ITBS20130183A1 - Sistema di connessione fra la fascia di frenatura e la campana di undisco per freno a disco - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un disco per freno a disco, in particolare per il settore automobilistico; in particolare, si riferisce ad un sistema di connessione fra la campana e la fascia di frenatura del disco.

Le realizzazioni oggi note di dischi per freno a disco prevedono di realizzare due parti: una fascia di frenatura, su cui agisce la pinza del freno a disco per generare la coppia di frenatura, e la campana, fissata al mozzo ruota e associata alla fascia di frenatura. La connessione fra fascia e campana riveste una notevole importanza, giacché assicura il trasferimento della coppia di frenatura dalla fascia alla campana (e da questa al mozzo ruota).

Attualmente, il vincolo in rotazione fra fascia e campana è realizzato con sistemi che prevedono denti della fascia di frenatura che si accoppiano in rispettive sedi della campana; il vincolo assiale è invece ottenuto tramite elementi di fermo in grado di trattenere assialmente i denti nelle rispettive sedi. Tali realizzazioni sono particolarmente semplici ed economiche.

Tuttavia, esse presentano alcuni inconvenienti, come ad esempio uno stato tensionale particolarmente gravoso agente sui denti della fascia, soprattutto nella zona di raccordo con l'anello della fascia.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di connessione fra la campana e la fascia di frenatura di un disco per freno a disco, che soddisfi le suddette esigenze e superi gli inconvenienti delle realizzazioni dell'arte nota.

Tale scopo è raggiunto da un sistema di connessione secondo la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti descrivono varianti di realizzazione. Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema di connessione secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure seguenti, in cui:

- la figura 1 mostra un disco per freno a disco a parti separate, munito di un sistema di connessione secondo la presente invenzione, in accordo con una forma di realizzazione;

- la figura 2 mostra un dettaglio della zona di connessione fra una fascia di frenatura e una campana del disco della figura 1;

- la figura 3 mostra un ulteriore dettaglio della zona di connessione fra la fascia di frenatura e la campana del disco, in una configurazione assemblata;

- la figura 4 illustra una vista in pianta del disco della figura 1, in una configurazione assemblata, secondo un punto di osservazione lato campana;

- la figura 5 illustra una vista in pianta del disco della figura 1, in una configurazione assemblata, secondo un punto di osservazione opposto al lato campana;

- la figura 6 rappresenta la campana del disco della figura 1;

- le figure 7, 8 e 9 rappresentano un tassello del sistema di connessione secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 10 mostra un disco per freno a disco a parti separate, munito del sistema di connessione secondo la presente invenzione, in accordo con una ulteriore forma di realizzazione;

- la figura 11 rappresenta il disco della figura 10, in una configurazione assemblata;

- la figura 12 illustra una ruota fonica del disco della figura 10.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 si è complessivamente indicato un disco per freno a disco, destinato principalmente ad un uso automobilistico.

Il disco 1, che si sviluppa attorno ad un asse centrale X in modo assialsimmetrico, comprende una fascia di frenatura 20 ed una campana 40, strutturalmente distinte.

La campana 40 comprende una parete di campana 42 anulare, avente estensione lungo l'asse centrale X, fra un'estremità di collegamento alla fascia 44a ed una opposta estremità di collegamento al mozzo 44b.

La campana 40 è destinata ad essere connessa, in corrispondenza dell'estremità di collegamento al mozzo 44b, ad un mozzo ruota, attraverso idonei mezzi di fissaggio, in grado di rendere solidale, in maniera amovibile, detta campana e detto mozzo, e, in corrispondenza dell'estremità di collegamento alla fascia 44a, alla fascia 20.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il disco 1 è di tipo ventilato.

In tale forma di realizzazione, la fascia 20 comprende di preferenza una prima cartella 22 ed una seconda cartella 24, affacciate l'una all'altra assialmente, definenti fra loro un’intercapedine 26, unite da pioli 28 che realizzano una pluralità di condotti interni di ventilazione.

