IT202000010954A1

IT202000010954A1 - Dispositivo di azionamento per freno a disco

Info

Publication number: IT202000010954A1
Application number: IT102020000010954A
Authority: IT
Inventors: Andrea Casadio
Original assignee: Brembo Spa
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-14
Also published as: US20230202445A1; CN115867469A; EP4149806B1; EP4149806A1; KR20230011334A; WO2021229375A1; JP7779860B2; JP2023525327A

Description

?DISPOSITIVO DI AZIONAMENTO PER FRENO A DISCO?

DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione concerne un dispositivo di azionamento per un freno a disco, in particolare per un freno a disco elettromeccanico, nonch? un freno a disco dotato di tale dispositivo di azionamento.

[0002] Sono noti dispositivi di azionamento per freni a disco comprendenti un motoriduttore associato ad una vite a ricircolo di sfere, che trasforma la coppia generata dal motoriduttore in una forza frenante lineare diretta contro le pastiglie del freno a disco.

[0003] In questi dispositivi di azionamento, la vite a ricircolo di sfere assolve due funzioni. La prima ? quella di trasmettere forza frenante alla pastiglia del freno a disco, tale che la pastiglia attui una coppia frenante sul disco freno del freno a disco. La seconda funzione ? quella di recuperare, compensare, l?usura delle pastiglie.

[0004] I dispositivi di azionamento con viti a ricircolo di sfere, per quanto idonei a trasferire carico frenante alle pastiglie del freno a disco e a compensarne l?usura, presentano diversi inconvenienti.

[0005] Difatti, questi dispositivi di azionamento presentano un elevato ingombro assiale, ovvero in direzione dell?applicazione della forza frenante, nonch? costi, rumorosit? e pesi elevati.

[0006] Un altro inconveniente dei dispositivi di azionamento con vite a ricircolo di sfere ? dato dall?impossibilit? di poter definire leggi di avanzamento non lineari. Difatti, le viti a ricircolo di sfere hanno un passo di vite costante e, conseguentemente, una legge di avanzamento lineare direttamente proporzionale all?angolo di rotazione della vite.

[0007] Sarebbe invece desiderabile disporre di un dispositivo di azionamento con un avanzamento non lineare pi? adatto alle distinte fasi di avvicinamento del pistone fino a realizzare il contatto pistone-pastiglia-disco, e di stringimento del pistone per serrare le pastiglie contro il disco freno.

[0008] Un ulteriore dispositivo di azionamento noto ? il cosiddetto meccanismo ?ball-in-ramp?. Un meccanismo ball-in-ramp ? anch?esso un meccanismo di conversione di un moto rotatorio in un moto traslatorio e comprende due componenti affacciati, girevoli l?uno rispetto all?altro, e una pluralit? di sfere interposte a contatto tra i due componenti affacciati e accolte all?interno di piste (o rampe) di rotolamento formate nei due componenti. Le piste di rotolamento hanno uno sviluppo elicoidale in modo tale che la rotazione relativa tra i due componenti affacciati determini un effetto cuneo e una loro traslazione assiale di allontanamento reciproco.

[0009] I meccanismi ball-in-ramp presentano ingombri assiali molto inferiori rispetto alle viti a ricircolazione di sfere, sono in grado di generare forze frenanti molto elevate in dipendenza lineare o non lineare (a seconda della conformazione delle piste a rampa per le sfere) dall?angolo di rotazione relativa dei due componenti affacciati.

[0010] Tuttavia, i meccanismi ball-in-ramp noti presentano l?inconveniente di una corsa assiale molto limitata, che rende difficile il recupero dell?usura delle pastiglie del freno a disco.

[0011] Lo scopo della presente invenzione ? pertanto quello di mettere a disposizione un dispositivo di azionamento per freno a disco avente caratteristiche tali da ovviare ad almeno alcuni degli inconvenienti evidenziati nell?arte nota.

[0012] Uno scopo particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un dispositivo di azionamento per freno a disco avente ingombri assiali, costi e peso ridotti, a parit? di efficienza o con un?efficienza di frenatura migliorata.

[0013] Un ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un dispositivo di azionamento per freno a disco configurabile con leggi di avanzamento non lineari.

[0014] Un ancora ulteriore scopo dell?invenzione ? quello conciliare le esigenze apparentemente contrastanti di un ingombro assiale ridotto, ad oggi incompatibile con l?impiego di un convertitore di moto a vite, e di una extracorsa del pistone per poter recuperare l?usura delle pastiglie, ad oggi incompatibile con l?impiego di un sistema ?sfera su rampa?.

[0015] Questi ed altri scopi sono raggiunti mediante un dispositivo di azionamento per freno a disco secondo la rivendicazione 1.

[0016] Le rivendicazioni dispendenti si riferiscono a forme di realizzazione preferite e vantaggiose della presente invenzione.

