ITSI20080006A1 - BRAKE SYSTEM OF THE DISC BRAKE TYPE WITH INCREASED HEAT DISSIPATION CAPACITY. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal tilde: Description of the Industrial Invention from the tilde:

"SISTEMA FRENANTE DEL TIPO FRENO A DISCO CON AUMENTATA CAPACITA? DI "DISC BRAKE TYPE BRAKING SYSTEM WITH INCREASED CAPACITY OF

DISSIPAZIONE DI CALORE? HEAT DISSIPATION?

RIASSUNTO SUMMARY

Freno a disco comprendente almeno un disco (11, 12. 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51) vincolato all'el omento in rotazione da frenare, ed almeno una corrispondente pastiglia di frenaggio (52) atta ad agire in strisciamento relativo sul disco (i l, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42. Disc brake comprising at least one disc (11, 12.21, 22, 31, 32, 41, 42, 51) constrained to the rotating el oment to be braked, and at least one corresponding braking pad (52) capable of acting in relative sliding on the disc (i l, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42.

51 ) ed almeno una pinza (54) atta a spingere la pastiglia di trenaggio sul disco, 51) and at least one caliper (54) able to push the brake pad on the disc,

La peculiarit? del freno risiede nel latto clic nel disco (1 1, 12, 21, 22. 31, 32, 41, 42, 51), o nella pastiglia (52) o nella pinza (54) o in tutti i suddetti componenti ? prevista la inserzione di materiale (14, 24, 36, 46, 53) ad alta capacit? di conduzione di calore c conseguentemente di dissipazione di calore, come rame, argento ecc.. o una lega di questi metalli, o un qualsiasi altro materiale con alta capacit? di conduzione e dissipazione di calore. The peculiarity? of the brake resides in the click in the disc (1 1, 12, 21, 22. 31, 32, 41, 42, 51), or in the pad (52) or in the caliper (54) or in all of the aforementioned components? expected the insertion of material (14, 24, 36, 46, 53) with high capacity? of heat conduction and consequently of heat dissipation, such as copper, silver etc .. or an alloy of these metals, or any other material with high capacity? conduction and heat dissipation.

La presente invenzione si riferisce al campo dei dispositivi di frenatura, e pi? precisamente ha per oggetto un freno di tipo a disco particolarmente ma non esclusivamente utile per veicoli su ruote Il principio di funzionamento dei freni a disco prevede in pratica almeno un disco di frenata vincolato coassialmente all'elemento in rotazione da frenare, e almeno un corrispondente corpo d'attrito (chiamato comunemente pastiglia del freno) che viene spinto sulla superficie del disco ortogonalmente a questa, ossia parallelamente all'asse di rotazione, da una pinza azionata in genere attraverso pressione idraulica. Lo strisciamento della pastiglia (o delle pastiglie) sul disco genera calore (s? ha trasformazione di energ?a cinetica in energia termica), calore che deve essere dissipato nel modo pi? efficiente possibile per evitare deformazioni del disco e degli altri componenti del dispositivo di frenatura, deformazioni che pregiudicherebbero l'efficienza de! sistema frenante. La insufficiente dissipazione del calore generato dalla azione di frenatura pu? portare altres? al fenomeno detto del ?fading" che origina dal deteriorarsi, per effetto dell'eccessivo calore, alla superficie di contatto, del materiale di cui ? composta la pastiglia generante attrito con diminuzione del coefficiente di attrito e scadimento dell?efficienza del sistema frenante e. ancora, pu? causare l'ebollizione del liquido deirimpianto idraulico con caduta di pressione neirimpianto stesso e perdita dell'azione frenante, per formazione di bolle gassose. The present invention relates to the field of braking devices, and more? precisely it has as its object a disc brake particularly but not exclusively useful for vehicles on wheels. of friction (commonly called brake pad) which is pushed onto the disc surface orthogonally to this, ie parallel to the rotation axis, by a caliper generally operated by hydraulic pressure. The sliding of the pad (or pads) on the disc generates heat (if kinetic energy is transformed into thermal energy), heat that must be dissipated in the most effective way. efficient as possible to avoid deformations of the disc and of the other components of the braking device, deformations that would affect the efficiency of the braking system. The insufficient dissipation of the heat generated by the braking action can? bring also? to the phenomenon known as? fading "which originates from the deterioration, due to the effect of excessive heat, of the material of which the pad is made, generating friction with a decrease in the friction coefficient and a deterioration in the efficiency of the braking system e. furthermore, it can cause the hydraulic system liquid to boil with a pressure drop in the system itself and loss of the braking action, due to the formation of gaseous bubbles.