Ciascuna cartella 22, 24 comprende un anello 22a, 24a, ciascuno delimitato esternamente da una prima superficie di frenatura 22b e da una seconda superficie di frenatura 24b, e internamente, ossia dalla parte rivolta verso l'intercapedine 26, da rispettive superfici anulari interne.

Una delle due cartelle 22, 24, o entrambe secondo una forma di realizzazione alternativa, comprende inoltre una corona di collegamento 30, realizzata in un sol pezzo con il relativo anello 22a, disposta radialmente internamente a detto anello 22a e destinata alla connessione meccanica con la campana 40.

Preferibilmente, le cartelle 22, 24 sono realizzate in un sol pezzo, ad esempio in ghisa, preferibilmente del tipo sferoidale o lamellare, o in materiale carboceramico.

La fascia 20 è dunque complessivamente delimitata assialmente dalla prima superficie di frenatura 22b della prima cartella 22 e dalla seconda superficie di frenatura 24b della seconda cartella 24.

Le superfici di frenatura 22b, 24b cooperano con una pinza del freno a disco (non illustrata) allo scopo di generare una coppia di frenatura che si trasmette dalla fascia di frenatura 20 alla campana 40 e dalla campana 40 al mozzo ruota, per esercitare la frenatura della ruota.

La fascia di frenatura 20, ed in particolare la prima cartella 22 oppure la seconda cartella 24, è vincolata in rotazione alla campana 40 tramite un sistema di connessione 80.

Il sistema di connessione 80 comprende una pluralità di sedi campana 82 ricavate sulla parete di campana 42, in corrispondenza dell'estremità di collegamento alla fascia 44.

Le sedi di campana 82 sono aperte radialmente verso l'esterno e preferibilmente anche radialmente verso l'interno ed assialmente.

In altre parole, l'estremità di collegamento alla fascia 44 della campana 40 comprende una pluralità di sporgenze assiali 84 spaziate angolarmente, fra le quali rimangono definite le sedi di campana 82.

Ciascuna sede di campana 82 è delimitata assialmente, da parte opposta all'apertura, da un fondo 86 preferibilmente piano e di forma preferibilmente rettangolare, e circonferenzialmente da superfici laterali 88, 90, anch'esse preferibilmente piane, appartenenti alle rispettive sporgenze assiali 84 della campana 40.

Ciascuna protuberanza assiale 84 della campana 40 presenta, dalla parte rivolta verso l'esterno della campana 40, un gradino 92, che forma una superficie di appoggio 94 per la corona 30 della fascia 20.

Corrispondentemente, la corona 30 della fascia 20 comprende una pluralità di sedi di fascia 100, che si susseguono circonferenzialmente fra sporgenze di fascia 102 radiali consecutive.

Preferibilmente, ciascuna sede di fascia 100 è delimitata da una superficie radiale di fondo 106 arcuata, ad esempio con profilo definito da un arco di circonferenza di estensione maggiore di 180°.

Nella configurazione assemblata del disco, la corona 30 della fascia 20 è posta in appoggio assiale sui gradini 92 della campana; in particolare ciascuna sporgenza di fascia 102 poggia sulla rispettiva superficie di appoggio 94 del gradino 92 della campana 40. In tal modo, ciascuna sede di fascia 100 è aperta radialmente verso la rispettiva sede di campana 82.

Preferibilmente, inoltre, la lunghezza circonferenziale delle sporgenze di fascia 102, ad esempio misurata lungo un arco di circonferenza mediano, è maggiore della corrispondente lunghezza del gradino 92, per cui, appoggiata la corona alla campana, sulla superficie di appoggio 94 rimane una porzione residua 107 non coperta dalla sporgenza di fascia 102.

In altre parole, le sporgenze di fascia 102 si presentano rientranti circonferenzialmente rispetto alla superficie di appoggio 94 su cui poggiano.

Il sistema di connessione 80 comprende inoltre almeno un tassello 120, preferibilmente una pluralità di tasselli 120, applicabile alla campana 40 e alla fascia 20, in maniera rilasciabile, in modo da vincolarle in rotazione.

Il tassello 120 comprende una coda 122, appositamente sagomata, inseribile, ad esempio assialmente, nella rispettiva sede di campana 82, ed una testa 124, appositamente sagomata, inseribile assialmente nella sede di fascia 100.

