the accumulation spring due to the loosening force is greater than the variation in length of the springs which are located between the two braking bodies.
In un ulteriore e opportuno sviluppo per produrre la forza di allentamento è previsto un organo di impostazione che agisce sul secondo corpo di frenatura. In a further and suitable development, for producing the loosening force, a setting member is provided which acts on the second braking body.
È parimenti opportuno quando per produrre la forza di impostazione è previsto un organo di impostazione agente sul secondo corpo di frenatura. Vantaggiosamente entrambi gli organi di impostazione producono forze che agiscono rispettivamente sul secondo corpo di frenatura, per cui risulta possibile una disposizione degli organi di impostazione particolarmente compatta. It is likewise suitable when a setting member acting on the second braking body is provided to produce the setting force. Advantageously, both setting members produce forces which respectively act on the second braking body, so that a particularly compact arrangement of the setting members is possible.
In modo particolarmente vantaggioso per produrre la forza di allentamento e la forza di impostazione è previsto un unico organo di impostazione. In tal modo si riduce il numero degli elementi costruttivi necessari. Particularly advantageously, a single setting member is provided for producing the loosening force and the setting force. This reduces the number of construction elements required.
Opportunamente come organo di impostazione è previsto almeno un pistone movibile idraulicamente. Tuttavia è parimenti possibile prevedere a tale scopo un organo di impostazione meccanico. Conveniently, at least one hydraulically movable piston is provided as the setting member. However, it is also possible to provide a mechanical setting member for this purpose.
Si rende possibile una modalità costruttiva particolarmente compatta del freno quando, conformemente ad un'ulteriore esecuzione dell'invenzione, il pistone e il secondo corpo di frenatura formano un elemento costruttivo. In tal caso il pistone è ricavato dal secondo corpo di frenatura oppure è accoppiato con questo in maniera inamovibile, il che porta anche ad una riduzione del numero degli elementi costruttivi. A particularly compact construction method of the brake becomes possible when, according to a further embodiment of the invention, the piston and the second braking body form a construction element. In this case the piston is obtained from the second braking body or is coupled with this in an irremovable manner, which also leads to a reduction in the number of constructive elements.
Si ottiene un'esecuzione vantaggiosa dell'invenzione quando il rotore di frenatura viene formato da un pacco di lamelle. Con un freno a lamelle rispetto allo spazio costruttivo necessario è possibile ottenere grandissime prestazioni di frenatura. An advantageous embodiment of the invention is obtained when the braking rotor is formed from a pack of lamellae. With a multi-plate brake in relation to the required construction space, it is possible to achieve very high braking performance.
In un ulteriore sviluppo dell'invenzione il primo corpo di frenatura per produrre la forza di allentamento si trova in accoppiamento funzionale con una pompa ausiliaria idraulica. La forza di allentamento può essere sempre tenuta di scorta durante l'esercizio del veicolo mediante la pompa ausiliaria idraulica. In altre forme di realizzazione è possibile applicare anche meccanicamente oppure elettromagneticamente la forza di allentamento. In a further development of the invention, the first braking body for producing the loosening force is in functional coupling with a hydraulic auxiliary pump. The loosening force can always be kept in reserve during vehicle operation by means of the auxiliary hydraulic pump. In other embodiments it is also possible to apply the loosening force mechanically or electromagnetically.
È inoltre opportuno quando il secondo corpo di frenatura, per produrre la forza di impostazione, tramite un cilindro di frenatura idraulico si trova in accoppiamento funzionale con un organo di azionamento del freno, preferibilmente con un pedale del freno. Per una frenatura di esercizio o per mezzo del secondo corpo di frenatura con il pedale del freno che agisce su un cilindro di frenatura è disponibile una disposizione usualmente utilizzata in veicoli, come ad esempio carrelli impilatori a forca. L'impiego di questi elementi costruttivi standard consente di realizzare economicamente la disposizione di frenatura. It is also convenient when the second braking body, in order to produce the setting force, is in functional coupling with a brake actuating member, preferably with a brake pedal, by means of a hydraulic braking cylinder. For operational braking or by means of the second braking body with the brake pedal acting on a braking cylinder, an arrangement usually used in vehicles, such as for example fork-lift trucks, is available. The use of these standard construction elements makes it possible to economically realize the braking arrangement.