[0017] Per meglio comprendere l?invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune sue forme esemplificative e non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

[0018] ? la figura 1 ? una vista prospettica di un freno a disco, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0019] ? la figura 2 ? una vista in sezione in un piano radiale di un dettaglio di un freno a disco, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0020] ? la figura 3 ? una vista esplosa di un dispositivo di azionamento per freno a disco, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0021] ? la figura 4A ? una vista prospettica di un dispositivo di azionamento per freno a disco parzialmente assemblato, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0022] ? la figura 4B ? una vista prospettica del dispositivo di azionamento per freno a disco di figura 4A, assemblato;

[0023] ? la figura 5 ? una vista in sezione radiale del dispositivo di azionamento di figura 4B;

[0024] ? la figura 5A ? una vista di particolare di un dispositivo di azionamento, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0025] ? la figura 5B ? una vista esplosa di un particolare del dispositivo di azionamento, secondo una forma di realizzazione alternativa rispetto alla figura 3;

[0026] ? la vista 6A ? una vista in sezione ortogonale ad un asse di azionamento, in una prima configurazione operativa;

[0027] ? la vista 6B ? una vista in sezione ortogonale ad un asse di azionamento, in una seconda configurazione operativa;

[0028] ? la figura 7 ? una vista in sezione in un piano radiale di un dettaglio di un freno a disco, secondo un?ulteriore forma di realizzazione dell?invenzione;

[0029] ? la figura 8 ? una vista esplosa di un dispositivo di azionamento per freno a disco, secondo un?ulteriore forma di realizzazione dell?invenzione;

[0030] ? la figura 8A ? un?ulteriore vista esplosa del dispositivo di azionamento per freno a disco rappresentato in figura 8;

[0031] ? la figura 9 ? una vista prospettica di un dispositivo di azionamento per freno a disco parzialmente assemblato, secondo un?ulteriore forma di realizzazione dell?invenzione;

[0032] ? la figura 10 ? una vista in sezione radiale del dispositivo di azionamento di figura 9, assemblato;

[0033] ? la figura 10A ? una vista in sezione radiale di un dispositivo di azionamento per freno a disco, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0034] ? la figura 11A ? una vista prospettica di un dispositivo di azionamento per freno a disco parzialmente assemblato, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0035] ? la figura 11B ? una vista prospettica del dispositivo di azionamento per freno a disco di figura 11A, assemblato;

[0036] ? la figura 12 ? una vista in sezione radiale di un dispositivo di azionamento di un freno a disco, secondo un?ulteriore forma di realizzazione;

[0037] ? la figura 13A ? una vista prospettica di un dispositivo di azionamento, secondo un?ulteriore forma di realizzazione dell?invenzione;

[0038] ? la figura 13B ? una vista frontale del dispositivo di azionamento in figura 13A.

[0039] Descrizione dettagliata dell?invenzione

[0040] Nella seguente descrizione, il termine di orientamento ?anteriore? si riferisce all?orientamento di lati, facce, superfici, ecc. nel verso di avanzamento (frenatura) del pistone, il termine di orientamento ?posteriore? si riferisce all?orientamento di lati, facce, superfici, ecc. nel verso di ritiro del pistone, se non diversamente specificato. I termini ?radiale?, ?circonferenziale?, ?assiale? sono da intendersi rispetto all?asse di azionamento del pistone, se non diversamente specificato.

[0041] Con riferimento alle figure, un dispositivo di azionamento 1 per freno a disco 2, comprende:

[0042] - un pistone 7 supportato in modo scorrevole lungo un asse di azionamento 8,

[0043] ? un primo convertitore di moto a sfere su rampa 100, avente una prima porzione a rampa 101 assialmente stazionaria e azionabile in rotazione intorno all?asse di azionamento 8, una seconda porzione a rampa 102 accoppiata con il pistone e affacciata con la prima porzione a rampa 101, e una pluralit? di organi volventi (sfere) 29 interposti a contatto tra piste a rampa 103 formate dalla prima 101 e seconda porzione a rampa 102, in modo tale che la rotazione della prima porzione a rampa 101 rispetto alla seconda porzione a rampa 102 comporti una traslazione di frenatura della seconda porzione a rampa 102 insieme al pistone 7 rispetto alla prima porzione a rampa 101, lungo l?asse di azionamento 8,

[0044] ? un secondo convertitore di moto 4 a vite e madrevite senza ricircolazione di sfere, collegato tra la seconda porzione a rampa 102 e il pistone 7, in modo tale che una rotazione della seconda porzione a rampa 102 rispetto al pistone 7 intorno all?asse di azionamento 8 comporti una ulteriore traslazione di compensazione del pistone 7 rispetto alla seconda porzione a rampa 102, lungo l?asse di azionamento 8,

[0045] ? un limitatore di coppia 10 (o, in altre parole, una frizione torsionale (torsional clutch) che:

- realizza un collegamento torsionale della prima porzione a rampa 101 con la seconda porzione a rampa 102, per una loro rotazione all?unisono intorno all?asse di azionamento 8, fino al raggiungimento di un momento torcente limite predeterminato in detto collegamento torsionale,

- disaccoppia la rotazione della prima porzione a rampa 101 rispetto alla seconda porzione a rampa 102 intorno all?asse di azionamento 8 al superamento del momento torcente limite predeterminato.

