ITTO20080831A1

ITTO20080831A1 - Sospensione a ruote indipendenti per veicolo

Info

Publication number: ITTO20080831A1
Application number: IT000831A
Authority: IT
Inventors: Miles Barnaby Gerrard
Original assignee: Sistemi Sospensioni Spa
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-05-13
Also published as: JP2015091697A; US9174505B2; JP6059199B2; JP2012508670A; US20110221157A1; JP6043063B2; IT1391870B1; WO2010055469A1; EP2355987A1; BRPI0915263A2; CN102216094B; RU2517274C2; RU2011123878A; CN102216094A; EP2355987B1

Description

"Sospensione a ruote indipendenti per veicolo"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a una sospensione a ruote indipendenti per veicolo avente la caratteristiche specificate nel preambolo della rivendicazione indipendente 1.

La presente invenzione puÃ² essere in sintesi pensata come un'evoluzione dell'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo comunemente nota come architettura MacPherson, tale evoluzione avendo come scopo quello di migliorare le prestazioni elastocinematiche dell'architettura MacPherson pur mantenendone i vantaggi in termini di costo e di ingombro che ne hanno fatto la soluzione attualmente maggiormente diffusa per le sospensioni anteriori per veicoli.

L'architettura di sospensione MacPherson Ã ̈ fondamentalmente basata sull'idea di utilizzare l'ammortizzatore come parte integrante della struttura della sospensione. Con riferimento alle figure 1 e 2 dei disegni allegati, che mostrano schematicamente un esempio di sospensione anteriore per veicolo secondo l'architettura MacPherson, rispettivamente in vista prospettica e in elevazione frontale, la sospensione comprende un ammortizzatore 12 rigidamente connesso alla sua estremitÃ inferiore a un montante portaruota 22 (di qui in avanti semplicemente indicato come montante), un braccio triangolare inferiore 14 avente due punti di attacco trasversalmente interni 16 e 18 per il collegamento articolato al corpo del veicolo (indicato con B nella figura 2) e un punto di attacco trasversalmente esterno 20 per il collegamento articolato al montante, e un'asta di sterzo 24 avente un punto di attacco trasversalmente interno 26 per il collegamento al meccanismo di comando dello sterzo del veicolo e un punto di attacco trasversalmente esterno 28 per il collegamento articolato al montante 22. Grazie al collegamento rigido fra ammortizzatore e montante, le forze longitudinali e laterali agenti sulla ruota inducono sollecitazioni di flessione e taglio nell'ammortizzatore e vengono trasmesse al corpo del veicolo attraverso l'attacco superiore dell'ammortizzatore.

I vantaggi principali dell'architettura MacPherson sono rappresentati dal basso costo e dal ridotto ingombro. Il fatto di combinare nell'ammortizzatore le funzioni di ammortizzamento, di attacco per la molla e di reazione ai carichi agenti sulle ruote consente infatti di ottenere una significativa riduzione del numero di componenti della sospensione, con conseguente riduzione del costo della stessa. Inoltre, l'eliminazione dei bracci di controllo laterali superiori porta a una riduzione dell'ingombro della sospensione, che nel caso di una sospensione anteriore permette di ottenere piÃ¹ spazio a disposizione per il motore, cosa particolarmente vantaggiosa per autovetture a trazione anteriore con gruppi motore e cambio di velocitÃ montati trasversalmente.

L'architettura MacPherson Ã ̈ tuttavia affetta dall'inconveniente di prestazioni cinematiche limitate, in particolare per quanto riguarda la variazione dell'angolo di campanatura durante il movimento di scuotimento della ruota. Anche le prestazioni dell'architettura MacPherson in termini di capacitÃ di assorbimento delle sollecitazioni sono limitate, in particolare nei confronti delle forze longitudinali agenti sulla ruota in caso di frenata o di urto. PiÃ¹ precisamente, la rigidezza longitudinale fornita dall'architettura MacPherson in corrispondenza del centro ruota risulta molto piÃ¹ elevata di quella richiesta per garantire buone prestazioni in termini di comfort. Un ulteriore svantaggio dell'architettura MacPherson Ã ̈ la ridotta possibilitÃ di disaccoppiare la risposta della sospensione in termini di variazione di angolo di convergenza fra le fasi di trazione e di frenata. Inoltre, nell'architettura MacPherson la cedevolezza longitudinale della sospensione Ã ̈ totalmente fornita dal braccio triangolare inferiore, la cui geometria Ã ̈ in larga misura dettata dalla necessitÃ di soddisfare il requisito di combinare un'elevata cedevolezza longitudinale con un'elevata rigidezza laterale, lasciando dunque pochi margini di libertÃ al progettista.