Ad esempio, su un piano di sezione immaginario perpendicolare all'asse centrale X, il tassello 120 presenta una coda 122 di sezione rettangolare, che riprende forma e dimensioni della sede di campana 82, ed una testa 124 arrotondata, che riprende forma e dimensioni della sede di fascia 100, inseribili con minimo gioco nelle rispettive sedi.

Preferibilmente, la sede di campana 82 lascia libera la traslazione radiale verso l'esterno del tassello 120 rispetto alla campana, mentre la sede di fascia 100 vincola la traslazione radiale verso l'interno del tassello 120 rispetto alla fascia 20, in modo da non poter fuoriuscire radialmente da questa.

Secondo una forma preferita di realizzazione, la coda 122 presenta un'altezza H, ossia una dimensione nella direzione assiale del disco, maggiore dell'altezza h della testa 124, adeguandosi alle relative altezze della sede di campana 82 e della sede di fascia 100.

Preferibilmente, inoltre, il tassello 120, dal lato di accoppiamento alla fascia e alla campana (figura 7), presenta un gradino di tassello 126, fra la testa 124 e la coda 122.

Di preferenza, invece, il tassello 120, dal lato opposto a quello di accoppiamento alla fascia e alla campana (figura 8 e 9), presenta una superficie complessivamente piana 128, unica per la coda 122 e per la testa 124.

Inoltre, secondo una realizzazione preferita, il tassello 120, lungo una superficie periferica 130 che lo delimita lateralmente, presenta almeno uno scarico 132, ossia una rientranza localizzata e accentuata rispetto all'andamento di detta superficie periferica, in corrispondenza della zona di raccordo fra la testa 124 e la coda 122.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il tassello 120, in un sol pezzo, ad esempio realizzato per fresatura dal pieno, è in materiale diverso dalla fascia 20 e/o dalle cartelle 22, 24, ad esempio è realizzato in acciaio inossidabile o in titanio.

Ulteriormente, il sistema di connessione 80 comprende almeno un elemento di fermo 140 applicabile alla campana 40 o alla fascia 20, a cavallo delle sedi di campana 82 e delle sedi di fascia 100, per trattenere assialmente il tassello 120 e determinare la flottanza della fascia, cioè l'accomodamento assiale consentito alla corona di collegamento 30.

In particolare, l'anello di fermo 140, fissato alla sola campana 40 o alla sola fascia 20, sormonta sia una porzione della coda 122 del tassello 120 che una porzione della testa 124, sovrapponendosi alla superficie piana 128.

Per l'assemblaggio del disco, la fascia 20, ed in particolare la prima cartella 22 o la seconda cartella 24, è dapprima appoggiata assialmente alla campana 40, ed in particolare la corona 30 è appoggiata alle superfici di appoggio 94 dei gradini 92.

Successivamente, i tasselli 120 sono inseriti fra la fascia 20 e la campana 40, per impegnarle reciprocamente in rotazione. In particolare, il tassello 120 è inserito con la propria coda 122 nella sede di campana 82 e con la propria testa 124 nella sede di fascia 100.

Infine, l'elemento di fermo 140 è applicato alla campana 40 e alla fascia 20, per trattenere assialmente il tassello 120, e sormonta radialmente la corona di collegamento 30 per determinare la flottanza della fascia.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione (figura 10), il disco 1 comprende una ruota fonica 160, applicabile alla campana 40, ad esempio tramite gli stessi mezzi di fissaggio utilizzati per il fissaggio dell'elemento di fermo 140, in modo che risulti racchiusa a pacco fra detta campana 40 e detto elemento di fermo 140.

Preferibilmente, la ruota fonica 160 comprende un anello di ruota 162, sul quale sono presenti elementi di segnalazione 164 per la funzionalità della ruota, ed una pluralità di alette 166, aventi estensione radiale dall'anello di ruota 162.

Nella configurazione assemblata, l'anello di ruota 162 rimane di preferenza disposto internamente, in senso radiale, rispetto alle sedi di campana 82, mentre le alette 166 si sovrappongono alle protuberanze assiali 84 della campana 40 e si estendono sulle sporgenze di fascia 102 della fascia 20.

