IT201800004697A1 - OPPOSITE ROTATION BRAKE CALIPER ATTACHMENT - Google Patents
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Description
Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: ATTACCO PINZA FRENO A ROTAZIONE CONTRAPPOSTA Description accompanying the patent application for industrial invention entitled: OPPOSITE ROTATION BRAKE CALIPER ATTACHMENT
Ambito dell'invenzione Scope of the invention
La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei veicoli su ruote dotati di freni "a disco" e dotati di impianti di sospensioni/ammortizzatori di vario genere. In particolare si riferisce ad un innovativo dispositivo di attacco della pinza del freno a disco, il quale ha lo scopo di contrastare in fase di frenata, l'effetto negativo di trasferimento di carico longitudinale delle masse sospese (le masse a monte delle sospensioni) effetto meglio noto con il termine di "beccheggio", e di tutte le conseguenze negative che esso comporta alla stabilità del veicolo. Tale invenzione trova applicazione sia per gli avantreni, sia per i retrotreni dei suddetti veicoli, anche in applicazione combinata tra loro. The present invention relates to the technical sector of vehicles on wheels equipped with "disc" brakes and equipped with suspension / shock absorber systems of various kinds. In particular, it refers to an innovative device for attaching the disc brake caliper, which has the purpose of counteracting the negative effect of longitudinal load transfer of the suspended masses (the masses upstream of the suspensions) during braking. better known with the term "pitching", and all the negative consequences that this entails for the stability of the vehicle. This invention finds application both for the front and rear ends of the aforesaid vehicles, also in combined application with each other.
Brevi cenni alla tecnica nota Brief notes on the known art
E' ormai noto da tempo che i moderni veicoli su ruote sono dotati di impianti freno denominati "a disco" e sono altresì dotati di impianti di sospensioni/ammortizzatori di vario genere e conformazione. E' altresì noto che durante la marcia di questo tipo di veicoli, in fase di frenata, il mezzo stesso subisce oltre alla decelerazione voluta, un effetto sfavorevole di trasferimento di carico longitudinale delle masse sospese (le masse a monte delle sospensioni) effetto meglio noto con il termine di "beccheggio" il quale si ripercuote inevitabilmente sull'assetto del veicolo ed in particolare sulle sospensioni. Tale fenomeno di "beccheggio" produce molteplici esiti negativi sia in ambito di assetto del veicolo, sia in ambito di efficacia del lavoro delle sospensioni stesse, in quanto in parte occupate a contrastare il sovraccarico dovuto al trasferimento delle masse sospese e pertanto ridotte nella loro funzione di assorbimento delle variazioni/asperità del terreno. It has been known for some time that modern wheeled vehicles are equipped with so-called "disc" brake systems and are also equipped with suspension / shock absorber systems of various kinds and shapes. It is also known that during the running of this type of vehicles, during braking, the vehicle itself undergoes, in addition to the desired deceleration, an unfavorable effect of longitudinal load transfer of the suspended masses (the masses upstream of the suspensions), a better known effect with the term "pitching" which inevitably has repercussions on the attitude of the vehicle and in particular on the suspensions. This "pitching" phenomenon produces multiple negative outcomes both in terms of vehicle set-up and in terms of the effectiveness of the work of the suspensions themselves, as they are partly employed to counteract the overload due to the transfer of the suspended masses and therefore reduced in their function absorption of the variations / roughness of the ground.
Inoltre, nei casi di veicoli di peso contenuto in rapporto alla potenza frenante, il fenomeno di "beccheggio" può essere tale da alleggerire la/e ruota/e posteriore/i del veicolo sino a sollevarla/e da terra, con conseguente perdita di aderenza e controllo del mezzo. Furthermore, in the case of vehicles with a low weight in relation to the braking power, the "pitching" phenomenon can be such as to lighten the rear wheel / s of the vehicle until it is lifted from the ground, with consequent loss of grip. and control of the vehicle.
