ITMI20060016A1 - METHOD OF MANUFACTURE OF PERFECT DISC BRAKE CALIPERS - Google Patents
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Description
"Metodo di fabbricazione di pinze per freni a disco perfezionato" "Improved method of manufacturing disc brake calipers"
La presente invenzione si riferisce ad un innovativo metodo di fabbricazione di pinze per freni a disco, in particolare per motociclette. The present invention refers to an innovative method of manufacturing disc brake calipers, in particular for motorcycles.
Nel campo motociclistico, è ben noto realizzare pinze monolitiche destinate ad agire sul disco del freno in fase di frenatura. Tali pinze comprendono un corpo monolitico, ottenuto per fusione, il quale è provvisto di una fenditura che nell’uso accoglie la periferia del disco del freno. Nel corpo sono formate le camere di due coppie di cilindri idraulici, i quali spingono le pastiglie del freno contro facce opposte del disco in modo da pinzare la periferia del disco e realizzare la frenata. I metodi noti per realizzare questo tipo di pinze presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti. In the motorcycle field, it is well known to produce monolithic calipers designed to act on the brake disc during braking. These calipers comprise a monolithic body, obtained by casting, which is provided with a slot which in use accommodates the periphery of the brake disc. The chambers of two pairs of hydraulic cylinders are formed in the body, which push the brake pads against opposite faces of the disc so as to pinch the periphery of the disc and perform braking. The known methods for manufacturing this type of grippers, however, have some drawbacks.
Di fatto, per formare le canalizzazioni interne alla pinza per Γ alimentazione idraulica dei cilindri, è necessario effettuare complicate e costose lavorazioni a macchina sul corpo monolitico. Anche la lavorazione delle superfici interne delle camere dei cilindri richiede l’impiego di tecniche sofisticate, le quali fanno innalzare il costo complessivo del processo di fabbricazione dell’articolo. In fact, in order to form the internal channels of the gripper for the hydraulic supply of the cylinders, it is necessary to carry out complicated and expensive machining operations on the monolithic body. The processing of the internal surfaces of the cylinder chambers also requires the use of sophisticated techniques, which raise the overall cost of the article manufacturing process.
Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un metodo di fabbricazione di pinze per freni a disco che sia semplice ed economico. The general purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing a method of manufacturing disc brake calipers that is simple and economical.
In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un metodo di fabbricazione di pinze per freni a disco del tipo comprendente almeno una coppia di dispositivi a cilindro e pistone affrontati, destinati a spingere contro il disco una coppia di pastiglie per serrare i fianchi della fascia periferica del disco in fase di frenatura, comprendente le fasi di: In view of this purpose, according to the invention, it was thought to realize a method of manufacturing disc brake calipers of the type comprising at least one pair of facing cylinder and piston devices, designed to push a pair of pads against the disc. to tighten the sides of the peripheral band of the disc during braking, including the following steps:
- stampare in fusione un corpo destinato ad accogliere le camere dei due dispositivi a cilindro e pistone di una coppia, il corpo essendo provvisto di una fenditura destinata nell’uso ad accogliere la fascia periferica del disco e presentando un foro passante trasversalmente alla fenditura, lo stampaggio avvenendo con almeno un tubo disposto nello stampo prima della gettata per formare canalizzazioni di alimentazione idraulica dei cilindri, - casting a body intended to accommodate the chambers of the two cylinder and piston devices of a pair, the body being provided with a slot intended in use to accommodate the peripheral band of the disc and presenting a through hole transversely to the slot, molding taking place with at least one tube arranged in the mold before casting to form hydraulic supply channels for the cylinders,
- effettuare lavorazioni a macchina sul corpo tramite un utensile passante attraverso il detto foro per formare le pareti laterali delle camere e aperture di collegamento tra il tubo e le due camere realizzate nel corpo pressoché allineate al foro passante su lati opposti della fenditura, - perform machining operations on the body by means of a tool passing through said hole to form the side walls of the chambers and connecting openings between the tube and the two chambers made in the body almost aligned with the through hole on opposite sides of the slot,
- chiudere il foro con un tappo. - close the hole with a plug.
Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni: To clarify the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the known art, a possible exemplary embodiment applying these principles will be described below, with the help of the attached drawings. In the drawings:
-figura 1 rappresenta una vista in pianta di una pinza ottenuta con il metodo secondo l’invenzione, -figure 1 represents a plan view of a caliper obtained with the method according to the invention,
-figura 2 rappresenta una vista in sezione secondo il piano II-II mostrato in figura 1, prima della lavorazione a macchina, -figure 2 represents a section view according to the II-II plane shown in figure 1, before machining,
-figura 3 rappresenta una vista in sezione analoga a quella di figura 2, dopo la lavorazione a macchina e l’inserimento del tappo di chiusura, -figure 3 represents a sectional view similar to that of figure 2, after machining and inserting the closure cap,
-figura 4 rappresenta una vista prospettica del contro-stampo da inserire nello stampo di fusione per formare il corpo della pinza. figure 4 represents a perspective view of the counter-mold to be inserted in the casting mold to form the body of the pliers.
Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrata una pinza 11 per freni a disco ottenuta con il metodo secondo la presente invenzione. La pinza 11 comprende una fenditura 13 destinata nell’uso ad accogliere la periferia del disco del freno (non mostrato in figura) e due coppie di dispositivi a cilindro e pistone, rispettivamente 14-15 e 16-17, destinati a spingere pastiglie agenti su lati opposti del disco in modo da serrare la sua periferia in fase di frenata. With reference to the figures, figure 1 shows a caliper 11 for disc brakes obtained with the method according to the present invention. The caliper 11 comprises a slot 13 intended for use to accommodate the periphery of the brake disc (not shown in the figure) and two pairs of cylinder and piston devices, 14-15 and 16-17 respectively, intended to push pads acting on opposite sides of the disc so as to tighten its periphery during braking.
I dispositivi a cilindro e pistone di ciascuna coppia sono disposti allineati su lati opposti della fenditura 13, secondo note tecniche nel campo. Le camere dei cilindri sono formate in un corpo monolitico 12, ottenuto per fusione e successivamente lavorato a macchina. Nel corpo 12 è inglobato un tubo 18, che viene posizionato all’ interno dello stampo di fusione prima della gettata ed è destinato a formare le canalizzazioni di alimentazione idraulica dei cilindri della pinza. Il tubo 18 è collegato al circuito idraulico del freno in corrispondenza degli ingressi 21, che fuoriescono dal corpo 12. The cylinder and piston devices of each pair are arranged aligned on opposite sides of the slot 13, according to known techniques in the field. The cylinder chambers are formed in a monolithic body 12, obtained by casting and subsequently machined. A tube 18 is incorporated in the body 12, which is positioned inside the casting mold before casting and is intended to form the hydraulic supply channels of the caliper cylinders. The pipe 18 is connected to the hydraulic circuit of the brake at the inlets 21, which come out of the body 12.
In figura 2 è mostrata una sezione del corpo 12 appena dopo la fusione, con il tubo 18 inglobato nel materiale del corpo (ad esempio alluminio). Figure 2 shows a section of the body 12 just after casting, with the tube 18 incorporated into the material of the body (for example aluminum).
Impiegando il contro-stampo 27 (fig. 4) all’ interno dello stampo di fusione, nel corpo 12 ottenuto per fusione è formata già la fenditura 13 destinata ad accogliere il disco del freno. Inoltre, nel corpo 12 sono formate due cavità cilindriche 22, 23 destinate a formare la parte delle camere 14a, 15a (mostrate in fig. 3) in cui scorrono i pistoni dei dispostivi a cilindro e pistone. Le cavità 22, 23 sono formate in virtù della presenza delle porzioni cilindriche 30, 32 nel contro-stampo 27. Using the counter-mold 27 (fig. 4) inside the casting mold, the slot 13 intended to accommodate the brake disc is already formed in the body 12 obtained by casting. Furthermore, two cylindrical cavities 22, 23 are formed in the body 12 intended to form the part of the chambers 14a, 15a (shown in Fig. 3) in which the pistons of the cylinder and piston devices slide. The cavities 22, 23 are formed by virtue of the presence of the cylindrical portions 30, 32 in the counter-mold 27.