Preferibilmente, le alette 166 comprendono almeno una porzione elastica 168, ad esempio un tratto piegato, per realizzare un elemento cedevole elasticamente in direzione assiale nell'accoppiamento fra la fascia 20 e la campana 40.

Ad esempio, la porzione elastica 168 è costituita dalla porzione di estremità radiale di detta aletta 166, e si presenta di preferenza piegata in modo che sia concava dal lato dell'anello di fermo e convessa dal lato fascia o campana.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la porzione elastica 168 si dispone esternamente, in senso radiale, all'elemento di fermo 140, in appoggio sulla sporgenza di fascia 102 della fascia 20.

In altre parole, la ruota fonica 160, secondo tale realizzazione, integra mezzi elastici per la realizzazione di un accoppiamento cedevole elasticamente in direzione assiale fra la fascia e la campana.

Innovativamente, il disco per freno a disco secondo la presente invenzione supera gli inconvenienti di cui si è detto con riferimento all'arte nota.

Infatti, il tassello, essendo un elemento strutturalmente separato dalla fascia di frenatura, si accomoda fra fascia e campana in modo da non generare sollecitazioni localizzate particolarmente elevate. Inoltre, le porzioni di corona fra i tasselli lavorano sostanzialmente in uno stato tensionale di compressione.

Il tassello, inoltre, è adeguatamente progettato per sopportare le sollecitazioni presenti sulla fascia e quelle sulla campana, sostanzialmente più gravose delle prime.

Vantaggiosamente, inoltre, la fascia di frenatura secondo la presente invenzione si presenta particolarmente affidabile.

Infatti, la sagoma arcuata della testa del tassello e della relativa sede di fascia, consentono di ridurre ulteriormente le sollecitazioni localizzate nella corona, migliorando l'affidabilità della fascia, soprattutto in relazione all'utilizzo di materiali soggetti alla formazione di cricche, quali le ghise. Inoltre, la dilatazione della fascia dovuta al riscaldamento del componente, provoca un trascinamento radiale del tassello verso l'esterno, poiché la sede di campana non vincola radialmente la coda del tassello, mentre la sede di fascia trascina radialmente la testa, mantenendola comunque nella corretta posizione.

Ciò evita l'insorgere di sollecitazioni aggiuntive dovute alla dilatazione termica, poiché quest'ultima non è contrastata.

Vantaggiosamente, inoltre, il sistema di connessione secondo la presente invenzione consente di migliorare anche impianti frenanti già installati.

Infatti, il sistema di connessione secondo la presente invenzione è applicabile a campane dell'arte nota, prevedendo tasselli muniti di una coda accoppiabile con le sedi di campana delle realizzazioni note.

E' chiaro che un tecnico del ramo potrebbe apportare modifiche al disco sopra descritto.

Ad esempio, secondo una variante di realizzazione, il disco non è del tipo ventilato e la fascia di frenatura prevede quindi una singola cartella, connessa alla campana tramite detto sistema di connessione.

