ITMO20110094A1 - Gruppo di sterzatura per ruote di veicoli - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “GRUPPO DI STERZATURA PER RUOTE DI VEICOLI†.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo di sterzatura per ruote di veicoli.

Sono noti gruppi di sterzatura per di veicoli da EP 1775196, da EP 2006187 e da MO2010A000143, depositati a nome dello stesso richiedente.

Più particolarmente, EP 1775196 descrive un gruppo di sterzatura provvisto dì un assale che supporta in rotazione ciascuna mota o gruppo di mote di un veicolo sterzanti attorno al medesimo asse di rotazione.

Il gruppo di sterzatura descritto da EP 1775196 à ̈ inoltre provvisto di un elemento di sterzatura associato all’assale e collegabile ad un veicolo.

L’elemento di sterzatura à ̈ mobile in rotazione attorno ad un asse verticale, in modo da portare in rotazione anche il assale, ed à ̈ cinematicamente collegato ad un motore elettrico mediante un gruppo di riduzione.

La trasmissione del moto dal motore elettrico all’elemento di sterzatura che supporta l’assale avviene, quindi, mediante una pluralità di dentate che ingranano tra loro.

Il gruppo di sterzatura descritto da EP 1775196 presenta però degli inconvenienti.

Più particolarmente, poiché i motori elettrici presentano generalmente un elevato numero di giri, occorre dimensionare in modo opportuno le dentate che trasferiscono il moto all’elemento di sterzatura in modo da realizzare il rapporto di riduzione desiderato. Ne consegue che le dentate che trasferiscono il moto dal motore elettrico all’assale che supporta le ruote del veicolo possono presentare anche diametri di notevole dimensione e tali, quindi, da comportare un ingombro non trascurabile in direzione trasversale all’asse di sterzatura.

Inoltre, l’impiego di un motore elettrico comporta generalmente un elevato costo di produzione e, quindi, elevati costi per l’utente finale.

EP 2006187 descrive invece un gruppo di sterzatura nel quale le ruote sterzanti, associate a relativi elementi di supporto (fusi) mobili in rotazione attorno a rispettivi assi, sono meccanicamente collegate tra loro.

Più particolarmente, le sterzanti sono meccanicamente collegate tra loro mediante lo stelo di un cilindro idraulico a doppio effetto, il cui spostamento à ̈ controllato da un relativo circuito idraulico.

La traslazione dello stelo, comandata dalla rotazione del volante del relativo veicolo operativamente collegata al circuito idraulico sopraccitato, provoca quindi la rotazione degli elementi di supporto delle attorno ai relativi assi.

Anche EP 2006187 presenta però degli inconvenienti.

Infatti, il gruppo di sterzatura descritto da EP 2006187 risulta essere poco preciso e presenta dei tempi di risposta più elevati rispetto a quelli di un motore elettrico, che influiscono sulla prontezza di risposta del relativo veicolo.

Inoltre, il gruppo di sterzatura descritto da EP 2006187 risulta essere notevolmente complesso dal punto di vista costruttivo, con conseguente aumento dei costi di produzione.

Infine, il gruppo di sterzatura descritto da EP 2006187 risulta essere notevolmente ingombrante e, quindi, poco adatto ad essere utilizzato in veicoli che presentano spazi ridotti e che richiedono pertanto un’elevata compattezza.

MO2010A000143 descrive una variante al gruppo di sterzatura oggetto di EP 2006187.

Più particolarmente, il gruppo di sterzatura oggetto di MO2010A000143 prevede che le sterzanti del veicolo siano collegate tra loro mediante una vite senza fine, la quale à ̈ azionata in rotazione mediante un motore elettrico.

Anche questo gruppo di sterzatura presenta però dei limiti, dovuti in particolar modo all’elevata complessità strutturale. Infatti, l’elevato numeri di elementi utilizzati in questa soluzione costruttiva e la realizzazione dei relativi collegamenti cinematici necessari per effettuare il trasferimento della rotazione dell’ albero del motore elettrico alla vite senza fine, implicano una elevata complessità sia in fase costruttiva che di assemblaggio e, quindi, un elevato costo finale.