[0046] In questo modo, in una prima fase di avvicinamento del pistone 7 alla pastiglia fino ad un impegno pistone-pastiglia-disco freno (la fase di extra corsa necessaria per compensare lo spessore di pastiglia usurato), entrambe le porzioni a rampa 101, 102 del primo convertitore di moto a sfere su rampa 100 ruotano all?unisono e fanno avanzare il pistone 7, grazie all?azione del solo secondo convertitore di moto a vite e madrevite 4.

[0047] A conclusione della prima fase di avvicinamento, l?impegno premente pistone-pastigliadisco freno aumenta la resistenza meccanica contro un ulteriore avanzamento del pistone 7 fino al superamento del momento torcente limite predeterminato nel collegamento torsionale tra la prima porzione a rampa 101 e la seconda porzione a rampa 102, e la loro rotazione relativa comporta la traslazione di frenatura del pistone 7 (per una corsa di frenatura molto limitata), grazie all?azione del solo primo convertitore di moto 100 a sfere su rampa.

[0048] La prima porzione di rampa 101 pu? essere collegata ad un albero di ingresso o ad un generico organo girevole di ingresso 3, ad esempio di un ingranaggio di riduzione o di un motore elettrico.

[0049] In modo convenzionale, il pistone 7 ? configurato per trasmettere una forza assiale in direzione dell?asse di azionamento 8, su una pastiglia 9 del freno a disco 2.

[0050] Vantaggiosamente, il dispositivo di azionamento 1 cos? configurato risulta maggiormente compatto e leggero rispetto ai dispositivi di azionamento della tecnica nota.

[0051] Inoltre, il dispositivo di azionamento 1 elimina la necessit? dell?impiego di viti a ricircolazione di sfere e presenta ingombri, peso e costi ridotti.

[0052] Inoltre, il dispositivo di azionamento 1 cos? configurato concilia le esigenze di disporre di una corsa di frenatura ad elevata forza e buona reversibilit? di movimento, un?elevata efficienza, e di una corsa di compensazione dell?usura delle pastiglie 9 a forza ridotta ed irreversibile.

[0053] Il dispositivo di azionamento 1 cos? configurato, trasforma una coppia proveniente dall?organo girevole di ingresso 3 in una forza lineare, mediante due distinti fasi di funzionamento. Nella prima fase avviene il recupero dell?usura delle pastiglie 9 del freno a disco 2, accostando il pistone 7 alla pastiglia 9 del freno a disco 2. Questa movimentazione ? conseguita mediante il secondo convertitore di moto 4 a vite-madrevite, tramite forze non elevate, inferiori rispetto alla forza di frenatura. Nella seconda fase avviene la frenatura vera e propria, ovvero la generazione della forza di frenatura da parte del pistone 7 sulla pastiglia 9 del freno a disco 2. Il movimento traslatorio del pistone 7 che genera la forza di frenatura, viene generato mediante il secondo convertitore di moto 100 a sfere su rampa.

[0054] Descrizione dettagliata del primo convertitore di moto 100 a sfere su rampa [0055] Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, la prima porzione di rampa 101 pu? formare essa stessa l?organo girevole d?ingresso 3 del dispositivo 1 e la seconda porzione di rampa 102 pu? essere direttamente formata ad un corpo vite 5 del secondo convertitore di moto 4 a vite-madrevite.

[0056] Ci? aumenta la compattezza del dispositivo di azionamento 1, riducendone gli ingombri in direzione dell?asse di azionamento 8.

[0057] Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa, la prima porzione di rampa 101 ? formata da un corpo rotore 23 avente una forma sostanzialmente cilindrica, con una parete di rotore circonferenziale 25 estesa in direzione dell?asse di azionamento 8, una parete anteriore di rotore 26 ed una parete posteriore di rotore 27.

[0058] La parete anteriore di rotore 26 ? rivolta in una direzione di avanzamento del pistone 7 e forma una o pi?, preferibilmente tre, prime piste di rotolamento 28 delle piste a rampa 103, nonch? un albero di trasmissione 24, sporgente dalla parete anteriore rotore 26, coassiale all?asse di azionamento 8, e collegato con il limitatore di coppia 10. L?albero di trasmissione 24 pu? inoltre formare un supporto girevole e di centraggio per la seconda porzione a rampa 102.

[0059] La parete di rotore circonferenziale 25 pu? formare una dentatura 50 estesa attorno all?asse di azionamento 8, ad esempio in corrispondenza della parete posteriore di rotore 27, per la trasmissione di una coppia/rotazione di azionamento.

[0060] Secondo una forma di realizzazione alternativa (figura 12), il corpo rotore 23 ? formato come un allargamento radiale di un albero 48 che forma sia l?albero di trasmissione 24 esteso assialmente nel dispositivo di azionamento 1, sia un albero di ingresso esteso su un lato posteriore del corpo rotore 23 opposto all?albero di trasmissione 24.