Per smaltire il calore generato dall'azione di frenata, sono state messe a punto diverse soluzioni, molte delle quali prevedono una particolare configurazione del disco, come ad esempio dischi pieni con fori trasversali per aumentare la superficie di scambio con l'aria (superficie radiante) oppure diselli dotati d? un profilo esterno sagomato a definire delle appendici forate (disco ?margherita") ? ancora dischi ?ventilati? ovvero dischi formati da una coppia di dischi pi? sottili affiancati e solidali, che definiscono centralmente una intercapedine ventilante, o ancora dischi ?ventilati? e forati trasversalmente. Nel campo dei dispositivi di frenatura, l'esigenza principale ? quella di aumentare le prestazioni di fienaia senza pregiudicare pi? di tanto l'aspetto dimensionale dei componenti il sistema. To dispose of the heat generated by the braking action, various solutions have been developed, many of which provide for a particular configuration of the disc, such as solid discs with transverse holes to increase the exchange surface with the air (radiant surface ) or diselli with d? an external profile shaped to define perforated appendages (disk? margherita ")? again? ventilated? disks or disks formed by a pair of thinner disks side by side and integral, which centrally define a ventilating cavity, or even? ventilated? disks and In the field of braking devices, the main need is to increase the performance of the hay without compromising too much the dimensional aspect of the system components.

Questo sia per non aumentare le masse non sospese, che inciderebbero negativamente sulla tenuta del veicolo, sia per non aumentare l?effetto giroscopico aumentando le masse in rotazione, Queste esigenze sono per?, relativamente ai dispositivi di frenatura, di difficile raggiungimento perch? per aumentare la potenza frenante ? inevitabile aumentare la superf?cie di stri sci amento disco/pastiglia con conseguente aumento dimensionalo dei componenti e quindi delfiniere dispositivo. Viene allora ricercala una maggiore efficienza attraverso una migliorata capacit? del sistema a disperdere calore. Quindi fin traduzione d? dischi pieni ma forati in senso parallelo all'asse di rotazione e capaci di una maggiore superficie radiante, di dischi ?ventilati? cio? composti da due semidischi affiancati con capacit? di circolazione rii aria al loro interno, talvolta con disegni interni tali da generare un effetto ?turbina?, di dischi ventilati e forati cec. This is so as not to increase the unsprung masses, which would negatively affect the vehicle's grip, and to not increase the gyroscopic effect by increasing the rotating masses. to increase braking power? it is inevitable to increase the disc / pad sliding surface with a consequent increase in the size of the components and therefore the final device. Is it then sought a greater efficiency through an improved capacity? of the system to disperse heat. So fin translation d? solid discs but perforated parallel to the rotation axis and capable of a greater radiating surface, of? ventilated? that is? composed of two semi-discs side by side with capacity? air circulation inside them, sometimes with internal designs such as to generate a "turbine" effect, of ventilated and perforated discs cec.

Esiste addirittura in lettera tura almeno una invenzione che cerca di raggiungere lo scopo di una maggiore efficienza di dissipazione del calore attraverso un impianto di raffreddamento a liquido. Scopo della presente invenzione ? quello d? realizzare un dispositivo di frenatura del tipo freno a disco che consenta di aumentare la efficienza del sistema aumentando la capacit? di dissipazione del calore generato dalla azione frenante attraverso l'inserimento nel disco, nella pastiglia, nella pinza, o in tutti i suddetti componenti di inserti d? varia forma e dimensione, realizzati in materiali ad alta conducibilit? termica. There is even in literature at least one invention which seeks to achieve the object of greater heat dissipation efficiency through a liquid cooling system. Purpose of the present invention? what d? to realize a braking device of the disc brake type that allows to increase the efficiency of the system by increasing the capacity? of dissipation of the heat generated by the braking action through the insertion in the disc, in the pad, in the caliper, or in all the aforementioned components of inserts d? various shape and size, made of materials with high conductivity? thermal.