Inoltre, il gruppo di sterzatura descritto da MO2010A000143 risulta essere notevolmente ingombrante e, quindi, poco adatto ad essere utilizzato in veicoli che presentano spazi ridotti e che richiedono pertanto un’elevata compattezza.

Il compito principale della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un gruppo di sterzatura per di veicoli che sia costruttivamente più semplice rispetto ai gruppi di sterzatura di tipo noto.

Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di escogitare un gruppo di sterzatura che presenti un ingombro limitato, in particolare in direzione trasversale all’asse di sterzatura, rispetto ai gruppi di sterzatura di tipo noto. Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di escogitare un gruppo di sterzatura per di veicoli che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente gruppo di sterzatura per di veicoli, comprendente:

un telaio portante, associabile ad un veicolo;

almeno un elemento di sterzatura supportato in rotazione da detto telaio attorno ad un asse di sterzatura sostanzialmente verticale;

almeno un assale collegabile alle di detto veicolo e supportato in rotazione attorno a detto asse di sterzatura da detto elemento di sterzatura;

caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di sterzatura provvisto di almeno un elemento girevole associato solidalmente a detto elemento di sterzatura e di almeno un elemento di spinta interposto tra detto elemento girevole e detto telaio e calzato scorrevolmente sull’elemento girevole stesso in direzione sostanzialmente parallela a detto asse di sterzatura, dove almeno uno tra detto elemento girevole e detto elemento di spinta comprende almeno una scanalatura avente sviluppo sostanzialmente elicoidale e dove l’altro tra detto elemento di spinta e detto elemento girevole comprende almeno un perno che si inserisce all’ interno di detta scanalatura, lo scorrimento di detto elemento di spinta rispetto a detto elemento girevole provocando la rotazione di quest’ultimo per effetto dell’ impegno reciproco di detto perno con detta scanalatura.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un gruppo di sterzatura per di veicoli, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista in alzato frontale di un gruppo di sterzatura secondo il trovato;

la figura 2 à ̈ una vista in alzato laterale del gruppo di sterzatura di figura 1 ; la figura 3 à ̈ una vista in pianta dall’alto del gruppo di sterzatura di figura 1; la figura 4 à ̈ una rappresentazione schematica in esploso di un particolare del gruppo di sterzatura di figura 1.

Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato globalmente con il numero di riferimento 1 un gruppo di sterzatura per mote di veicoli.

Il gruppo 1 comprende un telaio 2 portante, associabile ad un veicolo non rappresentato in figura quale, ad esempio, una macchina operatrice, un carrello elevatore, un trattore e/o simili.

Il gruppo 1 comprende, poi, almeno un elemento di sterzatura 3, supportato in rotazione dal telaio 2 attorno ad un asse di sterzatura 4 sostanzialmente verticale, ed almeno un assale 5 collegabile alle mote 6 del veicolo e supportato in rotazione dall’elemento di sterzatura 3 attorno all’asse di sterzatura 4.

Più in particolare, tra il telaio 2, fisso, e l’elemento di sterzatura 3 sono interposti dei cuscinetti 7 atti a consentire la rotazione dell’elemento di sterzatura stesso rispetto al telaio 2 attorno all’asse di sterzatura 4.

Secondo il trovato, il gruppo 1 comprende un dispositivo di sterzatura 8 provvisto di almeno un elemento girevole 9, associato solidalmente all’elemento di sterzatura 3 e quindi mobile in rotazione attorno all’asse di sterzatura 4, e di almeno un elemento di spinta 10, interposto tra l’elemento girevole 9 ed il telaio 2 e calzato scorrevolmente sull’elemento girevole stesso. L’elemento di spinta 10 à ̈ mobile in traslazione rispetto all’elemento girevole 9 lungo una direzione di traslazione sostanzialmente parallela all’asse di sterzatura 4.

Secondo il trovato, inoltre, uno tra l’elemento di spinta 10 e l’elemento girevole 9 comprende almeno una scanalatura 12 avente sviluppo sostanzialmente elicoidale e l’altro tra l’elemento girevole 9 e l’elemento di spinta 10 comprende almeno un perno 13 che si inserisce all’ interno della scanalatura 12; lo scorrimento dell’elemento di spinta 10 rispetto all’elemento girevole 9 provoca la rotazione di quest’ultimo per effetto dell’impegno reciproco del perno 13 con la scanalatura 12.

