ITBS20090060A1 - Dispositivo per frenare e/o ruotare in continuo le ruote di veicoli ed aerei - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

“DISPOSITIVO PER FRENARE E/O RUOTARE IN CONTINUO LE

RUOTE DI VEICOLI ED AEREIâ€

Campo dell’Invenzione

La presente invenzione riguarda in generale il settore dei veicoli come automobili, aerei, motociclette, ecc., si riferisce in particolare al loro sistema di frenatura, e più particolarmente a un dispositivo per frenare e/o ruotare in continuo le ruote di veicoli.

Stato della tecnica

I veicoli sono usualmente dotati di un freno per ogni ruota, che può essere del tipo a disco. In genere, un freno a disco à ̈ costituito da almeno un disco metallico con due facce di contatto, da almeno una pinza freno portante almeno una coppia di pastiglie frenanti e dei mezzi meccanici o idraulici di comando per muovere dette pastiglie verso e lontano dal disco.

Dal documento EP1855023, a nome dello stesso Richiedente, à ̈ noto un sistema di frenatura ausiliario, che associato al freno a disco proprio di un veicolo à ̈ in grado di attuare anche un’azione motrice atta a causare o coadiuvare la rotazione delle ruote per un avanzamento a passi di un veicolo nei casi di emergenza, di pendenze importanti, scarsa aderenza al suolo o altre condizioni disagevoli, sempre mantenendo il veicolo nelle condizioni di sicurezza.

Tale documento descrive, infatti, un freno a disco per veicoli comprendente un disco girevole collegato con una ruota o al suo asse di rotazione e almeno una pinza freno primaria associata a detto disco e collegata ad una parte non rotante della struttura di supporto della ruota, avente una pinza freno aggiuntiva spostabile angolarmente relativamente alla pinza freno primaria. La pinza freno primaria e la pinza freno aggiuntiva sono disposte e gestite almeno per impegnare alternativamente il disco freno, in modo che quando una di esse à ̈ inoperante l’altra sia operante. Per di più, la pinza freno aggiuntiva à ̈ movibile relativamente alla pinza freno primaria e al disco freno con uno spostamento angolare di andata e ritorno tra due posizioni estreme. In particolare, la pinza freno aggiuntiva viene attivata quando si muove in un senso e disattivata quando si muove in senso opposto.

La pinza freno aggiuntiva viene infatti attivata e spostata nel senso di causare una rotazione angolare del disco freno e con esso della ruota cui à ̈ associato quando la pinza freno primaria à ̈ inoperante. Al contrario, la pinza freno aggiuntiva rimane inoperante quando si muove in un senso opposto, mentre la pinza freno primaria à ̈ o può essere attiva per una frenatura in sicurezza del veicolo.

Un tale sistema appare vantaggioso ai fini dell’avanzamento graduale di un veicolo anche nei casi di emergenza e/o nelle condizioni di difficoltà più sopra citate, ma ha comunque una limitazione per il fatto che la rotazione delle ruote del veicolo avviene ad intermittenza, dal momento che la pinza freno aggiuntiva deve necessariamente compiere un movimento a ritroso, passivo, e comunque operare alternatamente e sequenzialmente con la pinza freno primaria per non rischiare che il veicolo posso muoversi specialmente quando si trova su un superficie in pendenza.

Scopo e Sommario dell’Invenzione

Scopo principale dell’invenzione à ̈ di superare un tale limitazione della tecnica nota, e a tal fine propone un dispositivo da associare ad un freno a disco in grado di svolgere, in aggiunta ad un’usuale azione frenante, anche un’azione motrice nel senso di causare o coadiuvare la rotazione delle ruote, selettivamente o tutte allo stesso tempo, per un avanzamento continuo del veicolo nei casi di emergenze e/o, come sopra accennato, in presenza di pendenze importanti, scarsa aderenza al suolo o altre condizioni disagevoli, sempre mantenendo il veicolo nelle condizioni di sicurezza.

Un veicolo al quale à ̈ applicato il dispositivo dell’invenzione avrà così la capacità frenante e quella di muoversi anche in condizioni di bassa aderenza o di elevata pendenza, a somiglianza di un veicolo a quattro ruote motrici, sia pure con bassa velocità, oltre tutto senza aggravi di costo e soprattutto di consumo energetico che caratterizzano i veicoli cosiddetti a trazione integrale.