II corpo 12 ottenuto per fusione è provvisto anche di un foro passante 25, disposto all’altezza della fenditura 13 trasversalmente ad essa. Il foro 25 sfocia nella fenditura 13 attraverso la cavità 22 ed, in prossimità della parte più esterna del corpo 12, presenta una sezione trasversale inferiore rispetto alla sezione della cavità 22. Il foro 25 è formato in virtù della presenza della porzione cilindrica 28 nel contro-stampo 27, visibile in figura 4. Un foro analogo sarà formato per l’altra coppia di cilindri 16-17, grazie alla presenza della porzione cilindrica 29 nel contro-stampo. The body 12 obtained by casting is also provided with a through hole 25, arranged at the height of the slit 13 transversely to it. The hole 25 opens into the slot 13 through the cavity 22 and, in proximity to the outermost part of the body 12, has a smaller cross section than the section of the cavity 22. The hole 25 is formed by virtue of the presence of the cylindrical portion 28 in the counter mold 27, visible in figure 4. A similar hole will be formed for the other pair of cylinders 16-17, thanks to the presence of the cylindrical portion 29 in the counter-mold.
Il tubo 18 è inserito nello stampo in modo formare un anello e passa adiacentemente alle facce di fondo delle porzioni 30, 32 del contro-stampo destinate a formare le cavità 22, 23 nel corpo 12 ottenuto per fusione. Vantaggiosamente, il tubo 18 passa in prossimità del bordo della superficie di fondo delle cavità 22, 23. Sarà così necessario rimuovere con lavorazione a macchina solo un sottile strato di materiale sul fondo delle cavità 22, 23 per realizzare il collegamento delle camere con le canalizzazioni idrauliche interne al corpo 12 della pinza. The tube 18 is inserted into the mold so as to form a ring and passes adjacent to the bottom faces of the portions 30, 32 of the counter-mold intended to form the cavities 22, 23 in the body 12 obtained by casting. Advantageously, the tube 18 passes close to the edge of the bottom surface of the cavities 22, 23. It will therefore be necessary to remove by machining only a thin layer of material on the bottom of the cavities 22, 23 in order to connect the chambers with the ducts. hydraulics inside the caliper body 12.
Analogamente, il tubo 18 passa in prossimità delle porzioni cilindriche del controstampo (in figura 4 con riferimento 31) corrispondenti alle camere dei cilindri 16, 17. In figura 3 è mostrata una sezione analoga a quella di figura 2, con il corpo 12 già lavorato a macchina. Tale lavorazione avviene impiegando un utensile 24 (rappresentato schematicamente in figura 2) passante attraverso il foro 25. Similarly, the tube 18 passes near the cylindrical portions of the counter-mold (in figure 4 with reference 31) corresponding to the chambers of the cylinders 16, 17. Figure 3 shows a section similar to that of figure 2, with the body 12 already machined by machine. This machining takes place using a tool 24 (schematically represented in Figure 2) passing through the hole 25.
Con la lavorazione a macchina sono formate le superfici interne delle camere 14a, 15a e viene aperto il tubo 18 in modo da creare collegamento idraulico tra il canale di alimentazione e la camera dei cilindri. La superficie interna finale delle camere è segnata in tratteggio anche in figura 2. With machining, the internal surfaces of the chambers 14a, 15a are formed and the tube 18 is opened so as to create a hydraulic connection between the feed channel and the cylinder chamber. The final internal surface of the chambers is also marked in hatching in figure 2.
Con la lavorazione è aumentata la profondità della cavità cilindrica 23 in modo da far sfociare il tubo 18 nella camera. Analogamente viene lavorato il fondo della camera 14a, in modo da far sfociare in essa il tubo 18. With the machining, the depth of the cylindrical cavity 23 has increased so as to cause the tube 18 to open into the chamber. Similarly, the bottom of the chamber 14a is worked, so as to make the tube 18 flow into it.