Vi sono infine molti altri esiti negativi del fenomeno "beccheggio" come nel caso di veicoli dove i cambi di direzioni (curve) vengono effettuati mediante inclinazione del mezzo in contrasto con la forza centrifuga (es. motocicli) per i quali, se si effettua una frenata durante una curva, in fase di piega del veicolo, la sospensione sotto l'effetto del "beccheggio" risulta compressa, carica pertanto di energia di contrasto, pronta a liberarsi al minimo accenno di perdita di aderenza dello pneumatico sul terreno, contribuendo anch'essa allo slittamento del veicolo. Finally, there are many other negative outcomes of the "pitching" phenomenon as in the case of vehicles where the changes of directions (curves) are carried out by tilting the vehicle in contrast with the centrifugal force (eg motorcycles) for which, if a braking during a curve, when the vehicle is leaning, the suspension under the effect of the "pitching" is compressed, therefore charged with contrast energy, ready to free itself at the slightest hint of loss of grip of the tire on the ground, also contributing it to the skidding of the vehicle.
Un'altro esempio di esito negativo dell'effetto "beccheggio" si manifesta in particolare per i mezzi dotati di avantreno a forcella/e (es. motocicli) per i quali, la compressione delle sospensioni in fase di frenata, influisce negativamente sull'assetto del veicolo, andando di fatto a variare l'inclinazione verticale della forcella stessa (angolo di sterzo) con conseguente riduzione della "avancorsa", e con ripercussioni note sulla riduzione di stabilità del mezzo. Another example of a negative outcome of the "pitching" effect occurs in particular for vehicles equipped with front fork / s (eg motorcycles) for which the compression of the suspensions during braking negatively affects the set-up of the vehicle, actually varying the vertical inclination of the fork itself (steering angle) with consequent reduction of the "trail", and with known repercussions on the reduction of stability of the vehicle.
In conclusione, l'attuale configurazione degli impianti freno a disco combinati agli impianti sospensioni/ammortizzatori dei veicoli moderni, durante la fase di frenata produce molteplici effetti negativi sull'assetto e sulla stabilità del mezzo. In conclusion, the current configuration of the disc brake systems combined with the suspension / shock absorber systems of modern vehicles, during the braking phase produces multiple negative effects on the set-up and stability of the vehicle.
Sintesi dell'invenzione Summary of the invention
E' quindi scopo della presente invenzione, fornire un dispositivo per tutti i veicoli su ruote dotati di freni "a disco" e dotati di impianti di sospensioni/ammortizzatori di vario genere, che consenta di contrastare in fase di frenata, la compressione delle sospensioni dovuta al fenomeno del "beccheggio", evitando il sovraccarico delle stesse dovuto al trasferimento longitudinale delle masse, e migliorando l'efficacia di assorbimento delle variazioni/asperità del terreno di cui al loro compito. It is therefore an object of the present invention to provide a device for all vehicles on wheels equipped with "disc" brakes and equipped with various types of suspension / shock absorber systems, which allows the compression of the suspension due to be contrasted during braking. to the phenomenon of "pitching", avoiding the overloading of the same due to the longitudinal transfer of the masses, and improving the absorption effectiveness of the variations / roughness of the ground required for their task.
E' inoltre scopo della presente invenzione, fornire un dispositivo che consenta di contrastare in fase di frenata, l'effetto negativo di sollevamento della/e ruota/e posteriore/i, migliorando la stabilità del mezzo. It is also an object of the present invention to provide a device which allows to counteract the negative lifting effect of the rear wheel (s) during braking, improving the stability of the vehicle.
E' inoltre scopo della presente invenzione, nel caso di veicoli dove i cambi di direzioni (curve) vengono effettuati mediante inclinazione del mezzo in contrasto con la forza centrifuga (es. motocicli), fornire un dispositivo che consenta di contrastare in fase di frenata in curva, la compressione della sospensione e di evitare la carica di energia che la stessa subisce, andando a ridurre l'esito negativo su un'eventuale perdita di aderenza dello pneumatico con il terreno. It is also an object of the present invention, in the case of vehicles where the changes of directions (curves) are carried out by tilting the vehicle in contrast with the centrifugal force (e.g. motorcycles), to provide a device that allows to contrast during braking in curve, the compression of the suspension and to avoid the charge of energy that the same undergoes, going to reduce the negative result on a possible loss of grip of the tire with the ground.