Un tale scopo à ̈ raggiunto, secondo l’invenzione, con un freno per veicoli, avente un disco girevole fissato ad una rispettiva ruota o al suo asse di rotazione, caratterizzato dal comprendere almeno una prima pinza freno mobile ed almeno una seconda pinza freno mobile spostabili angolarmente rispetto al disco freno, ognuna tra due posizioni estreme di partenza e di arrivo, e in ciò che la prima e la seconda pinze freno mobili sono attivabili alternatamente in modo da impegnare l’una in successione all’altra il rispettivo disco freno per causare una rotazione continua e unidirezionale di detto disco freno e con esso della ruota cui à ̈ associato, dette pinze mobili costituendo in aggiunta un sistema di frenatura per detto disco freno (11).

Secondo una prima forma di realizzazione, il dispositivo qui proposto à ̈ associato ad un disco freno già di per sé dotato di una rispettiva, usuale pinza freno sostanzialmente stazionaria. In tal caso il dispositivo si troverà a svolgere una funzione ausiliaria di cui un veicolo può godere. Infatti, le pinze freno mobili possono allora essere gestite ed usate per migliorare o coadiuvare anche l’azione frenante propria della pinza freno stazionaria e/o anche come freno di stazionamento del veicolo.

In un’altra forma di esecuzione, il dispositivo dell’invenzione à ̈ previsto ed opera in luogo dell’usuale pinza freno di un freno a disco con il vantaggio in questo caso di eliminare un componente del sistema di frenatura tradizionale.

L’invenzione riguarda altresì un metodo per causare la rotazione delle ruote di un veicolo, selettivamente o simultaneamente mediante i rispettivi sistemi di frenatura in particolare del tipo a disco. Tale metodo comprende vantaggiosamente le fasi di dotare il disco freno di almeno una prima pinza freno mobile e di almeno una seconda pinza freno mobile; attivare alternatamente la prima pinza freno mobile e la seconda pinza freno mobile, in modo da impegnare, l’una in successione all’altra, detto disco freno, causando la rotazione continua e unidirezionale di detto disco freno e quindi di detta ruota, dette pinze mobili (13, 13’) essendo gestite in aggiunta per causare la frenatura di detto disco freno (11).

Tale metodo, peraltro, si estende anche al caso in cui il freno a disco sia dotato sia di una propria pinza freno stazionaria, sia di una prima ed una seconda pinza mobili aggiuntive.

Breve Descrizione dei Disegni

Maggiori dettagli del trovato risulteranno comunque evidenti dal seguito della descrizione fatta con riferimento agli allegati disegni schematici, nei quali:

la Fig. 1 mostra un esempio di un freno a disco con il dispositivo ausiliario secondo l’invenzione in una prima condizione operativa; la Fig. 2 mostra una vista analoga a quella in Fig. 1, ma con il dispositivo ausiliario in un’altra condizione; e

la Fig.3 mostra una vista di un freno a disco equipaggiato solo di pinze mobili.

Descrizione Dettagliata dell’Invenzione

Come schematizzato in Figg. 1 e 2, il freno qui proposto comprende un disco freno 11 associato con una relativa pinza freno stazionaria 12 e dotato di almeno due pinze freno mobili 13 e 13’, denominate di seguito prima e seconda pinza freno, rispettivamente.

Il disco freno 11, che può essere in ghisa, forato, solcato o con superfici lisce, à ̈ collegato in forma usuale ad una rispettiva ruota 10 da frenare o al suo asse di rotazione 14. A sua volta la pinza freno stazionaria 12 porta, in modo usuale, delle pastiglie freno 15 (linee a tratti) affacciate al disco 11 e dei componenti, in genere pistoncini o cilindretti 16, per lo spostamento delle pastiglie verso e lontano dal disco. La pinza freno stazionaria 12 à ̈ usualmente vincolata ad una parte della struttura non rotante di supporto della ruota, che può essere una qualsiasi parte fissa di un veicolo, come indicato genericamente con 17, o costituita dalla forcella porta-ruota nel caso di una motocicletta, non rappresentata.

Anche ognuna delle pinze freno mobili 13 e 13’ à ̈ munita di relative pastiglie freno 19 e 19’ (linee a tratti) con rispettivi pistoncini di comando 20 e 20’. Anche se nei disegni le pinze freno mobili sono poste da lati opposti della pinza freno stazionaria, ciò non toglie che non possano trovare una qualsiasi altra collocazione radiale attorno al disco freno.

Dette pinze freno mobili 13, 13’ sono suscettibili entrambe di movimenti angolari in sensi opposti, l’una indipendentemente dall’altra, con corse operative e passive tra una posizione di partenza e una posizione di arrivo lungo traiettorie che possono essere definite da un qualsiasi sistema appropriato. Per esempio, le pinze freno mobili 13, 13’ possono essere montate ciascuna su un braccio 21, 21’, rispettivamente, suscettibile di movimenti angolari attorno ad un asse coincidente con l’asse del disco 11 come mostrato nelle Figg. 1 e 2.

