ITTO20060478A1 - Ricuperatore automatico del gioco per un freno a tamburo per autoveicoli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Ricuperatore automatico del gioco per un freno a tamburo per autoveicoli”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un ricuperatore automatico di gioco per le ganasce dì un freno a tamburo per autoveicoli, del tipo definito nel preambolo della rivendicazione t. Un ricuperatore di questo tipo è noto dal brevetto US-4 729457.

Sono attualmente noti diversi tipi di ricuperatori di gioco per freni a tamburo, atti ad assicurare che in posizione di riposo le ganasce del freno si trovino ad una distanza predeterminata ed essenzialmente costante dalle pareti del tamburo cui sono affacciate, affinché le ganasce compiano un movimento di escursione costante anche in seguito ad una loro usura parziale nel corso del tempo. Il ricuperatore di gioco è montato tra le ganasce e segue il loro movimento di divaricazione allungandosi durante la fase di frenata e riaccorciandosi durante il successivo movimento di ritorno delle ganasce.

Quando, a causa dell'usura delle ganasce, queste si assottigliano e la loro corsa contro le pareti del tamburo tende ad aumentare oltre una certa soglia predeterminata, il ricuperatore regola automaticamente la posizione di riposo delle ganasce assumendo una posizione di riposo più lunga in funzione dello stato di usura raggiunto. Per effettuare automaticamente una regolazione di questo tipo, i ricuperatori di gioco trasformano il movimento di allungamento assiale che si verifica tra i loro estremi opposti vincolati alle ganasce in un corrispondente movimento rotatorio di un meccanismo di regolazione a vite e madrevite. Questo meccanismo collabora solitamente con un dispositivo ad arpionismo che ne provoca un parziale svitamento al superamento di escursioni assiali di entità predeterminata; tale svitamento allontana gli estremi opposti del ricuperatore e quindi riavvicina le ganasce alla loro superficie di impegno sul tamburo, assicurando così il mantenimento di una corsa costante del pistone di azionamento che comanda la divaricazione delle ganasce.

Com’è noto, l’espansione termica del tamburo del freno può portare ad un eccesso di regolazione del meccanismo quando il freno sia caldo; se si permette che ciò avvenga, può accadere che il gioco di lavoro tra le guarnizioni delle ganasce e il tamburo venga annullato per cui, quando il freno si raffredda, le guarnizioni vanno a bloccare le ruote. La regolazione del gioco va quindi effettuata a temperature relativamente basse e va impedita a temperature elevate. Sono stati proposti elementi bimetallici sensibili alla temperatura che, associati al dispositivo ad arpionismo, impediscono a questo di azionare il meccanismo a vite e madrevite quando la temperatura del freno supera un valore prefissato.

È scopo della presente invenzione realizzare un compensatore automatico di tipo perfezionato, affidabile, di costruzione semplificata e con costi di produzione contenuti.

Questo ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo l'invenzione da un ricuperatore automatico avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche importanti sono richiamate nelle altre rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione fatta con riferimento ai disegni allegati, dati a titolo indicativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista longitudinale di una prima forma di realizzazione di un ricuperatore di gioco secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista secondo la freccia II della figura 1 ;

la figura 3 è una vista prospettica di un componente del ricuperatore delle figure 1 e 2;

la figura 4 è una vista simile alla figura 2, che rappresenta il ricuperatore in una posizione operativa diversa; e

le figure da 5 a 8 sono viste longitudinali di alcune forme dì realizzazione alternative del ricuperatore secondo l'invenzione.

Facendo inizialmente riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 10 è indicato complessivamente un ricuperatore di gioco secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il ricuperatore 10 ha estremità opposte atte ad essere collegate tra due ganasce A, B (illustrate solo in minima parte) di un freno a tamburo di un veicolo a motore ed in prossimità di un attuatore idraulico (non illustrato) che, quando azionato, allontana le due ganasce spingendole contro il tamburo (non illustrato) del freno.

Il ricuperatore 10 comprende un corpo allungato o puntone 11 realizzato in un pezzo metallico singolo, la cui estremità di destra è collegabile ad una delle ganasce tramite una molla 13, mentre l’estremità di sinistra 11 b ha una cavità interna che riceve in modo scorrevole lo stelo di una vite 12 di un meccanismo a vite e madrevite.