E' inoltre scopo della presente invenzione, per i mezzi dotati di avantreno a forcella/e (es. motocicli), fornire un dispositivo che consenta di contrastare in fase di frenata, la compressione della sospensione, evitando la variazione dell'inclinazione verticale della forcella stessa "angolo di sterzo", della conseguente riduzione della "avancorsa e riduzione della stabilità del veicolo. It is also an object of the present invention, for vehicles equipped with a front fork / s (e.g. motorcycles), to provide a device that allows to contrast the suspension compression during braking, avoiding the variation of the vertical inclination of the fork. same "steering angle", of the consequent reduction of the "trail and reduction of the stability of the vehicle.
In conclusione è scopo della presente invenzione, fornire un dispositivo per tutti i veicoli su ruote dotati di impianti freno "a disco" e dotati di impianti di sospensioni/ammortizzatori di vario genere, che consenta di contrastare in fase di frenata, l'effetto negativo di trasferimento di carico longitudinale delle masse sospese (le masse a monte delle sospensioni) effetto meglio noto con il termine di "beccheggio" e di tutte le conseguenze negative che esso comporta alla stabilità del veicolo. Tale invenzione trova applicazione sia per gli avantreni, sia per i retrotreni dei veicoli, anche in applicazione combinata tra loro. In conclusion, the aim of the present invention is to provide a device for all vehicles on wheels equipped with "disc" brake systems and equipped with various types of suspension / shock absorber systems, which allows to counteract the negative effect during braking. of longitudinal load transfer of the suspended masses (the masses upstream of the suspensions) effect better known with the term "pitching" and all the negative consequences that this entails for the stability of the vehicle. This invention finds application both for the front ends and for the rear ends of vehicles, also in combined application with each other.
Descrizione dell'invenzione Description of the invention
(L'invenzione verrà ora spiegata con riferimento ai disegni allegati, Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4, Figura 5, mostranti forme esemplificative e non limitative di realizzazione ed applicazione dell'invenzione). (The invention will now be explained with reference to the attached drawings, Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4, Figure 5, showing exemplary and non-limiting embodiments and application of the invention).
I suddetti ed altri scopi sono dunque ottenuti con il presente dispositivo di ATTACCO PINZA FRENO A ROTAZIONE CONTRAPPOSTA costituito da nr.2 principali elementi: The aforementioned and other purposes are therefore achieved with the present OPPOSITE ROTATION BRAKE CALIPER ATTACHMENT device consisting of 2 main elements:
− staffa di attacco della pinza del freno (1); - brake caliper attachment bracket (1);
− staffa di accoppiamento a monte della sospensione (2); - coupling bracket upstream of the suspension (2);
In accordo con la presente invenzione i due elementi hanno le seguenti funzioni: l'elemento (1) ha la funzione di supporto della pinza del freno, l'elemento (2) ha la funzione di staffa di accoppiamento. In accordance with the present invention, the two elements have the following functions: the element (1) has the function of supporting the brake caliper, the element (2) has the function of a coupling bracket.
Sempre in accordo con la presente invenzione i due elementi sono caratterizzati principalmente dai relativi punti di accoppiamento (a), (b) e (c), di natura a "perni" i quali, realizzati a seconda dei carichi a "cuscinetto", a "boccola", a "snodo", etc., permettono il movimento rotatorio degli stessi elementi. Il tutto come meglio rappresentato in forma esemplificativa e non limitativa nelle allegate Figura 1 e Figura 2. Always in accordance with the present invention, the two elements are mainly characterized by the relative coupling points (a), (b) and (c), of a "pin" nature which, made according to the "bearing" loads, a "bushing", "joint", etc., allow the rotational movement of the same elements. All as better represented in exemplary and non-limiting form in the attached Figure 1 and Figure 2.