Oppure, le pinze freno mobili 13, 13’ possono essere accoppiate, con l’interposizione di cuscinetti, rulli o attraverso guide prismatiche o simili, con elementi di guida vincolati alla pinza freno stazionaria 12, sistemi non mostrati nei disegni.

In alternativa, poi, detti elementi di guida possono essere solidali alle pinze freno e mobili 13, 13’ rispetto alla pinza freno stazionaria 12.

Gli spostamenti nei due sensi delle pinze freno mobili 13, 13’ possono essere comandati mediante operatori 23, 23’, i quali possono essere elettrici, pneumatici o idraulici. Nell’esempio illustrato, gli operatori 23, 23’ sono nella forma di cilindri idraulici vincolati da una parte rispettivamente alla pinza freno mobili 13, 13’ e dall’altra parte alla pinza freno stazionaria 12. Oppure possono essere vincolati ad una parte non rotante della struttura di supporto della ruota, forma realizzativa non mostrate nelle figure.

Nell’insieme sopra descritto la pinza freno stazionaria 12 à ̈ adibita essenzialmente all’azione di frenatura del veicolo indipendentemente dalla o anche combinatamente con le pinze freno mobili 13, 13’. Peraltro, queste ultime se e quando collegate con un cavetto alla leva del freno a mano di un veicolo possono anche essere utilizzate come freno di stazionamento. La pinza freno stazionaria 12 e le pinze freno mobili 13, 13’ sono gestite per poter essere attivate e disattivate alternatamente e sequenzialmente, per conseguire la funzione enunciata nello scopo dell’invenzione.

Secondo una modalità di funzionamento del dispositivo di frenatura, le pinze freno mobili possono essere gestite per operare in combinazione con la pinza freno stazionaria; secondo un’altra modalità di funzionamento le pinze freno mobili sono gestite per operare indipendentemente dalla pinza freno stazionaria, comunque sempre alternatamente, determinando una rotazione continua della rispettiva ruota.

Corrispondentemente, nel primo caso, quando una prima pinza freno mobile à ̈ attiva e si muove dalla sua posizione di partenza alla pozione di arrivo, causando una concorde rotazione del disco freno e della ruota, la pinza freno stazionaria rimane inoperante e la seconda pinza freno mobile assume una posizione inattiva e si muove dalla sua posizione di arrivo alla posizione di partenza.

Quando poi la prima pinza freno mobile à ̈ al termine della sua corsa attiva, si riattiva la pinza freno stazionaria prima di disattivare la prima pinza freno mobile, mantenendo così il veicolo in sicurezza.

Allo stesso tempo si attiva la seconda pinza freno mobile, dopo di che si disattiva la pinza freno stazionaria ed inizia la corsa operativa della seconda pinza mobile per un’ulteriore rotazione del disco freno e della ruota nella stessa direzione. E così alternatamente ad ogni corsa operativa di ciascuna pinza freno mobile.

Nel secondo caso, e con riferimento alla Fig.1 dove la freccia F sta ad indicare il senso di rotazione della ruota, la pinza freno stazionaria rimane inoperante. Quando una prima pinza freno mobile à ̈ attiva ed effettua una sua corsa operante (freccia O), la seconda pinza freno mobile à ̈ inattiva ed à ̈ o ritorna in posizione di partenza (freccia P).

Però, prima che la prima pinza freno mobile sia disattivata, rilasciando il disco freno, ed inizi la corsa contraria, la seconda pinza freno mobile viene attivata per impegnarsi al disco freno per cui questo non viene mai ad essere rilasciato completamente, mantenendo anche il questo caso il veicolo in sicurezza. Quindi, in successione, la seconda pinza freno mobile effettuerà la sua corsa operante (freccia O’, Fig. 2) causando un’ulteriore rotazione del disco freno e della rispettiva ruota, mentre la prima pinza freno mobile effettua la sua corsa passiva (freccia P’, Fig.2) ritornando in posizione di partenza.

Secondo il modo di esecuzione rappresentato nella Fig. 3, dove gli stessi riferimenti sono usati per indicare parti uguali o corrispondenti a quelle delle Figg, 1 e 2, la pinza stazionaria propria del freno a disco à ̈ stata omessa, per cui al disco freno 11 saranno coordinate le sole pinze mobili 13, 13’, le quali potranno allora essere usate selettivamente sia come mezzi di frenatura e stazionamento sia come mezzi per causare la rotazione della rispettiva ruota quando comandate alternatamente e sequenzialmente come descritto in precedenza.

Da notare infine che un dispositivo di frenatura secondo l’invenzione potrà anche essere adattato ed utilizzato con i dischi freno delle ruote di aerei come mezzo per far girare le ruote e causare brevi movimenti a terra di tali veicoli, specialmente per spostamenti a ritroso.