[0061] Secondo una forma di realizzazione, il primo convertitore di moto 100 comprende un gruppo cuscinetto 105 configurato per un posizionamento della prima porzione di rampa 101, in particolare del corpo rotatore 23, stazionario in traslazione e concentrico rispetto all?asse di azionamento 8, e per sostenere i carichi assiali generati durante il funzionamento del dispositivo di azionamento 1 e, eventualmente, anche i carichi radiali dovuti all?ingranamento con la dentatura 50.

[0062] Vantaggiosamente, il gruppo cuscinetto 105 ? posizionato internamente al corpo rotore 23, coassiale col corpo rotore 23 e, possibilmente, in corrispondenza della posizione della dentatura 50 (per direttamente fornirne un vincolo di reazione radiale).

[0063] Il gruppo cuscinetto 105 pu? comprendere un cuscinetto volvente a quattro punti di contatto.

[0064] Secondo una forma di realizzazione, una parete posteriore di vite 21 del corpo vite 5, rivolta verso il corpo rotore 23, forma almeno una, preferibilmente tre, seconde piste di rotolamento 22 delle piste a camma 103.

[0065] Vantaggiosamente, rispettivamente una prima pista di rotolamento 28 e una seconda pista di rotolamento 22 tra loro affacciate accolgono tra loro rispettivamente una sfera di rotolamento 29.

[0066] Le piste di rampa 103 delle porzioni a rampa 101, 102 si estendono in modo elicoidale (o, in altre parole: eccentrico e in direzione circonferenziale) rispetto all?asse di azionamento 8. Ciascuna delle porzioni a rampa 101, 102 pu? formare ad esempio due o tre piste di rotolamento 103 disposte in successione circonferenziale e tra loro separate da nervature di separazione in modo tale da accogliere gli organi volventi (sfere) 29 nella loro posizione pianificata.

[0067] Le piste di rampa 103 possono essere configurate come elica a passo variabile in direzione dell?asse di azionamento 8, definendo una legge di conversione rotazionetraslazione non-lineare.

[0068] Secondo una forma di realizzazione, l?almeno una pista di rampa 103 ? sagomata in modo da limitare radialmente la movimentazione della sfera 29.

[0069] Vantaggiosamente, ci? evita il rischio di un?eventuale fuoriuscita dell?almeno una sfera 29 dalla corrispondente pista di rampa 103.

[0070] Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa, sfere di rotolamento 29 sono accolte inoltre da una gabbia di contenimento 30 interposta tra le porzioni a rampa prima 101 e seconda 102, ovvero tra il corpo rotore 23 e il corpo vite 5, vantaggiosamente supportata (girevolmente) sull?albero di trasmissione 24.

[0071] Secondo una forma di realizzazione, la gabbia di contenimento 30 forma palette 104 o sedi per sfera radialmente aperte o chiuse e avvolgenti per impedire una fuoriuscita radiale delle sfere di rotolamento 29.

[0072] Secondo una forma di realizzazione, la prima porzione di rampa 101, la seconda porzione di rampa 102 e gli organi volventi (sfere) 29 sono elasticamente spinte a contatto l?una contro l?altra in direzione dell?asse di azionamento 8.

[0073] Ci? ovvia all?insorgere di vibrazioni delle sfere nelle piste a rampa e rumorosit? e mantiene i singoli componenti nella loro posizione pianificata.

[0074] Secondo una forma di realizzazione (figure 11A, 11B), il dispositivo di azionamento 1 comprende una molla di precarico assiale 42, configurata per spingere assialmente la prima porzione di rampa 101 verso la seconda porzione di rampa 102 o, in altre parole, il corpo vite 5 contro il corpo rotore 23. La stessa molla di precarico assiale 42 pu? essere disposta per precaricare assialmente l?insieme di primo convertitore di moto 100 e limitatore di coppia 10.

[0075] La molla di precarico assiale 42 pu? essere supportata (ad esempio tramite un anello Seeger 41) sull?albero di trasmissione 24 e serrata tra una porzione di estremit? libera (anteriore, rivolta nel verso di avanzamento del pistone 7) dell?albero di trasmissione 24 e una parete anteriore 20 del corpo vite 5, ad esempio una molla elicoidale, una o pi? molle Belleville in serie, oppure una molla ad onda.

[0076] Secondo una forma di realizzazione (figure 10, 10A), l?albero di trasmissione 24 (formato di pezzo o solidale con il corpo rotore 23) forma un foro assiale passante che accoglie un tirante 46 avente un?estremit? anteriore a testa di fungo o a piattello appoggiata assialmente contro la parete anteriore 20 del corpo vite 5 (in direzione opposta al verso di avanzamento del pistone 7) ed una porzione di estremit? posteriore sporgente in una cavit? interna del corpo rotore 23, in cui una molla di precarico assiale 42?, vantaggiosamente una molla di Belleville, o pi? molle di Belleville in serie, o una o pi? molle elicoidali inserite sul tirante 46, pu? essere supportata (ad esempio tramite un anello Seeger 41?) sul tirante 46 e serrata tra la porzione di estremit? posteriore del tirante 46 e una superficie di fondo della cavit? interna del corpo rotore 23, preferibilmente tramite l?interposizione di un cuscinetto assiale (volvente) 47.