Vantaggiosamente, l’elemento girevole 9 à ̈ definito in pezzo unico con l’elemento di sterzatura 3.

Nella preferita forma di realizzazione rappresentata nelle figure, l’elemento girevole 9 ha sezione sostanzialmente circolare e l’elemento di spinta 10, calzato sull’elemento girevole stesso, ha sezione sostanzialmente toroidale. L’elemento girevole 9 e l’elemento di spinta 10 sono pertanto disposti coassialmente l’uno rispetto all’altro ed i loro assi coincidono sostanzialmente con l’asse di sterzatura 4.

Più in dettaglio, il telaio 2 comprende una piastra inferiore 2a, dalla quale si sviluppa una porzione cilindrica 2b internamente cava, ed un coperchio 2c disposto da parte opposta della piastra inferiore 2a rispetto alla porzione cilindrica 2b ed atto a chiudere superiormente quest’ ultima. La porzione cilindrica 2b à ̈ fissata alla piastra inferiore 2a ed al coperchio 2c mediante una pluralità di elementi di fissaggio 14, preferibilmente di tipo filettato. Nella forma di realizzazione rappresentata nelle figure, i cuscinetti 7 sopraccitati sono interposti tra la piastra inferiore 2a e l’elemento girevole 9 e tra il coperchio 2c e l’elemento girevole stesso.

L’elemento girevole 9 à ̈ disposto all’interno della porzione cilindrica 2b. L’elemento di spinta 10 à ̈ quindi posizionato all’ interno del volume delimitato lateralmente dall’elemento girevole 9 e dalla porzione cilindrica 2b, inferiormente dalla piastra inferiore 2a e superiormente dal coperchio 2c. La piastra inferiore 2a ed il coperchio 2c definiscono delle rispettive superfici di arresto della corsa dell’elemento di spinta 10.

Opportunamente, la scnalatura 12 à ̈ definita sull’ elemento girevole 9 e l’elemento di spinta 10 comprende il perno 13.

Più in dettaglio, come visibile dalle figure 1, 2 e 4, il dispositivo di sterzatura 8 comprende due scanalature 12 e due perni 13, ciascuno dei perni 13 essendo atto a cooperare con una rispettiva scanalatura 12.

Vantaggiosamente, il dispositivo di sterzatura 8 comprende mezzi antirotazione atti ad impedire la rotazione dell’elemento di spinta 10 attorno all’asse di sterzatura 4 durante la sua corsa lungo la direzione di traslazione 1 1.

Più particolarmente, i mezzi antirotazione comprendono almeno un elemento di guida 15 interposto tra il telaio 2 e l’elemento girevole 9 e passante attraverso l’elemento di spinta 10. Opportunamente, l’elemento di guida 15 à ̈ associato solidalmente al telaio 2 e presenta un’estremità fissata alla piastra inferiore 2a e l’estremità opposta fissata al coperchio 2c.

Inoltre, l’elemento di guida 15 sì sviluppa sostanzialmente parallelamente all’asse di sterzatura 4.

Nella preferita forma di realizzazione rappresentata nelle figure, il dispositivo di sterzatura 8 comprende due elementi di guida 15 disposti tra loro da parti diametralmente opposte rispetto all’elemento girevole 9.

Vantaggiosamente, il dispositivo di sterzatura 8 comprende mezzi di azionamento in traslazione dell’elemento di spinta 10.

Nella preferita forma di realizzazione rappresentata nelle figure, i mezzi di azionamento sono di tipo fluidodinamico.

Più in dettaglio, il telaio 2, l’elemento girevole 9 e l’elemento di spinta 10 delimitano una prima ed una seconda camera 16a e 16b di spinta, disposte da parti opposte dell’ elemento di spinta stesso, ed i mezzi di azionamento comprendono almeno prima linea di mandata/scarico di un fluido di lavoro, ad esempio olio in pressione, comunicante con la prima camera 16a ed almeno una seconda linea di mandata/scarico del fluido di lavoro comunicante con la seconda camera 16b. Le linee di mandata/scarico non sono rappresentate nelle figure allegate.