Ancora in accordo con la presente invenzione, tutto il dispositivo è caratterizzato dalla configurazione di accoppiamento dello stesso al veicolo. Nello specifico il dispositivo, composto dei due elementi accoppiati tra loro mediante perno (a), è accoppiato al veicolo, sul lato della sospensione in cui il verso della rotazione del disco del freno (3) in marcia si contrappone al verso di compressione della sospensione (4), ed in configurazione "a ponte" di collegamento tra le masse non sospese del veicolo (5) a valle della sospensione, e le masse sospese del veicolo (6) a monte della sospensione. Più specificatamente l'elemento (1) mediante perno (b), è accoppiato alle masse non sospese del veicolo (5) con asse di rotazione concentrico all'asse di rotazione della ruota/disco del freno, e l'elemento (2) mediante perno (c) è accoppiato alle masse sospese del veicolo (6). Il tutto come meglio rappresentato in forma esemplificativa e non limitativa nell'allegata Figura 3. Still in accordance with the present invention, the whole device is characterized by the configuration for coupling it to the vehicle. Specifically, the device, composed of the two elements coupled together by means of a pin (a), is coupled to the vehicle, on the side of the suspension in which the direction of rotation of the brake disc (3) while running is opposed to the direction of compression of the suspension (4), and in a "bridge" configuration for connection between the unsprung masses of the vehicle (5) downstream of the suspension, and the suspended masses of the vehicle (6) upstream of the suspension. More specifically, the element (1) by means of a pin (b), is coupled to the unsprung masses of the vehicle (5) with a rotation axis concentric to the axis of rotation of the wheel / brake disc, and the element (2) by means of pin (c) is coupled to the suspended masses of the vehicle (6). All this is best represented in an exemplary and non-limiting form in the attached Figure 3.
In tale maniera di conformazione ed accoppiamento, in accordo con la presente invenzione, il dispositivo va a sfruttare vantaggiosamente l'energia cinetica rotazionale della ruota del veicolo (7) in marcia in fase di frenata, per contrastare gli effetti indesiderati del "beccheggio". Nello specifico il disco del freno (3), in fase di frenata, trasferisce la suddetta energia cinetica rotazionale della ruota (7) tramite gli elementi della pinza del freno (8) alla staffa di attacco della pinza (1), la quale staffa a sua volta, capace di ruotare con perno (b) avente asse concentrico all'asse di rotazione del disco, facendo leva sullo stesso perno (b) trasferisce l'energia alla staffa di accoppiamento a monte della sospensione (2) mediante il perno di fissaggio (a). In this manner of conformation and coupling, in accordance with the present invention, the device advantageously exploits the rotational kinetic energy of the wheel of the vehicle (7) running during braking, to counteract the undesirable effects of "pitching". Specifically, the brake disc (3), during braking, transfers the aforementioned rotational kinetic energy of the wheel (7) through the elements of the brake caliper (8) to the caliper attachment bracket (1), which in turn, able to rotate with pin (b) having an axis concentric to the axis of rotation of the disc, leveraging on the same pin (b) transfers the energy to the coupling bracket upstream of the suspension (2) by means of the fixing pin (to).
Ancora in accordo con la presente invenzione, la suddetta energia cinetica trasferita dal disco del freno produce quindi una forza di rotazione tra gli elementi (1) e (2) intorno al perno (a) che porta all'estensione della distanza tra i perni (b) e (c) e quindi ad estendere la sospensione del veicolo a cui essi sono accoppiati, sino ad una prevista apposita battuta di fine corsa, di fatto contrastando la forza di compressione scaturita dal "beccheggio", e di conseguenza contrastando gli esiti negativi scaturiti dallo stesso, precedentemente trattati. Il tutto come meglio rappresentato in forma esemplificativa e non limitativa nell'allegate Figura 4 e Figura 5. Still in accordance with the present invention, the aforementioned kinetic energy transferred by the brake disc therefore produces a rotational force between the elements (1) and (2) around the pin (a) which leads to the extension of the distance between the pins ( b) and (c) and therefore to extend the suspension of the vehicle to which they are coupled, up to a specific limit stop, effectively counteracting the compression force resulting from the "pitching", and consequently counteracting the negative results arising from the same, previously treated. All this is best represented in an exemplary and non-limiting form in the attached Figure 4 and Figure 5.