La lavorazione a macchina coinvolge anche la superficie laterale delle camere 14a, 15a, ove scorre il pistone del cilindro (non mostrato in figura). Dopo la lavorazione a macchina, la superficie interna delle camere 14a, 15a può presentare uno scalino all’altezza del tubo 18, come mostrato in figura 3, avente finizione di fine corsa del pistone del cilindro. Machining also involves the lateral surface of the chambers 14a, 15a, where the cylinder piston slides (not shown in the figure). After machining, the internal surface of the chambers 14a, 15a may have a step at the height of the tube 18, as shown in figure 3, having the end stroke finish of the cylinder piston.
La presenza del foro 25 facilita la lavorazione a macchina di cui si è detto, in quanto si evitano complicate e costose lavorazioni in sottosquadro, introducendo ad esempio l’utensile attraverso la fenditura 13 per accedere alle cavità 22 e 23 nel corpo ottenuto per fusione. The presence of the hole 25 facilitates the machining mentioned above, as complicated and expensive undercut machining is avoided, for example by introducing the tool through the slot 13 to access the cavities 22 and 23 in the body obtained by casting.
Una volta terminata la lavorazione a macchina, il foro 25 è chiuso tramite un tappo 20, il quale viene saldato al corpo 12. Il tappo 20 è inserito daH’intemo della pinza, attraverso la fenditura 13, come indicato dalla freccia in figura 3. Once the machining is finished, the hole 25 is closed by means of a cap 20, which is welded to the body 12. The cap 20 is inserted from inside the caliper, through the slot 13, as indicated by the arrow in figure 3.
Vantaggiosamente, il foro sul fondo della camera 14a, prima di essere tappato con il tappo 20, può essere lavorato a macchina in modo da formare un leggero sottosquadro 26 contro il quale va in battuta una corrispondente flangia nel tappo 20 per facilitare il corretto posizionamento del tappo 20 ed il suo susseguente fissaggio al corpo 12. Vantaggiosamente il sottosquadro e la corrispondente flangia hanno forma anulare. Advantageously, the hole in the bottom of the chamber 14a, before being plugged with the plug 20, can be machined so as to form a slight undercut 26 against which a corresponding flange in the plug 20 abuts to facilitate the correct positioning of the cap 20 and its subsequent fixing to the body 12. Advantageously, the undercut and the corresponding flange have an annular shape.
È possibile, quindi, prevedere una lavorazione superficiale esterna per rendere uniforme la superficie del tappo 20 e del corpo 12 della pinza. It is therefore possible to provide an external surface machining to make the surface of the cap 20 and of the body 12 of the caliper uniform.
Si noti che le camere dell’altra coppia di dispositivi a cilindro e pistone 16-17 sono ottenute in modo del tutto analogo a quello descritto per i cilindri 14-15, impiegando un ulteriore tappo 19 per la chiusura di una della camere dei cilindri della coppia, a seguito di lavorazione. It should be noted that the chambers of the other pair of cylinder and piston devices 16-17 are obtained in a completely similar way to that described for the cylinders 14-15, using a further cap 19 to close one of the cylinder chambers of the torque, following processing.
A questo punto risulta chiaro come si siano raggiunti gli scopi dell’invenzione. At this point it is clear how the purposes of the invention have been achieved.
In particolare si è fornito un metodo semplice, rapido ed economico per realizzare pinze del freno monolitiche. Grazie infatti all’accorgimento di lasciare il foro passante nel corpo ottenuto per fusione, è possibile agevolare la lavorazione a macchina necessaria per formare le superimi interne delle camere dei cilindri e per creare il collegamento idraulico tra le camere e la canalizzazione interna alla pinza. Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. In particular, a simple, quick and economical method has been provided for making monolithic brake calipers. In fact, thanks to the arrangement of leaving the through hole in the body obtained by casting, it is possible to facilitate the machining necessary to form the internal surfaces of the cylinder chambers and to create the hydraulic connection between the chambers and the internal channeling of the caliper. Naturally, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention is given by way of example of these innovative principles and must therefore not be taken as a limitation of the patent scope claimed herein.
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