ITBS20070189A1 - Dispositivo di ammortizzamento per veicoli - Google Patents

Description

D E S C RI Z I O N E

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo “DISPOSITIVO DI AMMORTIZZAMENTO PER VEICOLI”

La presente invenzione riguarda un dispositivo di ammortizzamento per veicoli.

In particolare, la presente invenzione si presta ad essere impiegata nel settore automobilistico, per smorzare le oscillazioni di un rispettivo autoveicolo in movimento.

Come è noto, i veicoli da strada sono dotati di apposite sospensioni, ciascuna delle quali atta a collegare una rispettiva ruota (pneumatico e cerchione) con il telaio del veicolo. Tali sospensioni hanno il compito di controllare il movimento del telaio rispetto alle ruote, mantenendo un'ottimale stabilità del veicolo ed un elevato comfort per gli occupanti del veicolo stesso.

In particolare, le sospensioni sono costituite da un organo di collegamento, generalmente denominato “trapezio”, il quale supporta una rispettiva ruota del veicolo.

Tale trapezio è costituito da due bracci entrambi impegnati al telaio e convergenti in un unico punto di unione reciproco accoppiato al mozzo della ruota.

Il trapezio è mobile ed oscillante rispetto al telaio per permettere la movimentazione della ruota lungo una direzione verticale e lungo una rispettiva direzione di flessione. In questo modo, in virtù delle proprietà elastiche del trapezio, durante la corsa del veicolo la ruota può oscillare verticalmente e flettersi attorno ad un asse perpendicolare al rispettivo asse di rotazione.

II trapezio è inoltre dotato di una sospensione generalmente a molla elicoidale, atta ad assorbire gli urti derivati dalla movimentazione della ruota durante la corsa del veicolo. La sospensione è generalmente accoppiata ad un ammortizzatore di tipo idraulico per smorzare le oscillazioni del telaio rispetto alla ruota, dovute appunto all’azione di compressione e di estensione della sospensione.

I sistemi di ammortizzamento di tipo noto, presentano tuttavia importanti inconvenienti.

Infatti, per effetto della struttura elastica del trapezio, il telaio è soggetto a continue oscillazioni determinanti il beccheggio ed il rollio del veicolo. Nonostante la presenza dell’ammortizzatore atto a stabilizzare il telaio, lo stesso subisce una continua sollecitazione laterale e verso i pneumatici anteriori o posteriori, specie a seguito di brusche virate od improvvise accelerazioni e frenate.

Si noti inoltre che la flessione del trapezio comporta il distaccamento, ad esempio nel caso di sterzate prese ad alte velocità, di una porzione del battistrada del pneumatico da terra, con la conseguente perdita di aderenza del veicolo.

Ancora, nel caso di perdita di pressione di uno dei pneumatici, la ruota si abbassa verso il terreno coricando l’intero veicolo sul pneumatico sgonfio. Anche in questo caso, tale comportamento è dato dalla struttura elastica del trapezio che permette il completo abbassamento della ruota rispetto al telaio. In questo contesto, il compito tecnico della presente invenzione è proporre un dispositivo di ammortizzamento per veicoli esente dagli svantaggi della tecnica nota.

In particolare, è uno scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di ammortizzamento per veicoli che sia in grado di evitare i movimenti di beccheggio e rollio del veicolo in corsa.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di ammortizzamento per veicoli secondo quanto esposto in una o più delle rivendicazioni da 1 a 12.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di ammortizzamento per veicoli, come illustrato nei disegni allegati in cui:

- la figura 1 illustra una vista prospettica e schematica di un dispositivo di ammortizzamento per veicoli secondo la presente invenzione; e - la figura 2 illustra una vista prospettica di un primo dettaglio costruttivo del dispositivo di figura 1;

- la figura 3 illustra una vista prospettica di un secondo dettaglio costruttivo del dispositivo di figura 1;

- la figura 4 illustra una vista prospettica di una ulteriore soluzione realizzativa del secondo dettaglio costruttivo illustrato in figura 3;

- la figura 4a illustra il secondo dettaglio costruttivo di figura 4 in una vista prospettica ed in esploso; e

- le figure da 5 a 7 illustrano viste in alzato frontale e schematiche di un veicolo dotato del dispositivo di ammortizzamento di figura 1 in accordo con la presente invenzione, in rispettive condizioni di funzionamento. Con riferimento alle citate figure, con 1 è stato complessivamente indicato un dispositivo di ammortizzamento per veicoli 2, in accordo con la presente invenzione.

