ITBO930263A1 - Sospensione e dispositivo di sterzata per ruota anteriore per motoveicolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo;

SOSPENSIONE E DISPOSITIVO DI STERZATA PER RUOTA ANTERIORE PER MOTOVEICOLO.

La presente invenzione concerne una sospensione anteriore per motoveicolo e relativo dispositivo atto a permettere la sterratura della ruota stessa.

In particolare., la presente invenzione ? relativa ad una sospensione utilizzabile nei motoveicoli, con notevole vantaggio, al posto delle sospensioni usualmente denominate "forcelle''.

Tali forcelle risultano essenzialmente costituite da una coppia di aste telescopiche disposte da bande opposte della ruota anteriore e supportanti inferiormente il perno delia ruota stessa, alle dette aste essendo coassialmente associati una coppia di ammortizzatori e di molle formanti cos? l'insieme sospensione-ant eriore . Le forcelle in questione, in particolare quando vengono utilizzate in condizioni particolarmente gravose e critiche, quali quelle a cui viene assoggettata una motocicletta da competizione, nel corso delle frenate e delle accelerazioni danno luogo a delle imponenti e subitanee variazioni di assetto della ruota anteriore rispetto al telaio delia motocicletta stessa, le quali si ripercuotono negativamente sulla tenuta di strada dealla motocicletta e ne alterano la capacit? di frenata: oltre alla difficolt? di realizzare cinematismi tubolari completi di ammortizzatori ad elevate prestazioni, dato il ridotto spazio a disposizione all'interner del singolo elemento tubolare costituente la sopraddetta asta della forcella.

Lo scopo della presente invenzione ? pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati, fornendo una sospensione anteriore e dispositivo di sterzata-ruota per motoveicolo di tipo non tradizionale a "forcella classica", in grado quindi di fornire prestazioni eccellenti in qualsiasi condizione operativa del motoveicolo stesso, specie se utilizzato in ambito sportivo per il quale sono richieste prestazioni fuori dalla normale pr?duzione rii sorie-L'invenzione, quale essa ? caratterizzata dalle rivendicazioni, risolve il problema di fornire una sospensiane anteriore per isotoveiro.lo . del ti?o comprendente Li na struttura a parallelogramma articolato col legante la ruota anteriore del detto motoveicol ad almeno un elemento ammo'rtilimatore supportato dal telaio del motoveicolo stesso, caratterizzata dal fatto di comprendere un primo mozzo ad asse orizzontale collegato al cerchio della detta ruota, un secondo mozzo allcoggi.ato c:oassia1mente all interno dei detto primo mozzo, primi mezzi di accoppiamento rotoidale interposti fra il detto- primo ed il dette secondo mozzo ed atti a consentire rotazioni del primo mozzo stessei rispetto al secondo mozzo attorno ad un loro asse comune, mezzi di collegamento,dei detto secondo mozzo alla detta struttura a parallelogramma articolato, in grado di consentire al detto secondo mozzo di compiere oscillazioni nei due sensi attorno ad un secondo asse normale al detto asse comune, e mezzi di connessione del manubrio del detto motoveicolo al detto primo mozzo.

Secondo una preferita forma di attuazione delia presente invenzione, i detti mezzi di collegamento comprendono secondi e terzi mezzi di accoppiamento rotoidale, colleganti il detto secondo mozzo alla detta struttura a parallelogramma articolato ed in grado, rispettivamente, di reagire prevalentemente a forze dirette normalmente e parallelamente al detto secondo asse.

Preferibilmente, inoltre, i detti mezzi di connessione comprendono almeno due organi di connessione rec?procamente collegati in maniera telescopica.

Uno dei vantaggi ottenuti mediante la presente invenzione consiste essenzialmente nel fatto che essa,, pur fornendo prestazioni molto superiori a quelle fornibili dalle sospensioni di tipo noto, si presenta concettualmente e costruttivamente abbastanza semplice.

Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate, ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento'ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui

- la figura 1 illustra una vista laterale schematica della porzione anteriore di una motocicletta incorporante una sospensione realizzata in accordo con la presente invenzione:

- la figura E illustra in alzato, in scalaimaggiorata e parzialmente in sezione, una porzione della sospensione per motocicletta di cui a figura ir, la parte di destra si riferisce ad una sezione lungo l'asse di figura 1, mentre la parte di sinistra si riferisce ad una sezione lungo un asse perpendicolare al precedente ed indicato con y-y; le due sezioni sono state indicate ed illustrate affiancate per precisione descrittiva.