In aggiunta, secondo l'architettura MacPherson il punto di massima rigidezza longitudinale della sospensione Ã ̈ collocato in corrispondenza dell'attacco superiore dell'ammortizzatore, con la conseguenza che la rigidezza longitudinale della sospensione nel punto di contatto fra la ruota e il terreno Ã ̈ molto piÃ¹ bassa di quella a centro ruota (proporzionalmente rispetto alla distanza verticale di questi due punti rispetto all'attacco superiore dell'ammortizzatore - punto di massima rigidezza longitudinale), ad esempio dal 50% al 75%. CiÃ² si riflette negativamente sul comportamento in frenata. Dato che tutta la cedevolezza longitudinale Ã ̈ assicurata dal braccio inferiore, il giunto sferico di collegamento fra il braccio inferiore e il montante Ã ̈ soggetto a considerevoli spostamenti longitudinali, il che si traduce direttamente in una riduzione dell'angolo d'incidenza in frenata e quindi in una perdita di stabilitÃ del veicolo. In pratica, ciÃ² obbliga il progettista a ridurre la cedevolezza longitudinale a centro ruota per evitare un'eccessiva cedevolezza longitudinale nel punto di contatto con il terreno e quindi un'eccessiva riduzione dell'angolo d'incidenza in frenata.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ dunque fornire una sospensione automobilistica a ruote indipendenti che abbia prestazioni migliori rispetto all'architettura MacPherson sopra discussa in termini di capacitÃ di assorbimento delle sollecitazioni, soprattutto nei confronti delle forze longitudinali, pur mantenendo al contempo i vantaggi di tale architettura nota in termini di costo e di ingombro.

Tale scopo Ã ̈ pienamente raggiunto secondo la presente invenzione grazie a una sospensione automobilistica a ruote indipendenti avente le caratteristiche definite nella parte caratterizzante dell'annessa rivendicazione indipendente 1.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di realizzare una sospensione con un'architettura analoga a quella MacPherson, con la differenza che l'ammortizzatore non Ã ̈ rigidamente collegato, bensÃ¬ articolato, al montante in modo da poter ruotare rispetto a quest'ultimo intorno a un asse di articolazione sostanzialmente trasversale. La sospensione comprende inoltre mezzi di controllo della rigidezza torsionale interposti fra l'ammortizzatore e il montante per controllare la rigidezza torsionale del collegamento articolato fra ammortizzatore e montante intorno al suddetto asse di articolazione. Il grado di libertÃ rotazionale introdotto grazie al collegamento articolato fra ammortizzatore e montante Ã ̈ dunque un grado di libertÃ controllato e puÃ² essere schematicamente rappresentato dai seguenti due elementi agenti in parallelo:

- una cerniera atta a consentire il solo movimento di rotazione intorno al suddetto asse di articolazione, e

- una molla torsionale (o equivalente dispositivo di controllo della rigidezza torsionale) atta a controllare la rigidezza torsionale del collegamento articolato fra ammortizzatore e montante.

Grazie all'introduzione di questo grado di libertÃ controllato, la sospensione Ã ̈ in grado di fornire una maggiore cedevolezza longitudinale a centro ruota, con conseguente miglioramento del comfort, unitamente a una minore cedevolezza longitudinale a livello dell'impronta di contatto fra pneumatico e terreno, con conseguente miglioramento della risposta in frenata).

Preferibilmente, l'asse di articolazione Ã ̈ inclinato nel piano verticale trasversale del veicolo, il che consente di ottenere un maggiore controllo della variazione di convergenza sotto l'effetto delle forze longitudinali di frenata e di trazione, e dunque un miglioramento della stabilitÃ del veicolo durante le manovre di frenata e di accelerazione.

Nella sospensione secondo l'invenzione, a differenza dell'architettura MacPherson, la cedevolezza longitudinale a centro ruota non Ã ̈ definita dal braccio triangolare inferiore, bensÃ¬ dai mezzi di controllo della rigidezza torsionale del collegamento articolato fra ammortizzatore e montante. Al progettista Ã ̈ dunque offerta una maggiore libertÃ nella progettazione del braccio di controllo inferiore della sospensione.

Come risulterÃ chiaro dalla descrizione che segue, i principali vantaggi dell'architettura di sospensione secondo l'invenzione sono i seguenti: - miglioramento del comfort e del comportamento in frenata per effetto della piÃ¹ favorevole combinazione delle cedevolezze longitudinali a centro ruota e a terra;

- miglioramento della stabilitÃ del veicolo per effetto della possibilitÃ di disaccoppiare la risposta della sospensione alle forze di trazione e di frenata; e

- riduzione del costo del braccio di controllo inferiore per effetto della possibilitÃ di utilizzare per tale braccio una geometria piÃ¹ semplice.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

le figure 1 e 2 sono rispettivamente una vista prospettica e una vista in elevazione frontale che mostrano schematicamente l'architettura di sospensione a ruote indipendenti MacPherson;

le figure 3 e 4 sono rispettivamente una vista prospettica e una vista in elevazione frontale che mostrano schematicamente un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo la presente invenzione;

le figure 5 e 6 sono rispettivamente una vista in elevazione frontale e una vista in pianta che mostrano schematicamente il comportamento della sospensione secondo l'invenzione in risposta a forze longitudinali di trazione e di urto;

le figure 7 e 8 sono rispettivamente una vista in elevazione frontale e una vista in pianta che mostrano schematicamente il comportamento della sospensione secondo l'invenzione in risposta a forze longitudinali di frenata;