Va premesso che il dispositivo di ammortizzamento 1 trova particolare applicazione per le ruote di autoveicoli o motoveicoli. Tuttavia, va specificato che la presente invenzione può essere impiegata in qualsiasi veicolo che necessita di un sistema di ammortizzamento atto a stabilizzare il veicolo stesso.

Con particolare riferimento alla figura 1, il dispositivo di ammortizzamento 1 comprende un braccio di collegamento 3 associato ad una rispettiva ruota 4 di un veicolo, non illustrato in quanto di tipo noto e non facente parte della presente invenzione.

In particolare, il braccio di collegamento 3 presenta una struttura rigida, a conformazione sostanzialmente troncopiramidale e dotata di una prima estremità 3a operativamente associata al mozzo della ruota 4 in maniera girevole, per permettere la rotazione della ruota 4 stessa.

Il braccio di collegamento 3 presenta inoltre una seconda estremità 3b rigidamente impegnata ad un elemento di guida 5 atto a permettere la movimentazione del braccio 3, e della ruota 4 associata ad esso, lungo una rispettiva direzione di movimentazione "D”.

In maggiore dettaglio, l’elemento di guida 5 è costituito da una porzione fissa 6, rigidamente vincolata ad un telaio 2a del veicolo 2 come viene schematicamente illustrato nelle figure da 5 a 7, ed una porzione mobile 7 vincolata al citato braccio 3 e traslabile sulla porzione fissa 6 come meglio sarà chiarito in seguito.

Come viene meglio illustrato in figura 1 e 2, la porzione fissa 6 è costituita da un elemento prismatico 8 avente sezione trasversale conformata a "C”.

L’elemento prismatico 8 presenta una piastra 9 piana presentante una superficie esterna 9a vincolata al telaio 2a della macchina 2 ed una superficie interna 9b sulla quale scorre la porzione mobile 7.

Dalla piastra 9 si estendono inoltre una coppia di bordi laterali 11 di scorrimento, ripiegati l’uno verso l’altro in corrispondenza della superficie interna 9b. I bordi 11 si sviluppano lungo la citata direzione di movimentazione D e definiscono, in collaborazione con la superficie interna 9b della piastra 9, una sede di scorrimento 10 della porzione mobile 7, tale sede avente conformazione in sezione trasversale sostanzialmente a "T”.

In accordo con una prima soluzione realizzativa illustrata nelle figure 1 e 3, la porzione mobile 7 è costituita da almeno una piastra 12 piana, scorrevole all’interno della citata sede di scorrimento 10 lungo la direzione di movimentazione "D”. La piastra 12 comprende una prima superficie 12a affacciata alla superficie interna 9b della porzione fissa 6, ed una seconda superficie 12b opposta alla prima 12a, ed impegnata alla seconda estremità 3b del braccio 3.

Vantaggiosamente, come illustrato nel dettaglio in figura 3, la piastra 12 presenta in sezione trasversale conformazione ad Ή”, in cui sono ricavate una coppia di scanalature laterali 13, opposte tra di loro e ciascuna delle quali atta ad accogliere un bordo laterale 11 della porzione fissa 6.

Si noti che ciascuna scanalatura 13 è ricavata in un bordo periferico della piastra 12 parallelo alla citata direzione di movimentazione "D”. Va altresì rilevato che le scanalature 13 sono controsagomate alla forma dei bordi laterali 11 per permettere lo scorrimento dell’intera porzione mobile 7 lungo i bordi 11 stessi.

In questa forma realizzativa, lo scorrimento avviene per strisciamento delle superfici interne definenti le scanalature laterali 13 con le superfici esterne definenti i bordi 11, e della superficie interna 9b della porzione fissa 6 con la prima superficie 12a della porzione mobile 12.

In accordo con una seconda soluzione realizzativa illustrata nelle figure 4 e 4a, la porzione mobile 7 può essere dotata di mezzi di scorrimento 14 estendentisi dalla prima superficie 12a e scorrevoli sulla superficie interna 9b della porzione mobile 7.

In particolare, i mezzi di scorrimento 14 sono atti ad eliminare gli attriti per strisciamento della porzione mobile 7 sulla porzione fissa 6.

In maggiore dettaglio, a differenza della prima soluzione realizzativa in cui la piastra 12 è realizzata in un corpo unico, nella seconda forma realizzativa in oggetto la piastra 12 si compone di una prima ed una seconda lastra 17, 18 accoppiabili l’un con l’altra mediante opportune metodologie note.