Anche tali modifiche sono contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disco (1) per freno a disco, in particolare per uso automobilistico, avente un asse centrale (X) di rotazione, comprendente: - una campana (40) destinata ad essere collegata ad un mozzo ruota, provvista di una pluralità di sedi di campana (82) disposte circonferenzialmente; - una fascia di frenatura (20) destinata ad essere impegnata da una pinza del freno a disco per generare una coppia di frenatura, provvista di una pluralità di sedi di fascia (100), ciascuna aperta verso la rispettiva sede di campana (82); - un sistema di connessione (80) comprendente almeno un tassello (120) inseribile nella sede di campana (82) e nella rispettiva sede di fascia (100) per vincolare in rotazione la fascia (20) con la campana (40).
2. 2. Disco secondo la rivendicazione 1, in cui la sede di fascia (100) è delimitata radialmente da una superficie di fondo (106) almeno parzialmente arcuata.
3. 3. Disco secondo la rivendicazione 2, in cui la superficie di fondo (106) presenta un profilo definito da un arco di circonferenza di estensione maggiore di
4. 4. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede di campana (82) presenta, su un piano di sezione immaginario ortogonale all'asse di rotazione del disco, una forma rettangolare.
5. 5. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la campana (40) comprende una pluralità di protuberanze assiali (84) fra le quali sono definite dette sedi di campana (82); e in cui almeno una di dette protuberanze assiali (84) presenta un gradino (92) che forma una superficie di appoggio (94) dalla parte rivolta verso l'esterno della campana (40), per definire un appoggio assiale per la fascia (20).
6. 6. Disco secondo la rivendicazione 5, in cui la fascia (20) comprende una pluralità di sporgenze di fascia (102) radiali, fra le quali sono definite dette sedi di fascia (100), e in cui dette sporgenze di fascia (102) sono in appoggio assiale sulle superfici di appoggio (94) della campana (40).
7. 7. Disco secondo la rivendicazione 6, in cui la sporgenza di fascia (102) è rientrata circonferenzialmente rispetto alla superficie di appoggio (94) su cui è in appoggio.
8. 8. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il tassello (120) comprende una coda (122) inseribile nella rispettiva sede di campana (82), ed una testa (124) inseribile nella sede di fascia (100).
9. 9. Disco secondo la rivendicazione 8, in cui la coda (122) è inseribile assialmente nella sede di campana (82) e la testa (124) è inseribile assialmente nella sede di fascia (100).
10. 10. Disco secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui la testa (124) del tassello (120) è arrotondata.
11. 11. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui la sede di campana (82) lascia libera la traslazione radiale verso l'esterno del tassello (120) rispetto alla campana (40).
12. 12. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 11, in cui la sede di fascia (100) impedisce la traslazione radiale verso l'interno del tassello (120) rispetto alla fascia (20).
13. 13. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 12, in cui la coda (122) del tassello (120) presenta altezza (H) maggiore dell'altezza (h) della testa (124).
14. 14. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 13, in cui il tassello (120) è in un sol pezzo, ad esempio in acciaio inossidabile o titanio.
15. 15. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema di connessione (80) comprende almeno un elemento di fermo (140) applicabile alla campana (40) o alla fascia (20), a cavallo della sede di campana (82) e della sede di fascia (100), per trattenere assialmente il tassello (120) e determinare la flottanza della fascia.
16. 16. Disco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fascia (20) comprende almeno una cartella (22,24) comprendente un anello (22a,24a) portante una superficie di frenatura (22b,24b).
17. 17. Disco secondo la rivendicazione 16, in cui la cartella è realizzata in ghisa, ad esempio in ghisa sferoidale o lamellare, o in materiale carboceramico.
18. 18. Disco secondo la rivendicazione 16 o 17, del tipo ventilato, in cui una singola cartella (22) è impegnata con la campana (40) tramite il sistema di connessione (80), detta cartella essendo provvista di dette sedi di fascia (100).
19. 19. Disco secondo una qualsiasi delle realizzazioni precedenti, comprendente una ruota fonica (160) che integra mezzi elastici per la realizzazione di un accoppiamento cedevole elasticamente in direzione assiale fra la fascia e la campana.
20. 20. Kit di montaggio di un disco (1) per freno a disco, comprendente: - una fascia di frenatura (20) destinata ad essere impegnata da una pinza del freno a disco per generare una coppia di frenatura, provvista di una pluralità di sedi di fascia (100); - una pluralità di tasselli (120) inseribili nella sede di fascia (100) per vincolare in rotazione la fascia (20) con una campana (40) del freno a disco.
21. 21. Tassello (120) per un sistema di connessione (80) fra una fascia di frenatura (20) e una campana (80) di un disco (1) per freno a disco, realizzato in un unico pezzo, comprendente una coda (122) per l'inserimento in una sede di campana (82) della campana (80) e una testa (124) per l'inserimento in una sede di fascia (102) della fascia (20).
22. 22. Ruota fonica (160) che integra mezzi elastici per la realizzazione di un accoppiamento cedevole elasticamente in direzione assiale fra una fascia (20) e una campana (40) di un disco (1) per freno a disco.