Conformemente allefigure allegate,ed in particolare alla figura 1, con 1 ? indicato nel suo complesso un motoveicolo costituito, preferibilmente, da una motocicletta, al cui telaio 8 ? collegata una sospensione anteriore indicata nel suo insieme con 3? A tale sospensione 3 ? collegata una ruota 4, la quale isi veda in particolare la figura 8) comprende un cerchio 5 ed un pneumatico 6, il primo dei'quali presenta i propri fianchi collegati coassialmente a rispettivi dischi 7, facenti parte di un apparato di frenatura 8 a disco d? tipo di per s? noto, che non verr? descritto in dettaglio in quanto non costituente parte della presente invenzione.

11 cerchio 5 presenta la propria porzione radialmente pi? interna costi'tuita da un mozzo 5? e calzata coassialmente in maniera girevole, grazie all'interposizione di due cuscinetti o mezzi di accoppiamento rotoidaie 9, su un corpo cilindrico cavo o mozzo ruota 10 ad asse orizzontale.

Tale corpo' cilindrico cavo 10 contiene al suo interno una pluralit? di elementi di supporto di cui si dir? in seguito, i quali sostengono un perno ruota 11 orizzontale che si sviluppa secondo un asse longitudinale 11' in maniera sostanzialmente coassiale al corpo cilindrico cavo 10 stesso Il perno 11 protende lei proprie estremit? verso l'esterno del corpo cil?ndrico cavo 10 attraverso le porzioni di estremit? assiale del corpo cilindrico cavo 10 stesso, e tali estremit? risultano bloccate, in modo noto, entro rispettivi fori 1S praticati in corrispondenza delle porzioni di estremit? inferiori di due barre 13 protese verso l?alto e disposte specularmente- da bande opposte rispetto alla ruota 4.,

Le barre 13 giacciono su rispettivi piani verticali paralleli fra loro ed alla direzione orizzontale F di sviluppo longitudinale della motocicletta 1? risultano leggermente inclinate rispetto alla verticale in maniera tale che le loro estremit? inferiori siano pi? avanzate delle loro estremit? superiori con riferimento al verso di marcia della motocicletta 1 stessa,, e sono superiormente collegate fra loro da una barra l? sostanzialmente orizzontale e normale alla direzione F? Le estremit? superiori delle barre 13 sono collegate in maniera girevole, tramite rispettivi perni 15 orizzontali e normali alla direzione F, alle estremit? anteriori icon riferimento al verso di avanzamento della motocicletta 1> di rispettive barre 16 sostanzialmente orizzontali, le cui estremit? posteriori sono fulcrate su una porzione del telaio 2 tramite un perno 17 orizzontale, normale alla direzione F e coilegante rigidamente fra loro le barre 16 stesse.

Una porzione? del perno 17 ? solidalmente collegata ad una estremit? di un braccio 13 di una leva a due bracci 19, il cui altro braccio 20 presenta una estremit? col legata in maniera girevole, tramite un perno 21 parallelo al pervio 17, ad un albero 22 di uscita di un ammortizzatore 23 supportato dal telaio 2.

Una porzione mediana di ciascuna barra 13 ? collegata girevolmente, tramite un perno 24 parallelo al perno 17, ad una porzione di estremit? di una relativa asta 25 sostanzialmente orizzontale, la cui altra estremit? ? collegata in maniera girevole, tramite uri perno 2h parallelo al pervio 17, ad una porzione del telaio 2 disposta al disotto del pervio 17 stess? .

Una zona mediana della citata leva a due bracci 19 ? fulcrata in maniera girevole, tramite un perno 27 parallelo al perno 17, su di una estremit? di LIvia barra 23, la quale presenta l'altra estremit? fulcrata in maniera girevole sul perno 24 relativo ad una barra 25 ad essa sottostante. Il telaio 2 supporta, al disopra dell 'ammmortizzatore 23 e della ruota 4, un manicotto 29 presentante il proprio asse inclinato rispetto alla verticale d? un angolo sostanzialmente uguale (ma non necessariamente) a quello di inclinazione delle barre 13. II.manicotto 29 alloggia al suo interno, in maniera girevole, un'albero 30. il quale ? superiormente collegato ad un manubrio 31 (solo parzialmente illustrato) ed ? inferiormente collegato, tramite un primo giunto cardanico 32, ad una estre mit? superiore di un corpo tubolare o organo di connes sione 33 internamente scanalato- Tale corpo tubolare 33 alloggia al suo interno, in maniera assialmente scorrevole, una porzione superiore di un albero scanalato o organo di connessione 34, una cui porzione inferiore ? collegata rigidamente, tramite secondo un giunto cardanico 35 ed un elemento a forchetta 36 che abbraccia superiormente senza contatto la ruota 4, ad una zona superiore del citato corpo cilindrico cavo 10?