[0077] Vantaggiosamente, il primo convertitore di moto 100, il secondo convertitore di moto 4 e il limitatore di coppia 10 sono almeno parzialmente, preferibilmente completamente, accolti in una cavit? interna del pistone 7, occupando quindi un medesimo spazio assiale.

[0078] Con ulteriore vantaggio il limitatore di coppia 10 ? almeno parzialmente, preferibilmente completamente, accolto in una cavit? interna del secondo convertitore di moto 4, preferibilmente in una cavit? interna del corpo vite 5, occupando quindi un medesimo spazio assiale.

[0079] Descrizione dettagliata del pistone 7 e del secondo convertitore di moto 4 a vitemadrevite

[0080] Secondo una forma di realizzazione, il pistone 7 ha una forma sostanzialmente cilindrica cava concentrica all?asse di azionamento 8, con una parete cilindrica 14 che definisce una superficie esterna di pistone 11 ed una superficie interna di pistone 12, una parete di testa 13 trasversale alla parete laterale 14 e formata ad un?estremit? anteriore del pistone 7 e, in condizioni operative, rivolta verso la pastiglia 9 del freno a disco 2.

[0081] Secondo una forma di realizzazione preferita, la superficie interna di pistone 12 ? filettata e avvitata sul corpo vite 5 tale da realizzare una madrevite 6 del secondo convertitore di moto 4 a vite-madrevite.

[0082] Secondo una forma di realizzazione, il pistone 7 forma mezzi anti-rotazione, ad esempio una o pi? sporgenze radiali 16 scorrevolmente accolte in una o pi? corrispondenti guide 16? formate nel cilindro 16?? ed estese in direzione dell?asse di azionamento 8, in modo tale da consentire una traslazione assiale ed impedire una rotazione del pistone 7 rispetto al cilindro 16??.

[0083] In accordo con una forma di realizzazione, la sporgenza 16 pu? essere formata da un grano, preferibilmente in acciaio, inserito o avvitato in un foro (filettato) 15 della parete cilindrica 14, e orientato in direzione radiale rispetto all?asse di azionamento 8.

[0084] Impedendo la rotazione del pistone 7 intorno all?asse di azionamento 8 e una traslazione della vite 5 in direzione dell?asse di azionamento 8, una rotazione del corpo vite 5 avvitato nella filettatura interna del pistone 7 comporta una traslazione del pistone 7 lungo l?asse di azionamento 8.

[0085] Secondo una forma di realizzazione, la parete cilindrica 14 pu? formare, sul lato della parete di testa 13, una gola circonferenziale 17 adatta ad accogliere una guarnizione parapolvere.

[0086] Secondo una forma di realizzazione, il corpo vite 5 forma:

[0087] - una parete laterale 18 cilindrica, concentrica rispetto all?asse di azionamento 8, con una filettatura esterna per l?avvitamento con la filettatura interna del pistone 7.

[0088] - una parete anteriore di vite 20 rivolta nel verso di avanzamento del pistone 7 ed una parete posteriore di vite 21 opposta alla parete anteriore di vite 20,

[0089] ? una sede di accoppiamento 19, preferibilmente radialmente e assialmente all?interno rispetto alla filettatura esterna, e che accoglie il limitatore di coppia 10.

[0090] Questa configurazione contribuisce ad un?ulteriore riduzione degli ingombri assiali del dispositivo 1.

[0091] Secondo una forma di realizzazione, la parete posteriore di vite 21 forma un foro passante 43 sboccante nella sede di accoppiamento 19, attraverso il quale si estende l?albero di trasmissione 24 fino nella sede di accoppiamento 19.

[0092] Il foro passante 43 realizza un supporto centrato e girevole del corpo vite 5 rispetto al corpo rotore 23.

[0093] Un bordo circonferenziale tra la parete laterale 18 filettata e la parete anteriore di vite 20 ? smussato per agevolare l?inserimento ed avvitamento del corpo vite 5 all?interno della madrevite 6 formata dal pistone 7.

[0094] Descrizione dettagliata del limitatore di coppia 10

[0095] Secondo una forma di realizzazione, il limitatore di coppia 10 comprende una o pi?, preferibilmente due, ganasce 31 accoppiate solidali in rotazione al corpo vite 5 e elasticamente sollecitate in impegno con l?albero di trasmissione 24.

[0096] Secondo una forma di realizzazione, la sede di accoppiamento 19 forma due superfici di battuta 44 contrapposte in direzione diametrale rispetto all?asse di azionamento 8 e due superfici laterali di guida 44?. Le ganasce 31 (che possono essere formate da slitte) sono accolte tra le superfici laterali di guida 44?, e guidate radialmente all?asse di azionamento 8. Tra le superfici di battuta 44 e le ganasce 31 sono disposti elementi elastici precaricati 32, ad esempio molle di compressione 33.