La prima camera 16a à ̈ delimitata inferiormente dalla piastra inferiore 2a e superiormente dall’elemento di spinta 10, mentre la seconda camera 16b à ̈ delimitata inferiormente dall’ elemento di spinta 10 e superiormente dal coperchio 2c. Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure, ed in particolare nelle figure 1 e 2, l’elemento di spinta 10 à ̈ rappresentato nella posizione di fine corsa inferiore, ovvero sostanzialmente in appoggio sulla piastra inferiore 2a, nella quale il volume della prima camera 16a à ̈ minimo.

Opportunamente, il dispositivo di sterzatura 8 comprende mezzi di tenuta 17, costituiti ad esempio da degli O-ring, interposti tra l’elemento di spinta 10 e la porzione cilindrica 2b, tra l’elemento dì spinta 10 e l’elemento girevole 9 e tra l’elemento di spinta 10 e gli elementi di guida 15. I mezzi di tenuta 17 sono atti ad evitare che si verifichino trafilamenti del fluido di lavoro da una camera di spinta all’altra.

Vantaggiosamente, almeno uno degli elementi di guida 15 Ã ̈ internamente cavo e definisce un condotto 18 di passaggio del fluido di lavoro comunicante con una delle camere 16a, 16b di spinta ed associabile alla relativa linea di mandata/scarico.

In una alternativa forma di realizzazione non rappresentata nelle figure, i mezzi di azionamento possono essere di tipo elettrico. Più in dettaglio, in questa forma di realizzazione, i mezzi di azionamento comprendono un motore elettrico cinematicamente collegato all’elemento di spinta 10 per comandarne lo scorrimento lungo la relativa direzione di traslazione.

Vantaggiosamente, il dispositivo di sterzatura 8 comprende anche mezzi di rilevamento 19 dell’ampiezza della rotazione dell’elemento girevole 9. Più in dettaglio, i mezzi di rilevamento 19 sono di tipo elettronico e sono costituiti, ad esempio, da un potenziometro.

Il funzionamento del gruppo di sterzatura rappresentato nelle figure à ̈ il seguente.

Alla luce di quanto sopra descritto, à ̈ evidente che la sterzatura delle ruote del veicolo si ottiene mediante la traslazione dell’elemento di spinta 10. Più particolarmente, a seconda del verso di rotazione desiderato occorre inviare il fluido di lavoro in una delle due camere 16a, 16b di spinta.

Ad esempio, inviando il fluido di lavoro nella prima camera 16a, attraverso l’elemento di guida 15 cavo, si esercita una forza sull’elemento di spinta 10 che ne provoca lo spostamento verso la seconda camera 16b, la quale quindi diminuisce di volume.

Lo spostamento dell’elemento di spinta 10 verso la seconda camera 16b provoca anche lo scorrimento dei perni 13 lungo le relative scanalature 12. Poiché l’elemento di spinta 10 à ̈ vincolato nel suo moto di traslazione dagli elementi di guida 15 e poiché le scanalature 12 hanno sviluppo elicoidale, ne consegue che l’elemento girevole 9 à ̈ trascinato in rotazione attorno al proprio asse, che coincide con l’asse di sterzatura 4, dallo spostamento dell’elemento di spinta 10. Il movimento di traslazione lineare dell’elemento di spinta 10 viene quindi trasformato nel movimento rotatorio dell’elemento girevole 9 mediante l’accoppiamento pernoscanalatura.

La rotazione dell’elemento girevole 9 si trasferisce all’elemento di sterzatura 3 e da questo alle mote 6 mediante l’assale 5.

Viceversa, per invertire il senso di rotazione dell’elemento di sterzatura 3 occorre inviare il fluido di lavoro all’interno della seconda camera 16b e scaricare quello contenuto nella prima camera 16a.

In questo modo l’elemento di spinta 10 si sposta in verso contrario al precedente e, di conseguenza, anche l’elemento girevole 9 viene condotto in rotazione in senso opposto al precedente.

Si à ̈ in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che il gruppo di sterzatura risulta essere sensibilmente più semplice, dal punto di vista costruttivo, rispetto ai gruppi di sterzatura noti.

Inoltre, l' accoppiamento cinematico descritto che trasforma il moto lineare dell’elemento di spinta nel moto di rotazione dell’elemento girevole coassiale e solidale all’elemento di sterzatura consente di ridurre al minimo gli ingombri in direzione trasversale all’asse di sterzatura.