Il variare del rapporto tra le misure degli interassi dei perni di accoppiamento (a)-(b), (b)-(c) e (a)-(c), degli angoli tra gli stessi, e della rigidità degli elementi che costituiscono il dispositivo oggetto del presente brevetto, o il variare della capacità degli stessi elementi ad assorbire/smorzare le forze in causa, oppure la predisposizione di una eventuale punto di smorzamento/fine corsa di rotazione del dispositivo, tutti fattori condizionatamente legati ad altri fattori estrinsechi quali ad esempio il diametro del disco del freno, la potenza frenante, il peso del veicolo, la velocità in marcia, i dispositivi di attenuazione e controllo della sospensione in extra-estensione etc., forniscono una variabile all'intensità dell'effetto prodotto dal dispositivo stesso, e pertanto possono essere progettati in dimensioni, forme e materiali, caso per caso, in misura dell'intensità di energia e corsa di cui si vuole disporre. The variation of the ratio between the measurements of the center distances of the coupling pins (a) - (b), (b) - (c) and (a) - (c), of the angles between them, and of the stiffness of the elements that constitute the device object of this patent, or the variation of the ability of the same elements to absorb / dampen the forces in question, or the provision of a possible damping point / rotation limit switch of the device, all factors conditionally linked to other extrinsic factors such as for example the diameter of the brake disc, the braking power, the weight of the vehicle, the speed in motion, the damping and control devices of the extra-extension suspension etc., provide a variable to the intensity of the effect produced by the device itself, and therefore they can be designed in dimensions, shapes and materials, case by case, according to the intensity of energy and stroke that one wants to have.
Descrizione dei disegni Description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del dispositivo, secondo l'invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune forme di realizzazione ed applicazione, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: Further characteristics and advantages of the device according to the invention will become clearer with the following description of some embodiments and applications, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
− La Figura 1 mostra la vista prospettica del presente dispositivo, in accordo ad una prima possibile configurazione realizzativa, con dettaglio degli elementi (1) e (2) che costituiscono il dispositivo, ed i relativi perni di accoppiamento (a), (b) e (c) che consentono la rotazione degli elementi; − La Figura 2 mostra la vista assonometrica esplosa del presente dispositivo, in accordo ad una prima possibile configurazione realizzativa, con dettaglio degli elementi (1) e (2) che costituiscono il dispositivo, ed i relativi perni di accoppiamento (a), (b) e (c) che consentono la rotazione degli elementi; − La Figura 3 mostra la vista prospettica del presente dispositivo in accordo ad una prima possibile configurazione, puramente esemplificativa e non limitativa, di applicazione su avantreno di un motociclo, con dettaglio di accoppiamento in configurazione "a ponte" tra le masse sospese e le masse non sospese del veicolo; - Figure 1 shows the perspective view of the present device, according to a first possible construction configuration, with details of the elements (1) and (2) that make up the device, and the relative coupling pins (a), (b) and (c) that allow the rotation of the elements; - Figure 2 shows the exploded axonometric view of the present device, according to a first possible construction configuration, with details of the elements (1) and (2) that make up the device, and the relative coupling pins (a), (b ) and (c) that allow the rotation of the elements; - Figure 3 shows the perspective view of the present device according to a first possible configuration, purely exemplary and not limiting, of application on the front end of a motorcycle, with coupling detail in a "bridge" configuration between the suspended masses and the masses unsuspended vehicle;
− La Figura 4 mostra la vista prospettica del presente dispositivo in accordo ad una prima possibile configurazione, puramente esemplificativa e non limitativa, di applicazione su avantreno di un motociclo, con dettaglio dei vettori delle forze che si scaturiscono in fase di frenata e che contribuiscono allo scopo di contrasto dell'effetto "beccheggio"; - Figure 4 shows the perspective view of the present device according to a first possible configuration, purely exemplary and not limiting, of application on the front end of a motorcycle, with detail of the vectors of the forces that arise during braking and that contribute to the purpose of contrasting the "pitching" effect;
− La Figura 5 mostra la vista prospettica del presente dispositivo in accordo ad una prima possibile configurazione, puramente esemplificativa e non limitativa di applicazione su retrotreno di un motociclo, con dettaglio dei vettori delle forze che si scaturiscono in fase di frenata e che contribuiscono allo scopo di contrasto dell'effetto "beccheggio". - Figure 5 shows the perspective view of the present device according to a first possible configuration, purely exemplary and not limiting of application on the rear of a motorcycle, with detail of the vectors of the forces that arise during braking and that contribute to the purpose contrast of the "pitching" effect.
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