La conducibilit? termica, espressa in W/(m x C?) cio? in Watt / metri x Celsius ? compresa tra 36 ? 61 per gli acciai pi? o meno legati, mentre ? di circa 420 W/(m x C?) per l'Argento (Ag), circa 390 W/(in x C?) per il Rame (Cu), Quindi avremo, rispetto all 'acciaio di cui fossero ad esempio composti i dischi o i semidisehi, un guadagno di circa 1670% con il rame e circa 1850% per l'Argento, A titolo esemplificativo potrebbe trovare applicazione anche il diamante che, prescindendo dai costi, ha i valori pi? elevati di coefficiente di conduzione termica (tra 1000 ? 2600 W/(m x C?)). Va poi considerato che i diversi materiali hanno un diverso coefficiente di dilatazione termica :Cu ? 17 * 10?-6 1 Acciaio = 11 * 10? -6 1 Cp,. Quindi il rame ha un coefficiente di dilatazione termica, superiore del 50% ri spello all'acciaio. Di questo andr? tenuto conto nel posizionamento dei materiali, prevedendo un collegamento non solidale. The conductivity thermal, expressed in W / (m x C?) in Watts / meters x Celsius? between 36? 61 for steels pi? or less tied, while? of about 420 W / (m x C?) for the Silver (Ag), about 390 W / (in x C?) for the Copper (Cu). or the semidisehi, a gain of about 1670% with the copper and about 1850% for the Silver. high coefficient of thermal conduction (between 1000? 2600 W / (m x C?)). It should also be considered that the different materials have a different coefficient of thermal expansion: Cu? 17 * 10? -6 1 Steel = 11 * 10? -6 1 Cp ,. Therefore copper has a thermal expansion coefficient, 50% higher than steel. Of this will you go? taken into account in the positioning of the materials, providing for a non-integral connection.

Appare evidente che l'inserinnento di elementi opportunamente sagomati e dimensionati, dimensioni e sagome che tengano ne! debito conto i diversi coefficienti di dilatazione dei materiali, posti nel disco o tra i due semidischi di un disco ventilalo, nella pastiglia, nella pinza o in tutti i componenti suddetti c composti detti elementi ad esempio di Argento o Rame o di una lega di questi metalli, in particolare se posti nel flusso di aria che il disco ventilato genera nella sua rotazione, abbia un effetto nettamente positivo nella dissipazione del calore generalo nella azione di frenata sia per il notevole guadagno in conducibilit? termica del finsi eme, che per un ulteriore aumento della superficie radiante, Questo e altri scopi, che saranno pi? chiari in seguilo, sono raggiunti con un freno a disco comprendente almeno? un disco vincolato all'elemento in rotazione da frenare, ed almeno una corrispondente pastiglia di frenaggio atta ad agire in strisciamento relativo sul disco. La peculiarit? del freno risiede nel fatto che il disco o la pastiglia o la pinza o tutti i suddetti componenti il sistema frenante prevedono l'inserimento di materiale ad alta conducibilit? termica. It is evident that the insertion of suitably shaped and dimensioned elements, dimensions and shapes that hold the due account of the different coefficients of expansion of the materials, placed in the disc or between the two semi-discs of a ventilated disc, in the pad, in the caliper or in all the aforementioned components composed of said elements, for example of Silver or Copper or an alloy of these metals, in particular if placed in the flow of air that the ventilated disc generates in its rotation, has a clearly positive effect in the dissipation of the heat generated in the braking action both for the considerable gain in conductivity? thermal of the finsi heme, which for a further increase in the radiating surface, This and other purposes, which will be more? clear in follow it, are achieved with a disc brake comprising at least? a disk constrained to the rotating element to be braked, and at least one corresponding braking pad able to act in relative sliding on the disk. The peculiarity? of the brake lies in the fact that the disc or the pad or the caliper or all the aforementioned components of the braking system provide for the insertion of material with high conductivity? thermal.

Le caratteristiche e i vantaggi del freno a disco secondo la presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla descrizione di una sua forma realizzati va, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in cui : The features and advantages of the disc brake according to the present invention will be more apparent. clearly from the description of one of its embodied forms, it should be made by way of non-limiting example with reference to the attached drawings in which:

la fig. I rappresenta una vista prospettica di un disco secondo l'invenzione, dove in 4 sono rappresentati gli inserti a alta conducibilit? termica; fig. I represents a perspective view of a disc according to the invention, where in 4 the inserts with high conductivity are represented. thermal;

la fig. 2 rappresenta una vista prospettica r?ell?imemo del disco in f?g.l dove in 4 sono rappresentati gli inserti ad alta conducibilit? termica; fig. 2 represents a r? Ell? Imem perspective view of the disc in f? G.l where in 4 the inserts with high conductivity are represented? thermal;