[0097] Le ganasce 31 e una porzione di impegno torsionale dell?albero di trasmissione 24 sono sagomati in modo da poter formare un accoppiamento ad interferenza (con precarico elastico) solidale in rotazione.

[0098] In particolare, la porzione di impegno torsionale dell?albero di trasmissione 24 pu? avere due facce opposte 38 piatte e parallele, mentre le ganasce 31 possono formare superfici di accoppiamento 34 a forma di trapezio rivolte verso l?albero di trasmissione 24 (figure 8, 8A).

[0099] Quando la coppia trasmessa ? inferiore al momento torsionale limite, l?albero di trasmissione 24 ? innestato tra le ganasce 31 e le ganasce 31 sono solidalmente girevoli con l?albero di trasmissione 24.

[00100] Al superamento del momento torsionale limite, l?albero di trasmissione 24 divarica le ganasce allontanandole contro la forza elastica delle molle di compressione 33, permettendo una rotazione relativa del corpo rotore 23 rispetto al corpo vite 5.

[00101] Il limitatore di coppia 10 cos? configurato presenta una struttura semplice e di agevole manutenzione e sostituzione di ganasce 31 usurate, se necessario.

[00102] Vantaggiosamente, il limitatore di coppia 10 comprende due ganasce 31 posizionate l?una opposta all?altra rispetto all?albero di trasmissione 24.

[00103] Secondo una forma di realizzazione, ciascuna ganascia 31 forma una superficie di accoppiamento 34 rivolta verso l?albero di trasmissione 24, ed una superficie di sollecitazione 35 contro la quale agisce l?elemento elastico 32 che sollecita la ganascia 31 contro l?albero di trasmissione 24.

[00104] Vantaggiosamente, la superficie di sollecitazione 35 forma una sede 40 per accogliere un?estremit? dell?elemento elastico 32.

[00105] Secondo un?ulteriore forma di realizzazione, la superficie di accoppiamento 34 comprende una superficie centrale 36 sostanzialmente planare, disposta tra due pareti o superfici di contenimento 37 estese trasversalmente o inclinate rispetto alla superficie di sollecitazione 35, in modo tale da sagomare la superficie di accoppiamento 34 a forma di canale trapezoidale o poligonale aperto.

[00106] In accordo con una forma di realizzazione, la porzione di accoppiamento dell?albero di trasmissione 24 forma due superfici di contrasto 38 sostanzialmente planari, disposte fra due superfici opposti curve a segmento cilindrico o ellissoidale 39.

[00107] Vantaggiosamente, una regione di transizione tra le superfici di contrasto 38 e le superfici curve 39 dell?albero 24 ? raccordata (priva di angolo interno) o smussata in modo tale da diminuire la pressione di contatto localizzata e, quindi, l?usura delle superfici. Questo premette inoltre di realizzare le ganasce 31 in un materiale meno duro rispetto al materiale dell?albero 24.

[00108] In configurazione di innesto tra albero di trasmissione 24 e ganasce 31, la superficie centrale 36 delle ganasce 31 ? in contatto contro la corrispondente superficie di contrasto 38 dell?albero di trasmissione 24, e le pareti o superfici di contenimento 37 delle ganasce 31 abbracciano l?albero di trasmissione 24 in corrispondenza delle superfici curve 39.

[00109] Una fuoriuscita accidentale delle ganasce 31 in direzione assiale fuori dalla sede di accoppiamento 19 viene impedita dall?estremit? anteriore a testa di fungo del tirante 46 (figura 10) o dalla molla 42 (figure 11A, 11B) che occlude almeno parzialmente il passaggio verso l?esterno, mantenendo le ganasce 31 nello spazio tra la testa a fungo o la molla 42 e una parete di battuta 45 formata all?interno del corpo vite 5.

[00110] Secondo una forma di realizzazione (figure 3), il dispositivo di azionamento 1 comprende un anello di ritenuta 41 (ad esempio un anello Seeger in acciaio) fissato sull?albero di trasmissione 24 in modo tale da trattenere le ganasce 31 tra l?anello di ritenuta 41 e la parete di battuta 45 del corpo vite 5, impedendo una fuoriuscita delle ganasce 31 dalla sede di accoppiamento 19.

[00111] Secondo una forma di realizzazione alternativa (figure 13A, 13B), il limitatore di coppia 10 comprende una molla torsionale 51, ad esempio una molla a spirale collegata tra la prima porzione di rampa 101 e la seconda porzione di rampa 102 del primo convertitore di moto 100.