Con il freno secondo l'invenzione al conducente viene consentito di preassegnare direttamente la coppia frenante durante una frenatura di esercizio. La coppia frenante in tal caso sta in dipendenza diretta rispetto alla forza esercitata sul pedale del freno, laddove a tale scopo non sono necessari costosi dispositivi di regolazione o di comando . With the brake according to the invention, the driver is allowed to directly pre-assign the braking torque during a service brake. In this case, the braking torque is directly dependent on the force exerted on the brake pedal, where expensive adjustment or control devices are not required for this.
Ulteriori vantaggi ed esecuzioni dell'invenzione vengono illustrati dettagliatamente in base all'esempio di realizzazione rappresentato nella figura schematica. Further advantages and embodiments of the invention are illustrated in detail on the basis of the embodiment shown in the schematic figure.
La figura mostra un freno secondo l'invenzione, essendo rappresentata soltanto una metà in sezione della disposizione sostanzialmente a simmetria di rotazione. The figure shows a brake according to the invention, only a sectional half of the substantially rotationally symmetrical arrangement being shown.
In questo esempio di realizzazione il freno è realizzato come freno a lamelle con cui è possibile frenare un albero rotante 1 rispetto ad una cassa fissa 2a, 2b. Le parti 2a e 2b della cassa sono accoppiate rigidamente fra di loro, ad esempio avvitate. In tal caso il rotore di frenatura 3 viene formato da lamelle interne che durante una frenatura si portano in contatto con lamelle esterne 4 non rotanti. Nella figura è rappresento il freno nella sua funzione come freno di stazionamento. Una molla di accumulo 5 realizzata come molla a piattello nella posizione del freno qui rappresentata poggia dal lato esterno sulla parte 2b della cassa e con il lato interno esercita una pressione su un primo corpo di frenatura 6 non rotante. Questa pressione tramite una lamella esterna 4 viene trasmessa sul rotore di frenatura 3 e infine poggia sulla parte 2a della cassa. Con la pressione trasmessa tramite le lamelle esterne 4 e le lamelle interne l'albero viene frenato rispetto alla cassa 2a, 2b, laddove la coppia frenante è preassegnata in maniera non impostabile mediante la carica della molla di accumulo 5. La molla 7 si trova in guesta posizione del freno nello stato almeno approssimativamente non sollecitato. Un secondo corpo di frenatura 10, non necessario per il freno di stazionamento, presenta una sufficiente intercapedine d'aria rispettò al rotore di frenatura 3, rispettivamente rispetto alla lamella interna situata fra il rotore di frenatura 3 e il corpo di frenatura 10. In this embodiment, the brake is designed as a multi-plate brake with which it is possible to brake a rotating shaft 1 with respect to a fixed casing 2a, 2b. The parts 2a and 2b of the case are rigidly coupled to each other, for example screwed. In this case, the braking rotor 3 is formed by internal blades which, during braking, come into contact with external non-rotating blades 4. The figure shows the brake in its function as a parking brake. An accumulation spring 5 formed as a plate spring in the position of the brake shown here rests on the outer side on the part 2b of the casing and with the inner side exerts a pressure on a first non-rotating braking body 6. This pressure is transmitted to the braking rotor 3 via an external lamella 4 and finally rests on the part 2a of the casing. With the pressure transmitted through the external lamellae 4 and the internal lamellae, the shaft is braked with respect to the casing 2a, 2b, where the braking torque is pre-assigned in a way that cannot be set by charging the accumulation spring 5. The spring 7 is located in this position of the brake in the at least approximately non-stressed state. A second braking body 10, not necessary for the parking brake, has a sufficient air gap with respect to the braking rotor 3, respectively with respect to the internal plate located between the braking rotor 3 and the braking body 10.