La prima lastra 17 è dotata di una serie di cavità passanti 16 atte ad alloggiare i citati mezzi di scorrimento 14 supportati dalla seconda lastra 18 (figura 4a).

Preferibilmente, tali mezzi di scorrimento 14 sono costituiti da una pluralità di cuscinetti di rotolamento 15 girevolmente supportati sulla seconda lastra 18 per ruotare attorno a rispettivi assi di rotazione perpendicolari alla direzione di movimentazione "D”.

Nella condizione di assemblaggio delle lastre 17 e 18 (figura 4), ciascun cuscinetto di rotolamento 15 risulta essere alloggiato in una rispettiva cavità 16 realizzata sulla prima lastra 17. Si noti che ciascun cuscinetto 15 presenta una rispettiva superficie esterna cilindrica 15a sporgente al di fuori della prima superficie 12a della porzione mobile 7.

In questa situazione, le superfici esterne cilindriche 15a di ciascun cuscinetto 15 sono ruotabili sulla superficie interna 9b della porzione fissa 6 per facilitare la movimentazione della porzione mobile 7 lungo la direzione "D” e per eliminare eventuali attriti striscianti tra la porzione mobile 7 e la porzione fissa 6.

Vantaggiosamente, nelle unite figure vengono illustrati quattro cuscinetti di rotolamento 15 rispettivamente equidistanziati tra di loro. Tuttavia, va specificato che il numero dei cuscinetti 15 così come la loro disposizione può variare in funzione delle dimensioni dell’elemento di guida 5 ed in funzione delle varie esigenze costruttive e funzionali dell’elemento 5 stesso.

Va rilevato che, in virtù della struttura dell’elemento di guida 5, il braccio di collegamento 3, vincolato alla porzione mobile 7, può traslare in un moto a va e vieni unicamente lungo la direzione di movimentazione "D” la quale risulta essere verticale rispetto al terreno di appoggio del veicolo 2 e perpendicolare all’asse di rotazione della ruota 4.

Inoltre, il dispositivo 1 comprende un organo di sospensione 19, operativamente associato al braccio di collegamento 3, per smorzare la movimentazione del braccio 3 stesso lungo la direzione di movimentazione

"D”.

Come viene meglio illustrato in figura 1, l’organo di sospensione 19 presenta un cilindro idraulico 20 connesso sulla sommità della porzione mobile 7. Il cilindro idraulico 20, non descritto ed illustrato nel dettaglio in quanto di tipo noto ed ampiamente utilizzato nello specifico settore tecnico, è vincolato al telaio 2a del veicolo 2 e collegato ad un ammortizzatore 21 mediante un condotto di trasmissione idraulico 22.

Preferibilmente, l’ammortizzatore 21 è un ammortizzatore a molla elicoidale, anch’esso noto e pertanto non descritto ed illustrato nel dettaglio. Anche l’ammortizzatore 21 risulta essere associato al telaio 2a del veicolo 2 e permette di smorzare le oscillazioni del braccio 3 lungo la citata direzione "D”. Nelle figure da 5 a 7 viene illustrato schematicamente un telaio 2a di un rispettivo veicolo 2 in differenti condizioni di funzionamento ed accoppiato, mediante dispositivi 1 di ammortizzamento in accordo con la presente invenzione, ad una coppia di ruote 4.

In figura 5 vengono illustrati dispositivi di ammortizzamento 1, ciascuno dei quali accoppiato ad una ruota 4 in una normale condizione di funzionamento in cui i bracci 3 possono muoversi lungo la direzione "D” rispetto al telaio 2a. Si noti che il battistrada della ruota 4 rimane sempre in totale aderenza con la strada in quanto il braccio 3 non ha possibilità di torcersi e ruotare rispetto al telaio 2a.

Nel caso di figura 6, in cui una ruota 4a del veicolo 2 incontra ad esempio un avvallamento del terreno, la porzione mobile 7 scorre verso il basso rispetto alla porzione fissa 6, permettendo così la movimentazione del braccio 3 e della ruota 4a verso il basso. In questa situazione, il telaio 2a non subisce movimenti laterali e mantiene la propria stabilità.

Si noti inoltre che anche in questo caso il battistrada della ruota 4a rimane a contatto con il terreno data la possibilità del braccio 3 di muoversi solo verticalmente e di non ruotare rispetto al telaio 2a.

