ITTO20010030A1

ITTO20010030A1 - Freno a disco in bagno d'olio ad attrito ridotto.

Info

Publication number: ITTO20010030A1
Application number: IT2001TO000030A
Authority: IT
Inventors: Paul M Johnston; Yngve Naerheim
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-07-17
Also published as: GB2358683A; DE10100557A1; GB0100720D0; ITTO20010030A0; US6305505B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo :

"Freno a disco in bagno d'olio ad attrito ridotto";

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad un freno a disco in bagno d'olio in cui le perdite dovute ad attrito durante i periodi di tempo in cui non avviene alcuna frenata vengono ridotte di molto se comparate con la tecnica precedente.

I freni a disco in bagno d'olio vengono utilizzati in molte applicazioni di frenatura pesante. In un tipico freno a disco in bagno d'olio, un rotore viene collegato ad una ruota o ad un albero per essere frenato. Il rotore comprende parti a disco che ruotano entro una camera riempita di fluido viscoso. Uno statore circonda le parti del disco rotore. Lo statore comanda dischi che sono comandati selettivamente in contatto con i dischi del rotore. L'attrito tra i dischi dello statore ed i dischi del rotore rallenta la rotazione del rotore. I dischi del rotore ruotano anche quando non avviene alcuna frenata entro il fluido viscoso. Ciò dà luogo a perdite dovute ad attrito relativamente elevate durante i periodi di tempo in cui non avviene alcuna frenata, poiché i dischi del rotore ruotano entro il fluido.

La presente invenzione è diretta ad un metodo unico per ridurre queste perdite dovute ad attrito.

In una realizzazione descritta della presente invenzione, il disco del rotore è costituito da due parti, in cui una parte libera rimane fìssa dentro il fluido durante i tempi in cui non si frena. Quando non si frena, la parte libera è portata a contatto con una parte di disco rotante e che ruota con il rotore. In questo modo, le perdite dovute ad attrito vengono ridotte di molto. In una realizzazione descritta della presente invenzione, il rotore porta un'alimentazione di fluido. Il fluido è diretto in modo da creare un supporto di fluido tra la parte libera e la parte del disco che ruota. Questo supporto di fluido permette che la parte libera rimanga ferma nella camera di fluido rispetto alla parte del disco che ruota.

Quando il rotore sta ruotando e non avviene la frenata, il fluido viene diretto al supporto di fluido. Così la parte libera viene allontanata dalla parte rotante, ed essa non ruota. Invece la parte libera rimane fissa entro la camera di fluido, e l'attrito viene ridotto di molto tra il disco rotore ed il fluido nella camera.

Tuttavia, quando si verifica una frenata, il flusso di fluido al supporto di fluido cessa. Una spinta, coma una molla, spinge la parte libera indietro a contatto con la parte che ruota. Le due parti allora ruotano come una sola. Allora, i dischi sullo statore vengono anch'essi azionati per impegnare i dischi del rotore, e rallentano la rotazione della parte che ruota.

La presente invenzione descrive così un metodo unico per ridurre le perdite dovute ad attrito entro un freno a disco in bagno d'olio. Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione verranno comprese meglio in base alla descrizione che segue e ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 indica un primo stadio di funzionamento di un freno a disco in bagno d'olio secondo l'invenzione, in cui non avviene la frenata;

la figura 2 indica una parte del freno della figura 1 al momento in cui avviene la frenata.