Il meccanismo a vite e madrevite comprende la vite 12, che è collegabile tramite una molla 14 alla ganascia sinistra, ed una madrevite 15 che si impegna con la vite 12 e presenta esternamente denti 16 per costituire una ruota a cricco di un arpionismo. I denti 16 cooperano con un nottolino d'arresto 17 portato da una molla laminare 18 fissata a sbalzo al puntone 11. Il nottolino 17 è montato sulla molla laminare 18 o formato integralmente ad essa ed è mantenuto impegnato nei denti 16 della madrevite e può impartire a quest'ultima limitate rotazioni corrispondenti a movimenti di flessione della molla laminare 18. La molla 18 può essere deflessa elasticamente, in allontanamento dal puntone 11, per mezzo di una leva 20 ad angolo ottuso montata liberamente sulla vite 12 ed interposta tra la madrevite 15 e uno spallamento trasversale 11 c del puntone 11. La leva 20 presenta un primo braccio 21 con un foro in cui è infilata la vite 12, ed un secondo braccio 22 affacciato alla molla laminare 18.

Con 30 è indicato un elemento bimetallico secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione, illustrato separatamente nella figura 3. L’elemento bimetallico 30 è costituito da una piastra ripiegata a U o a V così da formare due rami affacciati 31, 32 che presentano rispettive aperture 33, 34 attraversate dalla vite 12 ed allineate in una direzione qui definita "assiale”. Come si vede nella figura 2, l’elemento bimetallico 30 è infilato sulla vite 12 in una posizione interposta tra la leva 20 e la madrevite 15.

Quando i freni sono a riposo, una molla (non illustrata) che tira le ganasce l'una verso l’altra, spinge anche il puntone 11 ed il meccanismo a vite/madrevite l'uno verso l’altro. Questa compressione tiene la leva 20 nella posizione illustrata nella figura 4, dove il braccio 22 deflette la molla laminare 18.

Quando i freni vengono azionati, le ganasce vengono allontanate l'una dall’altra e tendono ad allontanare il puntone 11 dal meccanismo a vite 12, 15, consentendo alla leva 20 di compiere una limitata rotazione antioraria. Il nottolino rimane sempre impegnato su un dente deH’arpionismo, ma lo aziona solo in certe condizioni, come detto più avanti. Rilasciando i freni, le due ganasce si riavvicinano e tendono a comprimere assialmente il ricuperatore, consentendo alla molla laminare 18 di allontanarsi al puntone.

Se il livello di usura delle guarnizioni d'attrito non è tale da richiedere una regolazione, in tali condizioni i cicli di frenata comportano solamente una limitato movimento assiale relativo tra il puntone ed il meccanismo a vite e madrevite. Il nottolino, impegnato su un dente dell'arpionismo, scorre lungo l’arpionismo compiendo piccole escursioni assiali rimanendo impegnato su uno stesso dente dell’arpionismo, senza farlo ruotare in maniera apprezzabile, o tutt’al più facendo compiere minime oscillazioni alla madrevite ad ogni ciclo di frenatura ma senza scattare su un altro dente e quindi senza aver variato, alla fine del ciclo, la lunghezza complessiva del ricuperatore.

Se invece, a causa dell’usura delle guarnizioni delle ganasce, l’escursione assiale del compensatore supera una soglia predeterminata, la molla laminare 18 viene deflessa compiendo un'oscillazione di entità maggiore e fa ruotare la madrevite/ruota a cricco 15 di un angolo maggiore e tale per cui, nel momento in cui il freno viene rilasciato, il nottolino 17 scatta oltre uno o più denti 16 della ruota a cricco nell'unico senso consentito. Di conseguenza, durante la fase di distensione che si verifica nella frenata successiva, la molla laminare 18 fa ruotare leggermente la ruota a cricco 15 mediante il nottolino 17. A ciò corrisponde un parziale svitamento della vite 12 dalla madrevite/ruota a cricco 15, per cui il ricuperatore acquisisce una posizione dì riposo più lunga di quella precedente, con conseguente ripristino della distanza ideale a riposo tra le ganasce e il tamburo.