In figura 7 viene illustrato il pneumatico della ruota 4a in una rispettiva condizione di perdita di pressione, dovuta ad esempio ad una foratura. I questo caso, si noti che la porzione mobile 7 incontra un fine corsa meccanico che mantiene la porzione 7 stessa, e di conseguenza il rispettivo braccio 3 sollevato dal terreno.

In questa situazione, le altre ruote del veicolo 2 sostengono l’intero telaio 2a, mantenendo lo steso stabile, e la ruota sgonfia 4a non viene fatta appoggiare al terreno.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 sopra descritto risolve i problemi riscontrati nella tecnica nota.

Infatti, la movimentazione forzata della ruota 4 e del braccio 3 lungo la sola direzione di movimentazione "D”, elimina ogni movimento di beccheggio o rollio del veicolo 2.

Ancora, l’intero telaio 2a del veicolo 2 viene mantenuto stabile in qualsiasi condizione, anche nel caso di movimenti bruschi della ruota o di perdita di pressione del pneumatico, come sopra descritto in riferimento alle figure 6 e 7.

Si noti infine che il dispositivo 1 risulta essere costruttivamente semplice e di ingombri contenuti, data la particolare struttura piastriforme dell’elemento di guida 5.

Claims (12)

1. RI VE N D I CAZ I O N I 1. Dispositivo di ammortizzamento per veicoli, caratterizzato dal fatto che comprende: - un braccio di collegamento (3) associabile ad una rispettiva ruota (4) di un veicolo (2); - un elemento di guida (5) rigidamente impegnato a detto braccio di collegamento (3) per permettere la movimentazione del braccio (3) e di detta ruota (4) lungo una rispettiva direzione di movimentazione (D); ed - un organo di sospensione (19), operativamente associato al braccio di collegamento (3), per smorzare la movimentazione del braccio (3) stesso lungo detta direzione di movimentazione (D).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta direzione di movimentazione (D) è una direzione verticale e perpendicolare all’asse di rotazione della ruota (4); detto braccio (3) essendo traslabile solo lungo detta direzione di movimentazione (D).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento di guida (5) comprende una porzione fissa (6), rigidamente vincolata ad un telaio (2a) di detto veicolo (2), ed una porzione mobile (7) rigidamente impegnata a detto braccio (3) e traslabile su detta porzione fissa (6) lungo detta direzione di movimentazione (D).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta porzione fissa (6) presenta in sezione trasversale conformazione a “C” definente una sede di scorrimento (10) di detta porzione mobile (7).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta porzione fissa (6) comprende una coppia di bordi laterali di scorrimento (11), ripiegati l’uno verso l’altro ed estendentisi lungo detta direzione di movimentazione (D); detti bordi (11) definendo la sede di scorrimento (10) avente conformazione in sezione trasversale sostanzialmente a "T”.
6. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 o 5, caratterizzato dal fatto che detta porzione mobile (7) comprende almeno una piastra piana (12) scorrevole all’interno di detta sede di scorrimento (10) lungo la direzione di movimentazione (D); detta piastra (12) presentando una prima superficie (12a) affacciata ad una superficie interna (9b) della porzione fissa (6) definente la sede di scorrimento (10), ed una seconda superficie (12b) opposta alla prima (12a) ed impegnata a detto braccio (3).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6 quando dipende dalla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta piastra (12) presenta sezione trasversale conformata ad Ή” definente una coppia di scanalature laterali (13) ciascuna delle quali scorrevole su un rispettivo bordo laterale (11).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta porzione mobile (7) comprende inoltre mezzi di scorrimento (14) disposti in detta prima superficie (12a) e scorrevoli sulla superficie interna (9b) della porzione fissa (6).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di scorrimento (14) comprendono almeno un cuscinetto di rotolamento (15), alloggiato in una rispettiva cavità (16) realizzata sulla prima superficie (12a) della porzione mobile (12), e presentante una superficie esterna cilindrica (15a) ruotabile sulla superficie interna (9b) della porzione fissa (6).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di scorrimento (14) comprendono quattro cuscinetti di rotolamento (15).
11. 11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 10, caratterizzato dal fatto che detto organo di sospensione (19) comprende: un cilindro idraulico (20) connesso a detta porzione mobile (7); ed un ammortizzatore (21) vincolato al veicolo (2) ed operativamente connesso a detto cilindro idraulico (20) mediante un condotto di trasmissione (22) idraulico.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto ammortizzatore (21) è un ammortizzatore a molla elicoidale.