Claims (14)

1. “DISPOSITIVO PER FRENARE E/O RUOTARE IN CONTINUO LE RUOTE DI VEICOLI ED AEREI†R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di frenatura per ruote di veicoli, comprendente almeno un disco freno girevole (11) collegato con almeno una ruota (10) o al suo asse di rotazione, caratterizzato da almeno una prima pinza freno mobile (13) ed almeno una seconda pinza freno mobile (13’), movibili angolarmente rispetto al disco freno (11), e dal fatto che detta prima e detta seconda pinze freno mobili (13,13’) sono attivabili alternatamente in modo da impegnare l’una in successione all’altra il disco freno (11) e causare una rotazione continua e unidirezionale di detto disco freno (11) e della ruota cui esso à ̈ associato, dette pinze freno mobili (13 e 13’) costituendo in aggiunta mezzi di frenatura interagenti con detto disco freno (11).
2. 2. Dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette pinze freno mobili (13,13’) sono gestite affinché una pinza freno mobile (13’) impegni il disco freno (11) prima che l’altra pinza freno (13) mobile (13’) sia disattivata e rilasci il disco freno.
3. 3. Dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione 1 o 2, dove al disco freno (11) à ̈ associa una usuale pinza freno stazionaria (12), in cui le pinze freno mobili sono gestite affinché una prima pinza freno mobile (13’) impegni il disco freno (11) in alternanza con l’altra pinza freno stazionaria (12), le due pinze freno mobili essendo inoperanti quando la pinza freno stazionaria à ̈ attiva.
4. 4. Dispositivo di frenatura, secondo la rivendicazione 3, in cui detta pinza freno stazionaria (12) à ̈ attivata e impegna detto disco freno (11) alternatamente alla prima pinza freno mobile (13) e alla seconda pinza freno mobile (13’), quando una o l’altra di esse à ̈ inoperante.
5. 5. Dispositivo di frenatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima pinza freno mobile (13) à ̈ vincolata ad un primo braccio (21), e detta seconda pinza freno mobile (13’) à ̈ vincolata ad un secondo braccio (21’), entrambi i bracci essendo suscettibili di spostamenti angolari attorno ad un asse di rotazione coincidente con l’asse di detto disco freno (11).
6. 6. Freno a disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ognuna delle pinze freno mobili (13,13’) per i suoi spostamenti operativi à ̈ impegnata da un rispettivo attuatore di tipo elettrico, pneumatico o idraulico.
7. 7. Dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione 6, in cui ogni attuatore à ̈ collegato da una parte a una rispettiva pinza freno mobile e d’altra parte a una parte fissa (17) portante la pinza freno stazionaria 12.
8. 8. Dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione 6, in cui ogni attuatore à ̈ collegato da un lato a una rispettiva pinza freno mobile e d’altro lato ad una parte non rotante della struttura di supporto della ruota associata al freno a disco.
9. 9. Dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre un rilevatore di controllo della velocità di rotazione delle ruote del veicolo per modulare la attivazione/disattivazione delle pinze freno stazionaria e mobili per lasciar ruotare liberamente la ruote fino a quando la velocità sia prossima a zero.
10. 10. Dispositivo di frenatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette pinze freno mobili(13,13’) sono da una stessa parte o da parti opposte della pinza freno stazionaria.
11. 11. Dispositivo di frenatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, applicabile alle ruote di veicoli quali autoveicoli, veicoli industriali, aerei, motocicli e simili.
12. 12. Metodo per causare la rotazione delle ruote di un veicolo mediante i rispettivi dispositivi di frenatura ognuno con un disco freno, comprendente i passi di: - dotare il disco freno (11) di una prima pinza freno mobile (13) ed una seconda pinza freno mobile (13’), movibili angolarmente rispetto al disco freno (11); - attivare alternatamente detta prima pinza freno mobile (13) e detta seconda pinza freno mobile (13’) in modo da impegnare, l’una in successione all’altra, detto disco freno (11) per causare la rotazione continua e unidirezionale di detto disco freno e della ruota associatavi, dette pinze mobili (13, 13’) essendo gestite per causare anche un’azione di frenatura su detto disco freno (11).
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui la prima pinza e la seconda pinza freno mobili sono attivate alternatamente in modo che una pinza freno mobile sia disattivata solo immediatamente dopo che l’altra pinza freno mobile à ̈ stata attivata.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui dette pinze freno mobili (13, 13’) impegnano il disco freno alternatamente una in successione all’altra, ed in cui tra l’azione di una prima pinza mobile e della seconda pinza mobile il disco freno à ̈ impegnato da una pinza freno stazionaria.