La regolazione automatica sopra discussa non ha invece luogo quando, in presenza di temperature superiori ad un valore prefissato, i due rami 31, 32 dell’elemento bimetallico sono divaricati termicamente e sollecitano assialmente la leva 20 contro il puntone 11 (figura 4). Il braccio 22 sporgente della leva tiene la molla laminare 18 nella posizione deflessa allontanata dal puntone 11, impedendo al nottolino di scattare sui denti deH'arpionismo e far ruotare la madrevite. Pertanto, quando il freno è caldo, durante un ciclo di frenatura lo scorrimento relativo della vite rispetto al puntone non comporta alcuna rotazione della madrevite e quindi non viene variata la lunghezza del ricuperatore, a prescindere dall’entità delle escursioni che questo compie. Con la molla laminare bloccata in tale condizione deflessa, il puntone 11 ed il meccanismo a vite e madrevite scorrono liberamente seguendo i movimenti di apertura e chiusura delie rispettive ganasce cui sono collegati.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 5 e 6, un singolo elemento bimetallico 130 integra in sè anche le funzioni svolte dalla leva 20 dell’esempio delle figure 1-4. L’elemento bimetallico 130 è costituito da una piastra bimetallica ripiegata a U o a V così da formare due rami affacciati 131, 132 che presentano rispettive aperture 133, 134 assialmente allineate ed attraversate dalla vite 12. L’elemento bimetallico 130 è infilato sulla vite 12 in una posizione interposta tra la madrevite/ruota a cricco 15 ed uno spallamento trasversale 11 c del puntone 11. Il ramo 131 è piegato ad angolo ottuso e forma un tratto 122 affacciato alla molla laminare 18.

Quando il freno è caldo, i rami 131, 132 dell’elemento bimetallico si divaricano termicamente, per cui il tratto di ramo 122 sporge dal puntone 11 e tiene la molla laminare 18 nella posizione divaricata illustrata nella figura 6, impedendo al nottolino di scattare sui denti deH’arpionismo e far ruotare la madrevite.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione particolarmente semplificata (figure 7 e 8), l’elemento bimetallico assume la forma di una leva 230 piegata ad angolo ottuso, montata liberamente sulla vite 12 ed interposta tra la madrevite 15 e lo spallamento 11 c del puntone. La leva 230 ha un primo braccio 221 con un foro (non illustrato) in cui è infilata la vite 12, ed un secondo braccio 222 sporgente verso la molla laminare 18.

È possibile scegliere tra due configurazioni opposte degli strati componenti l'elemento bimetallico. Nell'esempio della figura 7, il lato dell’elemento bimetallico 230 rivolto via dal puntone 11 è quello che presenta il coefficiente di dilatazione termica minore, per cui quando il freno è caldo, l’angolo tra i due bracci 221 e 222 aumenterà in misura tale da allontanare la molla laminare 18 dal puntone 11, impedendo al nottolino 17 di azionare la ruota a cricco 15 delfarpionismo e quindi di allungare il ricuperatore, analogamente alle forme di realizzazione sopra descritte con riferimento alle figure 1-6.

Nella variante della figura 8, il lato dell'elemento bimetallico 230 rivolto verso il puntone 11 è quello avente il coefficiente di dilatazione termica minore. In questo caso, il braccio 222 ha una posizione "fredda" più distanziata dal puntone 11, in modo tale da consentire l'impegno del nottolino con la ruota a cricco, ed effettuare la regolazione automatica qualora il gioco delle ganasce sia eccessivo. Quando invece il freno è caldo, l'angolo tra i due bracci 221 e 222 diminuisce, permettendo alla molla laminare 18 di avvicinarsi elasticamente al puntone 11. Per effetto di questo movimento, il nottolino 17 provoca una leggera rotazione della ruota a cricco 15 nel senso dello svitamento, ma senza scatto. Il ricuperatore segue i movimenti delle ganasce, ma i movimenti assiali relativi tra il puntone 11 e il meccanismo a vite e madrevite non provocano alcuna deflessione della molla laminare e pertanto non possono provocare alcuno scatto del nottolino sui denti della ruota a cricco.