[00112] La curva momento-deformazione della molla torsionale 51 ? scelta in modo tale che, al di sotto del momento torcente limite predeterminato, la molla a spirale piana 51 accoppi sostanzialmente solidalmente in rotazione la prima porzione di rampa 101 e la seconda porzione di rampa 102, mentre al di sopra del momento torcente limite predeterminato, la molla torsionale 51 si deforma progressivamente permettendo una rotazione relativa della prima porzione di rampa 101 rispetto alla seconda porzione di rampa 102.

[00113] Secondo una forma di realizzazione, una prima estremit? della molla torsionale 51 ? solidalmente collegata al corpo rotore 23, in particolare all?albero di trasmissione 24, e la seconda estremit? della molla torsionale 51 ? solidalmente collegata al corpo vite 5.

[00114] Secondo una forma di realizzazione, il momento torcente limite predeterminato ? compreso tra 800 Nmm e 400 Nmm, preferibilmente tra 690 Nmm e 490 Nmm, ancora pi? preferibilmente tra 640 Nmm e 540 Nmm, ancora pi? preferibilmente, il momento torcente limite predeterminato ? di 590 Nmm.

[00115] Vantaggiosamente, il momento torcente limite predeterminato di questa entit? evita l?insorgere di fenomeni di instabilit? o irregolarit? della coppia frenante prodotta dal freno a disco 2.

[00116] Descrizione del freno a disco 2

[00117] Un freno a disco 2 comprende, in modo noto, una pinza, comprendente due pareti laterali tra loro distanziate che delimitano uno spazio disco per accogliere una porzione di un disco freno, mezzi per il fissaggio della pinza ad un veicolo, una struttura di collegamento che si estende a cavallo dello spazio disco e collega le pareti laterali tra loro, almeno una sede pastiglia formata in ciascuna di dette pareti laterali ed atta ad accogliere almeno una pastiglia d?attrito, mezzi di spinta vincolati ad una o entrambe le pareti laterali e atti a sollecitare le pastiglie d?attrito contro il disco freno per serrarlo, in cui, secondo la presente invenzione, i mezzi di spinta comprendono il dispositivo di azionamento 1 fin qui descritto.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Un dispositivo di azionamento (1) per freno a disco (2), comprendente:

- un pistone (7) supportato in modo scorrevole lungo un asse di azionamento (8),

? un primo convertitore di moto a sfere su rampa (100), avente una prima porzione a rampa (101) assialmente vincolata e azionabile in rotazione intorno all?asse di azionamento (8), una seconda porzione a rampa (102) accoppiata con il pistone (7) e affacciata con la prima porzione a rampa (101), e una pluralit? di organi volventi (29) interposti a contatto tra piste a rampa (103) formate dalla prima (101) e seconda porzione a rampa (102), in modo tale che la rotazione della prima porzione a rampa (101) rispetto alla seconda porzione a rampa (102) comporti una traslazione di frenatura della seconda porzione a rampa (102) insieme al pistone (7) rispetto alla prima porzione a rampa (101), lungo l?asse di azionamento (8),

? un secondo convertitore di moto (4) a vite e madrevite, collegato tra la seconda porzione a rampa (102) e il pistone (7), in modo tale che una rotazione della seconda porzione a rampa (102) rispetto al pistone (7) intorno all?asse di azionamento (8) comporti una traslazione di compensazione del pistone (7) rispetto alla seconda porzione a rampa (102), lungo l?asse di azionamento (8),

? un limitatore di coppia (10) che:

- realizza un collegamento torsionale della prima porzione a rampa (101) con la seconda porzione a rampa (102), per una loro rotazione all?unisono intorno all?asse di azionamento (8), fino al raggiungimento di un momento torcente limite predeterminato in detto collegamento torsionale,

- disaccoppia la rotazione della prima porzione a rampa (101) rispetto alla seconda porzione a rampa (102) intorno all?asse di azionamento (8) al superamento del momento torcente limite predeterminato.

2. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 1, in cui la seconda porzione di rampa (102) ? direttamente formata ad un corpo vite (5) del secondo convertitore di moto (4) a vite-madrevite.

3. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 2, in cui il pistone (7) forma: - una parete cilindrica (14) con una superficie interna di pistone (12) filettata e avvitata sul corpo vite (5) tale da realizzare una madrevite (6) del secondo convertitore di moto (4) a vitemadrevite,

- mezzi anti-rotazione che impediscono una rotazione del pistone (7) intorno all?asse di azionamento (8).

4. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il corpo vite (5) forma: - una parete laterale (18) cilindrica, concentrica rispetto all?asse di azionamento (8), con una filettatura esterna per l?avvitamento con la filettatura interna del pistone (7),

- una parete anteriore di vite (20) rivolta nel verso di avanzamento del pistone (7) ed una parete posteriore di vite (21) opposta alla parete anteriore di vite (20), detta parete posteriore di vite (21) formante una o pi? seconde piste di rotolamento (22) delle piste a camma (103), ? una sede di accoppiamento (19) estesa radialmente e assialmente all?interno rispetto alla filettatura esterna, e che accoglie il limitatore di coppia (10).