Per allentare il freno di stazionamento precedentemente descritto uno spazio di pressione 8, disposto nella parte 2a della cassa, viene sollecitato con un primo più basso livello di pressione. La pressione preesistente nello spazio di pressione 8 agisce su un pistone 9 formante un elemento costruttivo in comune con il secondo corpo di frenatura 10. La pressione che agisce sul pistone tramite la molla 7 viene trasmessa sul primo corpo di frenatura 6, che in tal modo si muove verso sinistra in antagonismo alla carica della molla a piattello 5 fino a presentarsi con il lato esterno smussato in corrispondenza della parte 2b della cassa. In tal modo fra il primo corpo di frenatura 6 e il rotore di frenatura 3, rispettivamente l'interposta lamella esterna 4a, si ottiene un'intercapedine d'aria. Con questa operazione anche il secondo corpo di frenatura 10 viene mosso verso sinistra nel disegno, laddove tuttavia rimane un'intercapedine d'aria fra il secondo corpo di frenatura 10 e il rotore di frenatura 3, rispettivamente l'interposta lamelle esterna 4b. Le condizioni geometriche, ad esempio la distanza fra il primo corpo di frenatura e la parte 2b della cassa, e anche le costanti di elasticità della molla di accumulo 5 e della molla 7 in tal caso dovranno essere dimensionate in reciproco adattamento, in modo che con questo primo livello di pressione davanti ai due corpi di frenatura 6, 10 rimane conservata un'intercapedine d'aria. Nell'esempio di realizzazione in questione la costante di elasticità della molla 7 è sostanzialmente superiore alla costante di elasticità della molla a piattello 5. In order to release the parking brake described above, a pressure space 8, arranged in the part 2a of the casing, is stressed with a first lower pressure level. The pre-existing pressure in the pressure space 8 acts on a piston 9 forming a constructive element in common with the second braking body 10. The pressure acting on the piston by means of the spring 7 is transmitted on the first braking body 6, which in this way it moves to the left in opposition to the charge of the plate spring 5 until it presents itself with the outer side beveled in correspondence with part 2b of the case. In this way, an air gap is obtained between the first braking body 6 and the braking rotor 3, respectively the interposed external blade 4a. With this operation, the second braking body 10 is also moved to the left in the drawing, where however an air gap remains between the second braking body 10 and the braking rotor 3, respectively the interposed external lamellae 4b. The geometric conditions, for example the distance between the first braking body and the part 2b of the body, and also the elasticity constants of the accumulation spring 5 and of the spring 7 in this case must be dimensioned in mutual adaptation, so that with this first level of pressure in front of the two braking bodies 6, 10 remains an air gap. In the embodiment in question, the elasticity constant of the spring 7 is substantially higher than the elasticity constant of the plate spring 5.
Pertanto con il primo livello di pressione, che può essere prodotta ad esempio da una pompa ausiliaria idraulica, il freno risulta libero. Therefore, with the first level of pressure, which can be produced for example by an auxiliary hydraulic pump, the brake is free.
Ad esempio azionando un pedale del freno, accoppiato con un cilindro di frenatura, è possibile aumentare ulteriormente e di preferenza in maniera continua la pressione nello spazio di pressione 8, partendo dal primo livello di pressione. La pressione che agisce sul pistone 9 quindi tramite la molla 7 viene trasmessa sul primo corpo di frenatura 6 e da questo direttamente nella parte 2b della cassa. Un aumento della pressione nello spazio di pressione 8 provoca pertanto una compressione della molla 7, fino a quando il secondo corpo di frenatura 10 poggia sul rotore di frenatura 3, rispettivamente sull'interposta lamella esterna 4b. Con un ulteriore aumento della pressione nello spazio di pressione 8 aumenta la pressione esercitata dal secondo corpo di frenatura 10 sul rotore di frenatura 3, il che corrisponde ad una frenatura di esercizio del veicolo. Con il freno secondo l'invenzione si combinano i vantaggi di un freno ad accumulatore elastico con i vantaggi di un freno autonomo a fluido in pressione in una disposizione di frenatura. For example, by actuating a brake pedal, coupled to a braking cylinder, it is possible to further and preferably continuously increase the pressure in the pressure space 8, starting from the first pressure level. The pressure which acts on the piston 9 therefore by means of the spring 7 is transmitted to the first braking body 6 and from this directly to the part 2b of the body. An increase in the pressure in the pressure space 8 therefore causes a compression of the spring 7, until the second braking body 10 rests on the braking rotor 3, respectively on the interposed external lamella 4b. With a further increase in pressure in the pressure space 8, the pressure exerted by the second braking body 10 on the braking rotor 3 increases, which corresponds to an operating braking of the vehicle. With the brake according to the invention, the advantages of an elastic accumulator brake are combined with the advantages of an autonomous pressurized fluid brake in a braking arrangement.
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