Ancora, il gruppo di sterzatura secondo il trovato consente di movimentare l’elemento di sterzatura senza l’ausilio di un motore elettrico.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Gr (1) di sterzatura per ruote di veicoli, comprendente: un telaio (2) portante, associabile ad un veicolo; almeno un elemento di sterzatura (3) supportato in rotazione da detto telaio (2) attorno ad un asse di sterzatura (4) sostanzialmente verticale; almeno un assale (5) collegabile alle mote (6) di detto veicolo e supportato in rotazione attorno a detto asse di sterzatura (4) da detto elemento di sterzatura (3); caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di sterzatura (8) provvisto di almeno un elemento girevole (9) associato solidalmente a detto elemento di sterzatura (3) e di almeno un elemento di spinta (10) interposto tra detto elemento girevole (9) e detto telaio (2) e calzato scorrevolmente sull’ elemento girevole stesso in direzione sostanzialmente parallela a detto asse di sterzatura (4), dove almeno uno ria detto elemento girevole (9) e detto elemento di spinta (10) comprende almeno una scanalatura (12) avente sviluppo sostanzialmente elicoidale e dove l’altro tra detto elemento di spinta (10) e detto elemento girevole (9) comprende almeno un perno (13) che si inserisce all’ interno di detta scanalatura (12), lo scorrimento di detto elemento di spinta (10) rispetto a detto elemento girevole (9) provocando la rotazione di quest’ultimo per effetto dell’impegno reciproco di detto perno (13) con detta scanalatura (12).
2. 2) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento girevole (9) Ã ̈ definito in pezzo unico con detto elemento di sterzatura (3).
3. 3) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento girevole (9) ha sezione sostanzialmente circolare e che detto elemento di spinta (10) ha sezione sostanzialmente toroidale, detto elemento girevole (9) e detto elemento di spinta (10) essendo coassiali con detto asse di sterzatura (4).
4. 4) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta almeno una scanalatura (12) à ̈ definita su detto elemento girevole (9) e che detto almeno un perno (13) à ̈ definito su detto elemento di spinta (10).
5. 5) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di sterzatura (8) comprende almeno due di dette scanalature (12) ed almeno due di detti perni (13), ciascuno di detti perni (13) essendo atto a cooperare con una rispettiva scanalatura (12).
6. 6) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di sterzatura (8) comprende mezzi antirotazione atti ad impedire la rotazione di detto elemento di spinta (10) attorno a detto asse di sterzatura (4).
7. 7) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi antirotazione comprendono almeno un elemento di guida (15) interposto tra detto telaio (2) e detto elemento girevole (9), detto elemento di guida (15) passando attraverso detto elemento di spinta (10).
8. 8) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto elemento di guida (15) à ̈ associato solidalmente a detto telaio (2) e sì sviluppa sostanzialmente parallelamente a detto asse di sterzatura (4). 9) (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi antirotazione comprendono almeno due di detti elementi di guida (15) disposta tra loro da parti opposte di detto elemento girevole (9). 10) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di sterzatura (8) comprende mezzi di azionamento in traslazione di detto elemento di spinta (10). 11) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento sono di tipo fluidodinamico. 12) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto telaio (2), detto elemento girevole (9) e detto elemento di spinta (10) delimitano almeno una prima ed una seconda camera (16a, 16b) di spinta disposte tra loro da parti opposte rispetto all’ elemento di spinta stesso, e dal fatto che detti mezzi di azionamento comprendono almeno una prima linea di mandata/scarico di un fluido di lavoro comunicante con detta prima camera (16a) di spinta ed almeno una seconda linea di mandata/scarico del fluido di lavoro comunicante con detta seconda camera ( 16b) di spinta. 13) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti elementi di guida (15) à ̈ sostanzialmente cavo e definisce almeno un condotto (18) di passaggio di detto fluido di lavoro comunicante con una di dette camere (16a, 16b) di spinta e collegabile alla relativa linea di mandata/scarico. 14) Gruppo (1) di sterzatura secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento sono di tipo elettrico. 15) Gruppo (1) di sterzatura secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento comprendono almeno un motore elettrico operativamente collegato a detto elemento di spinta (10).