Come si potrà apprezzare, la presente invenzione permette di ridurre il numero di componenti del compensatore e di semplificarne l'assemblaggio, poiché l’elemento bimetallico che inibisce il funzionamento dell'arpionismo è una semplice piastra bimetallica piegata infilata sulla vite del meccanismo a vite e madrevite. Nelle varianti illustrate nelle figure 5-8, è anche eliminata la leva 20 delle figure 1-4. Si apprezzerà anche che, con la presente invenzione, non sono richieste lavorazioni di precisione per formare alcuna sede di bloccaggio dell’elemento bimetallico.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Ricuperatore automatico di gioco per le ganasce di un freno a tamburo per autoveicoli, del tipo comprendente un puntone (11) avente un’estremità collegabile ad una prima ganascia del freno; un meccanismo a vite e madrevite comprendente una vite (12) accoppiata in modo scorrevole al puntone ed avente un’estremità collegabile ad una seconda ganascia del freno, una madrevite (15) con una dentatura esterna (16) costituente una ruota a cricco di un arpionismo; una molla laminare (18) fissata al puntone (11) e provvista di un nottolino (17) atto ad impegnare i denti (16) della ruota a cricco (15); un mezzo bimetallico (30, 130, 230) sensibile alla temperatura, atto a prevenire rotazioni della ruota a cricco (15) quando la temperatura del freno supera un valore prefissato; caratterizzato dal fatto che il mezzo bimetallico è una piastra bimetallica montata sulla vite (12) in una posizione intermedia tra la madrevite (15) e il puntone (11) e piegata in due rami che individuano un angolo variabile in funzione della temperatura per agire sulla molla laminare (18) così da prevenire rotazioni della ruota a cricco quando la temperatura del freno supera un valore prefissato.
2. 2. Ricuperatore di gioco secondo la rivendicazione 1, del tipo comprendente una leva (20) ad angolo ottuso montata sulla vite (12) ed interposta tra la madrevite (15) e uno spallamento trasversale (11 c) del puntone (11), la leva (20) presentando un primo braccio (21) con un foro in cui è infilata la vite (12), ed un secondo braccio (22) affacciato alla molla laminare (18), caratterizzato dal fatto che la piastra bimetallica (30) è infilata sulla vite (12) in una posizione interposta tra la leva (20) e la madrevite (15) e che la piastra bimetallica (30) è piegata a U o a V così da formare due rami affacciati (31, 32) aventi rispettive aperture (33, 34) attraversate dalla vite (12).
3. 3. Ricuperatore di gioco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la piastra bimetallica (130) è ripiegata a U o a V così da formare due rami affacciati (131, 132) termicamente divaricabili aventi rispettive aperture (133, 134) assialmente allineate ed attraversate dalla vite (12), la piastra bimetallica (130) è infilata sulla vite (12) tra la madrevite (15) ed il puntone (11), e che uno (131) di detti rami (131, 132) forma un tratto sporgente (122) cooperante con la molla laminare (18) per mantenere questa molla in una posizione deflessa tale per cui impedisce al nottolino (17) di scattare sui denti (16) del arpionismo quando la temperatura del freno supera detto valore prefissato.
4. 4. Ricuperatore di gioco secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il tratto sporgente (122) forma un angolo ottuso, variabile in funzione della temperatura, con il resto del ramo (131).
5. 5. Ricuperatore di gioco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la piastra bimetallica (230) è una leva piegata secondo un angolo che aumenta di ampiezza al crescere della temperatura, così da definire un primo braccio (221), interposto tra la madrevite (15) ed il puntone (11), ed avente un foro in cui è infilata la vite (12), ed un secondo braccio sporgente (222) cooperante con la molla laminare (18) per mantenere questa molla in una posizione elasticamente deflessa in allontanamento dal puntone (11), tale per cui la molla laminare (18) impedisce al nottolino (17) di scattare sui denti (16) del arpionismo quando la temperatura del freno supera detto valore prefissato.
6. 6. Ricuperatore di gioco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la piastra bimetallica (230) è una leva piegata secondo un angolo che diminuisce di ampiezza al crescere della temperatura, così da definire un primo braccio (221), interposto tra la madrevite (15) ed il puntone (11), ed avente un foro in cui è infilata la vite (12), ed un secondo braccio sporgente (222) cooperante con la molla laminare (18) per consentire a questa molla di raggiungere una posizione più vicina al puntone (11), tale per cui i movimenti assiali relativi tra il puntone (11) e il meccanismo a vite e madrevite che si verificano durante cicli di frenatura non provocano deflessione della molla laminare in misura sufficiente a provocare alcuno scatto del nottolino sui denti delia ruota a cricco.
7. 7. Ricuperatore di gioco secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la piastra bimetallica (30, 130, 230) è montata liberamente sulla vite (12).
8. 8. Ricuperatore di gioco secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la molla laminare (18) e il nottolino (17) sono formati integralmente.