Due zone de1 corpo ci1indrico cavo 10 assia1mente IVIediane e sovrapposte l'una all'altra secondo una direzione sostanzialmente verticale sono attraversate da rispettivi fori 37, entro cui ? alloggiato e bloccato un perno 38 (che costituisce il perno di sterzo della ruota, in inglese definito con il termine KINGPIN) sostanzialmente parallelo alle barre 13 e collegante fra loro i fori 37 stessi. La porzione del perno 38 alloggiata entro la cavit? interna del corpo cilindrico cavo 10 ? costeggiata coassialmente da un elemento tubolare 39, una cui porzione periferica centrale ? costeggiata e circondata da una pluralit? di rullini 40 aventi assi paralleli all 'asse 381 del perno 33 stesso (l'asse 38' coincide con l'asse ). Tali rullini 40 risultano alloggiati entro una cavit? anulare 41 di cui ? dotato internamente un manicotto 42 calzato coass ialmente sull elemento tubolare 39? Ciascuna delle due estremit? del manicotto 42 ? dotata di lina gola 43 circolare, coassiale al manicotto 42 stesso ? sviluppantesi su un piano normale all'asse 33? del perno 33. Fra ciascuna gola 43 ed una analoga gola 44 praticata in un elemento anulare 45 calzato coassialmente sull'elemento tubolare 39 e costecjgiante uria porzione de! corpo cilindrico cavo 10 ? disposta una pluralit? di sferette 46.

I complessi costituiti dagli elementi contrassegnati con i numeri di riferimento da 39 a 42 da 42 a 46 verranno anche definiti, in seguito, mezzi di collegamento o mezzi di accoppismento ?otoidale e sono in pratica costi tuiti da un accopplamento tra un cuscinetto radiale a rollini con un cuscinetto assiale a sfere.

II citato perno 11 ? dotato, in corrispondenza di una sua zona centrale, di un ingrossamento 47, il quale ? provvisto di una apertura 43 circolare entro cui ? inserita coassialmente e bloccata la porzione centrale deal manicotto 42.

La parte di sinistra della figura 2, come detto, si riferisce ad una sezione calcolata secondo l'asse y-y ed illustra come, in corrispondenza appunto di tale piano, il corpo cilindrico cavo 10 presenti un allargamento 10a bi laterale tale da permettere la oscillazione della ruota sul perno il: nella figura che ora stiamo considerando, anzich? ruotare la ruota abbiamo illustrato in tratteggio le due posizioni estreme assunte dal perno il (essendo comunque un moto relativo) ed indicate con Ile, che permettono a tutto l'insieme sterzante di ruotare attorno all'asse 38* di un valore massimo di circa 30? in entrambe le direzioni e comunque sufficienti per manovrare la motocicletta.

Viene ora descritto il funzionamento della sospensione 3 anteriore associata alla motocicletta 1.

Il complesso costituito dalle barre 13, 16 e 35 e dal telaio 3, collegati fra loro nella maniera precedentemente specificata, costituisce un sistema a parallelogramma articolato indicato nel suo complesso con 35 , e gli spostamenti della ruota 4 rispetto al telaio, verificantis secondo una direzione sostanzialmente paralle la alla di razione di sviluppo delle barre i3 e dovuti alla presenza di asperit? del terreno o determinati da condizioni di frenata o di accelerazione, vengono contrastati in mav?iena appropriata e di per s? nota dal 11ammortizzatore 33 (che ? di grosse dimensioni e rapportato alle esigenze di lavoro). Nel corso di tali spostamenti della ruota 4, l'albero 34 scanalato, ed il corpo tubolare 33 internamente scanalato, variano l'entit? della loro compenetrazione reciproca. istante per istante, di quanto necessario a fare si che il (manubrio 31 si mantenga sostanzialmente ad un livello costante rispetto al suolo.