la fig. 3 rappresenta una vista prospettica deirintcmo del disco freno relativamente ad una seconda forma rea?izzativa con in 6 sono rappresentati gli inserti ad alta conducibilit? termica; fig. 3 represents a perspective view of the interior of the brake disc relative to a second embodiment with the inserts with high conductivity shown in 6. thermal;

la fig . 4 rappresenta una vista prospettica dell'interno del disco freno relativamente ad una terza forma rea?izzativa con in 6 gli inserti ad alta conducibilit? termica; fig. 4 represents a perspective view of the interior of the brake disc relative to a third embodiment with at 6 the inserts with high conductivity. thermal;

la fig. 5 rappresenta una vista in sezione della pastiglia frenante realizzata secondo la presente invenzione, con in 3 l'inserto di materiale a alta conducibilit? lenitica . fig. 5 represents a sectional view of the brake pad made according to the present invention, with at 3 the insert of high conductivity material. soothing.

Risulta evidente come l?invenzione cosi descritta poita a compimento gli scopi ad essa preposti. Infatti aver realizzato degli inserti di materiale ad alta conducibilit? termica porta a un netto guadagno nella conduzione e conseguentemente nella dissipazione del calore generato dalla azione frenante c quindi ad un aumento della efficienza del sistema frenante. It is evident that the invention thus described has accomplished the intended purposes. In fact, having made inserts of high conductivity material? thermal leads to a net gain in conduction and consequently in the dissipation of the heat generated by the braking action and therefore to an increase in the efficiency of the braking system.

La presente descrizione ha illustrato il concetto generale che sta alla base dell'invenzione, ossia la realizzazione di un accoppiamento al materiale del disco o della pastiglia, o della pinza o di tutti i suddetti componenti, di qualsiasi materiale siano realizzati, purch? compatibili con l?uso specifico, di materiali ad alta conducibilit? termica. The present description has illustrated the general concept underlying the invention, that is the realization of a coupling to the material of the disc or pad, or of the caliper or of all the aforesaid components, of whatever material they are made, provided that compatible with the specific use of materials with high conductivity thermal.

Il freno a disco cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti ndl'amb?to del medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dall?ambito protettivo del l'invenzione medesima. The disc brake cos? conceived? susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the same inventive concept; furthermore, all the details may be replaced by other technically equivalent elements, without thereby departing from the protective scope of the invention itself.

In pratica, i materiali impiegati e la loro forma , purch? compatibili con l?uso specifico, nonch? le forme e dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. Ove le caratteristiche tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da disegni di riferimento, questi sono stati acclusi, a titolo di esempio, al solo scopo di aumentare l'intelligibilit? delle rivendicazioni e di conseguenza non hanno alcun effetto limitante sulla interpretazione di ciascun elemento che identificano. In practice, the materials used and their shape, provided? compatible with the specific use, as well as? the shapes and dimensions may be any according to the requirements and the state of the art. Where the technical features mentioned in any claim are followed by reference drawings, these have been included, by way of example, for the sole purpose of increasing intelligibility. of the claims and consequently have no limiting effect on the interpretation of each element they identify.

Claims (2)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema frenante del tipo freno a disco comprendente almeno un disco (11,12, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51) vincolato all'elemento in rotazione da frenare, almeno una pinza di frenaggio (54) ed almeno una corrispondente pastiglia di frenaggio (52) atta a agire in strisciamento relativo su dello disco, caratterizzato dal fatto che detto almeno Un disco (I I, 12, 21. 22, 31, 32, 41, 42, 51), almeno una pastiglia (52), almeno una pinza (54), prevede delle inserzioni (14, 24, 36, 46, 53) costituite con materiale ad alta conducibilit? termica. CLAIMS 1. Disc brake type braking system comprising at least one disc (11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51) constrained to the rotating element to be braked, at least one brake caliper (54) and at least one corresponding braking pad (52) able to act in relative sliding on the disc, characterized in that said at least One disc (I I, 12, 21. 22, 31, 32, 41, 42, 51), at least one pad (52), at least one pliers (54), provides inserts (14, 24, 36, 46, 53) made of material with high conductivity? thermal. 2. Freno a disco sostanzialmente come sopra descritto ed illustrato con riferimento ai disegni annessi. 2. Disc brake substantially as described above and illustrated with reference to the attached drawings.