5. Dispositivo di azionamento (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione di rampa (101) ? formata da un corpo rotore (23) avente:

- una parete anteriore di rotore (26) rivolta in una direzione di avanzamento del pistone (7) che forma una o pi? prime piste di rotolamento (28) delle piste a rampa (103),

- un albero di trasmissione (24) sporgente dalla parete anteriore rotore (26), coassiale all?asse di azionamento (8), e collegato con il limitatore di coppia (10), in cui la seconda porzione a rampa (102) ? girevolmente supportata e centrata sull?albero di trasmissione (24).

6. Dispositivo di azionamento (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui la parete posteriore di vite (21) forma un foro passante (43) sboccante nella sede di accoppiamento (19), attraverso il quale si estende l?albero di trasmissione (24) fino nella sede di accoppiamento (19), in cui il foro passante (43) realizza un supporto centrato e girevole del corpo vite (5) rispetto al corpo rotore (23).

7. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 5, in cui un corpo cuscinetto (105) supporta il corpo rotatore (23) in appoggio assiale e concentrico rispetto all?asse di azionamento (8), detto gruppo cuscinetto (105) essendo posizionato internamente al corpo rotore (23).

8. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 5, in cui gli organi volventi (29) sono accolti inoltre da una gabbia di contenimento (30) interposta tra le porzioni a rampa prima (101) e seconda (102) e supportata sull?albero di trasmissione (24).

9. Dispositivo di azionamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione di rampa (101), la seconda porzione di rampa (102) e gli organi volventi 29 sono elasticamente spinti a contatto tra loro in direzione dell?asse di azionamento (8).

10. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 9, comprendente una molla di precarico assiale (42), configurata per spingere primo convertitore di moto (100) e il limitatore di coppia (10) assialmente l?insieme.

11. Dispositivo di azionamento (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui la molla di precarico assiale (42) ? supportata sull?albero di trasmissione (24) e serrata tra una porzione di estremit? libera dell?albero di trasmissione (24) e la parete anteriore (20) del corpo vite (5).

12. Dispositivo di azionamento (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui l?albero di trasmissione (24) forma un foro assiale passante che accoglie un tirante (46) avente:

- una porzione di estremit? anteriore allargata, appoggiata assialmente contro una parete anteriore (20) del corpo vite (5) e

- una porzione di estremit? posteriore sporgente in una cavit? interna del corpo rotore (23), in cui una molla di precarico assiale (42?) ? serrata tra la porzione di estremit? posteriore del tirante (46) e una superficie di fondo della cavit? interna del corpo rotore (23), possibilmente tramite l?interposizione di un cuscinetto assiale volvente (47).

13. Dispositivo di azionamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo convertitore di moto (100), il secondo convertitore di moto (4) e il limitatore di coppia (10) sono almeno parzialmente oppure completamente accolti in una cavit? interna del pistone (7).

14. Dispositivo di azionamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il limitatore di coppia (10) ? almeno parzialmente oppure completamente accolto in una cavit? interna di un corpo vite (5) del secondo convertitore di moto (4).

15. Dispositivo di azionamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il limitatore di coppia (10) comprende una o pi? ganasce (31) accoppiate solidali in rotazione ad una sede di accoppiamento (19) della seconda porzione di rampa (102) e elasticamente sollecitate in impegno con un albero di trasmissione (24) formato alla prima porzione di rampa (101).

16. Dispositivo di azionamento (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui il limitatore di coppia (10) comprende una o pi? ganasce (31) accoppiate solidali rotazione a detto corpo vite (5) e elasticamente sollecitate in impegno con l?albero di trasmissione (24) del corpo rotatore (23).

17. Dispositivo di azionamento (1) secondo la rivendicazione 15 o 16, in cui:

- la sede di accoppiamento (19) forma due superfici di battuta (44) contrapposte in direzione diametrale rispetto all?asse di azionamento (8) e due superfici laterali di guida (44?),

- le ganasce (31) sono accolte tra le superfici laterali di guida (44?), e guidate radialmente all?asse di azionamento (8),

- tra le superfici di battuta (44) e le ganasce (31) sono disposti elementi elastici precaricati (32).

18. Dispositivo di azionamento (1) secondo una delle rivendicazioni 15 a 17, in cui il limitatore di coppia (10) comprende due ganasce (31) posizionate l?una opposta all?altra rispetto all?albero di trasmissione (24).

19. Freno a disco (2), comprendente una pinza con due pareti laterali tra loro distanziate che delimitano uno spazio disco per accogliere una porzione di un disco freno, mezzi per il fissaggio della pinza ad un veicolo, una struttura di collegamento che si estende a cavallo dello spazio disco e collega le pareti laterali tra loro, almeno una sede pastiglia formata in ciascuna di dette pareti laterali ed atta ad accogliere almeno una pastiglia d?attrito, mezzi di spinta vincolati ad una o entrambe le pareti laterali e atti a sollecitare le pastiglie d?attrito contro il disco freno per serrarlo, caratterizzato dal fatto che i mezzi di spinta comprendono un dispositivo di azionamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.