Grazie alla presenza ed alla conformazione dei citati corpo cilindrico cavo 10, rallini 40, manicotto 42 e sferette 46, nonch? degli altri elementi descritti in precedenza e cooperanti con tali organi, il corpo cilindrico cavo 10, e conseguentemente il cerchio 5 su di esso calzato coassialmente in maniera girevole, pu? venire fatto oscillare nei due sensi, agendo sul manubrio 31, attorno all'asse 38' , con conseguenti sterzate della motocicletta 1.

Da quanto 'detto appare evidente come la sospensione 3 descritta raggiunga pienamente lo scopo prefissato, dal momento che essa ? in grado di fornire prestazioni eccellenti in qualsiasi condizione operativa del motoveicolo di cui fa parte. I citati albero 34 scanalato e corpo tubolare 33 internamente scanalato reeiprocamente compenetrati, unitamente ai giunti cardanici 32 e 35 ed agli altri componenti descritti in abbinamento a tali elementi, collegano poi in maniera molto semplice ed efficace il manubrio 31 alla ruota 4, rendendo la sospensione 3 e stremamente funzionale.

L'importanza della architettura ora descritta e studiata dal Richiedente si pu? cos? riassumere nei seguanti elementi tecnici qualificanti

- albero di sterzo ad andamento telescopico con cinematismo di sospensione a parallelogramma articolato che permette di non avere variazioni di assetto sulla struttura di base della ruota durante il lavoro della sospensione stessa;

possibilit? di aggiustamenti della geometria cori variazioni del passo entro rango predeterminati;

-- tutto il cinematismo pu? essere adattato per un sistema di controlla attivo della sospensione;

- con tale sistema di sospensione non viene in pratica trasferito peso dalla parte posteriore all'anteriore durante le frenate, eleminando cosi le oscillazioni in frenata;

migliore distribuzione dei pesi posterioreamterione ;

- migliore manovrabilit? e gestione della forza cli torsione applicata ai manubrio da parte del pilota e migliore assetto in frenata;

- sospensione con caratteristiche di smorzamento estremamente rigide.

L'invenzione cosi concepita!? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito dei concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (6)

1. RI V E N D I C A Z I O N I 1. Sospensione e dispositivo di sterzata per ruota anteriore per motoveicolo, del tipo comprendente una struttura a parailslogramma articolato (25') collegante la ruota (4) anteriore del detto motoveicolo (1) ad almeno un elemento ammortizzatore (23) supportato dal telaio (2) del motoveicolo (1) stesso. caratterizzata dal -fatto di comprendere un primo mozzo (5') ad asso orizzontale collegato al cerchio (5) della detta ruota (4), un secondo mozzo (10) alloggiato coassialmente all'interno del detto primo mozzo (5'), primi mezzi di accoppiam ento rotoidale (9) interposti fra il detto primo (5') ed il detto secondo mozzo (10) ed atti zi consentire rotazioni del primo mozzo (5') stesso rispetto al secondo mozzo (105 attorno ad un loro asse (111) comune, mezzi di collegamento (39-42; 423-46 ) del detto secondo mozzo; 10 ) alla detta struttura a paraitelegramma articolato (55'>, in grado di consentire al detto secondo mozzo (10) di compiere oscillazioni,nei due spensi attorno ad un secondo asse (33') normale al detto asse (il1) comune, e mezzi di connessione (38-35) del manubrio (31) del detto motoveicolo (1) al detto primo mozzo (5').
2. 2. Sospensione secondo la rivendicazione .1 caratterizzata dal -fatto che; i detti mezzi di collegamento comprendono secondi (39-48) e terzi (42-46) mezzi di accoppiamento roto?dale, colleganti il detto secondo mozzo (10) alla detta struttura a parallelogramma articolato (25') ed in grado, rispettivamente, di reagire prevalentemente a forze dirette normalmente e parallelamente al detto secondo asse (38'), detti secondi e terzi mezzi di accoppiamento rotoidale definendo un doppio cuscinetto radiale a rullini ed assiale a sfere.
3. 3. Sospensione secondo la rivendicazione i, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di connessione comprendono almeno due organi di connessione (33, 34) reciprocamente collegati in maniera telescopica.
4. 4. Sospensione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i detti organi di connessione sono costituiti da un albero scanalato (34) almeno parzialmente alloggiato entro un corpo tubolare (33) internamente scanalato.
5. 5. Sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi a giunto (32, 35) atti a trasmettere un moto rotatorio fra elementi rotanti attorno a rispettivi assi non coincidenti.
6. 6. Sospensione anteriore per motoveicolo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.