Un freno a disco 20 incorpora un rotore 22 che ruota entro uno statore 24. Come indicato, lo statore porta dischi di frizione 26 che sono azionati selettivamente da stantuffi 28 per portare i dischi 26 adiacenti ai dischi 30 del rotore che ruotano con l'albero 22 del rotore. Lo statore 24, i dischi 26 e gli stantuffi 28 sono illustrati piuttosto schematicamente. A questo punto, l'attrito tra i dischi 26 ed i dischi 30 del rotore rallenta la rotazione dei dischi 30, e quindi del rotore 22. Come è noto, il rotore 22 è collegato ad un componente quale una ruota, e quando la rotazione del rotore 22 rallenta, rallenta anche la rotazione della ruota. Quanto sopra descrive in generale il normale funzionamento di un freno a disco in bagno d'olio. Tuttavia, la struttura e il funzionamento del disco rotante 30 nella presente invenzione è diverso dalla tecnica precedente come verrà ora spiegato. Un alimentatore centrale 32 di fluido si estende lungo la parte di albero del rotore 22. Getti selettivi 34 di fluido si estendono radialmente verso l'esterno ad una camera 38 tra una parte libera 36 rotante selettivamente del disco 30 del rotore e la parte rotante 39. Questi getti creano un supporto di fluido tra le partì 36 e le parti 39. Mentre soltanto due getti 34 sono indicati in ciascun disco 20, si capirà che getti addizionali possono essere distanziati in modo circonferenziale dai getti illustrati. Come illustrato, un arresto a molla 40 prevede una superficie d'arresto per una molla 42 che spinge la parte libera 36 verso la parte 39. Questo indica schematicamente che la parte 36 è spinta a contatto con la parte 30, tuttavia altre disposizioni di spinta possono essere utilizzate per ottenere questa spinta. Il disco 30 ruota entro una camera 37 riempita di un fluido viscoso, come è noto in freni a disco in bagno d'olio. Durante il normale funzionamento del sistema, quando non avviene la frenata, dell'aria viene diretta da una fonte di alimentazione 41 dell'aria nel percorso 32, e quindi ai getti 34. Vengono creati cuscinetti d'aria 38, e le parti 36 vengono spinte lontano dalle parti 39. Sebbene sia usata dell'aria per i cuscinetti d'aria 38, possono essere usati altri fluidi. Così, le parti 36 rimangono fisse nel fluido 37, e non risultano perdite dovute ad attrito. Guarnizioni 50 separano i cuscinetti 38 dalla camera 37. Preferibilmente le guarnizioni 50 sono a basso coefficiente d'attrito. Ci possono essere alcune perdite dovute ad attrito da parte del disco rotante 39, tuttavia, queste sono ridotte di molto se comparate con la tecnica precedente, come appare evidente da una semplice comparazione delle aree sulle quali si verificano le perdite dovute ad attrito, come indicato nella figura 1. Come illustrato nella figura 2, quando si desidera effettuare una frenata, l'alimentazione dell'aria dall'alimentatore 41 viene arrestata. L'elemento di spinta 42 ora spinge la parte 36 verso la parte 30. Nello stesso tempo, o appena dopo, gli stantuffi 28 vengono azionati per comandare i dischi 26 verso i dischi combinati 30 (cioè le parti 36 e 39). Il contatto d'attrito tra i dischi 26 ed i dischi 30, e l'attrito dal fluido viscoso 37 dentro la camera combinano per rallentare la rotazione del disco 30. Come alternativa, una seconda parte libera, simile alla parte 36, con un cuscinetto d'aria simile, può essere posta sul lato destro della parte 39. Ciò ridurrà ulteriormente le perdite dovute ad attrito.

Sebbene sia stata descritta una realizzazione preferita della presente invenzione, un tecnico del ramo potrà apportare delle modifiche che rientrano nell'ambito dell'invenzione. Le rivendicazioni che seguono determinano l'ambito ed il contenuto dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Freno a disco in bagno d'olio, caratterizzato dal fatto che comprende: uno statore; un rotore, detto rotore e detto statore definendo insieme una camera di fluido; un fluido viscoso alloggiato entro detta camera di fluido; e detto rotore avendo almeno un disco che ruota entro detta camera, detto disco di rotore essendo costituito da almeno due parti, con una prima parte che ruota con detto rotore, ed una seconda parte che ruota selettivamente con detto rotore, detto rotore essendo provvisto di un'alimentazione di fluido per costituire un cuscinetto di fluido tra dette prima e seconda parte, e detto cuscinetto di fluido fermando la rotazione di detta seconda parte con detta prima parte .
2. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto di fluido è dotato di un comando che arresta l'alimentazione di fluido a detto cuscinetto di fluido quando si intende rallentare la rotazione di detto rotore.
3. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto statore circonda detto rotore.
4. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda parte è spinta elasticamente a contatto con detta prima parte, e che detta spinta è supportata da detto cuscinetto di fluido.
5. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto di fluido è costituito da un cuscinetto d'aria.
6. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto rotore comprende un albero centrale con detto disco di rotore posizionato verso l'esterno di detto albero centrale, e che un'alimentazione di fluido si estende lungo un asse di detto albero, getti di alimentazione estendendosi radialmente verso l'esterno da detto percorso di alimentazione ad una superficie periferica esterna di detto rotore, per alimentare del fluido a detto cuscinetto d'aria.
7. Freno a disco in bagno d'olio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che è prevista una pluralità di detti getti per ciascuno di detti cuscinetti di fluido.
8. Freno a disco in bagno d'olio, caratterizzato dal fatto che comprende: uno statore; un rotore, detto rotore e detto statore definendo insieme una camera di fluido; un fluido viscoso alloggiato entro detta camera di fluido; e detto rotore avendo una pluralità di dischi che ruotano entro detta camera, detto disco di rotore essendo costituito da almeno due parti, con una prima parte che ruota con detto rotore, ed una seconda parte che ruota selettivamente con detto rotore, detto rotore essendo provvisto di un'alimentazione di fluido per creare un cuscinetto di fluido tra dette prima e seconda parte, e detto cuscinetto di fluido arrestando la rotazione di detta seconda parte con detta prima parte, un comando controllando detta alimentazione di fluido per arrestare l'alimentazione di fluido a detto cuscinetto di fluido quando si desidera rallentare la rotazione di detto rotore, detto statore circondando detto rotore, detta seconda parte essendo spinta a contatto con detta prima parte, e detta spinta essendo supportata da detto cuscinetto di fluido, e detto rotore comprendendo un albero centrale con detti dischi di rotore posizionati verso l'esterno di detto albero centrale, ed un percorso di alimentazione di fluido estendendosi lungo un asse di detto albero, detti getti di alimentazione estendendosi radialmente verso l'esterno da detto percorso di alimentazione ad una superficie periferica esterna di detto rotore, e tra dette prima e seconda parte di detti dischi di rotore essendoci una pluralità di detti getti per ciascuno di detti cuscinetti di fluido.