le figure dalla 9 alla 12 sono viste prospettiche che mostrano schematicamente ciascuna una rispettiva forma di realizzazione di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo l'invenzione;

la figura 13 Ã ̈ una vista prospettica di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione;

la figura 14 Ã ̈ una vista in esploso di una boccola ellittica prevista nella sospensione della figura 13;

la figura 15 Ã ̈ una vista prospettica di una variante di realizzazione di una boccola ellittica prevista nella sospensione della figura 13;

la figura 16 Ã ̈ una vista prospettica che mostra in dettaglio il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione preferita dell'invenzione;

la figura 17 Ã ̈ una vista prospettica di una boccola piatta prevista nella sospensione della figura 16;

la figura 18 Ã ̈ una vista prospettica di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione;

la figura 19 Ã ̈ una vista prospettica in trasparenza che mostra la disposizione delle boccole di collegamento fra ammortizzatore e montante nella sospensione della figura 18;

la figura 20 Ã ̈ una vista prospettica che mostra in dettaglio il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione;

la figura 21 Ã ̈ una vista in sezione che mostra schematicamente il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante della figura 20;

la figura 22 Ã ̈ una vista in esploso del meccanismo i collegamento articolato fra ammortizzatore e montante della figura 20;

le figure 23 e 24 sono viste prospettiche che mostrano in dettaglio il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione preferita dell'invenzione;

la figura 25 Ã ̈ una vista prospettica che mostra in dettaglio il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante di un'architettura di sospensione a ruote indipendenti per veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione preferita dell'invenzione;

la figura 26 Ã ̈ una vista in sezione che mostra schematicamente il meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante della figura 25; e

la figura 27 Ã ̈ una vista in esploso del meccanismo di collegamento articolato fra ammortizzatore e montante della figura 25.

Nella descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, termini quali "longitudinale" e "trasversale", "interno" ed "esterno", "anteriore" e "posteriore", "superiore" e "inferiore" ecc. sono da intendersi riferiti alla condizione di montaggio della sospensione su vettura.

Con riferimento inizialmente alle figure 3 e 4, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 1 e 2 (tecnica nota) sono stati assegnati i medesimi numeri di riferimento, una sospensione anteriore automobilistica a ruote indipendenti Ã ̈ complessivamente indicata con 10 e comprende fondamentalmente un ammortizzatore 12, un braccio di controllo inferiore 14, realizzato nel presente esempio come braccio triangolare avente due punti di attacco trasversalmente interni 16 e 18 per il collegamento articolato al corpo del veicolo (indicato con B nella figu ra 4) e un punto di attacco trasversalmente esterno 20 per il collegamento articolato a un montante 22 per una ruota W, e un'asta di sterzo 24 avente un punto di attacco trasversalmente interno 26 per il collegamento al meccanismo di comando dello sterzo e un punto di attacco trasversalmente esterno 28 per il collegamento articolato al montante 22.

A differenza dell'architettura MacPherson, secondo l'invenzione l'ammortizzatore 12 non Ã ̈ rigidamente fissato al montante 22, bensÃ¬ articolato a questo intorno a un asse di articolazione H giacente sostanzialmente in un piano verticale trasversale, preferibilmente leggermente inclinato rispetto all'orizzontale (come osservabile nella vista frontale della figura 4). Il collegamento articolato fra ammortizzatore 12 e montante 22 Ã ̈ schematicamente illustrato nelle figure 3 e 4 tramite i seguenti due elementi agenti in parallelo:

- una cerniera 30 definente un grado di libertÃ rotazionale fra ammortizzatore 12 e montante 22 intorno all'asse H; e

- un dispositivo di controllo della rigidezza torsionale 32 interposto fra l'ammortizzatore 12 (piÃ¹ precisamente, fra la porzione di estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore 12) e il montante 22 per controllare la rigidezza torsionale associata al grado di libertÃ rotazionale definito dalla cerniera 30, tale elemento essendo a titolo esemplificativo rappresentato nella figura 3 da una bielletta.

Il collegamento articolato fra ammortizzatore 12 e montante 22 puÃ² comunque essere realizzato in diversi altri modi, come verrÃ spiegato in dettaglio piÃ¹ avanti.

La cedevolezza torsionale aggiuntiva introdotta grazie al collegamento articolato fra ammortizzatore e montante si traduce in una maggiore cedevolezza longitudinale riferita al centro ruota. Una prima conseguenza di ciÃ² Ã ̈ che non Ã ̈ piÃ¹ richiesto al braccio di controllo inferiore 14 di fornire la necessaria cedevolezza longitudinale e dunque la geometria di tale braccio non Ã ̈ piÃ¹ dettata dalla necessitÃ di soddisfare tale requisito.

Inoltre, la posizione del punto di massima rigidezza longitudinale della sospensione scende rispetto all'architettura MacPherson da una quota appena al disotto dell'attacco superiore dell'ammortizzatore a una quota al disotto del centro ruota, il cui esatto valore dipende dalla rigidezza torsionale associata al grado di libertÃ rotazionale fra ammortizzatore e montante, oltre che dalle rigidezze longitudinali dell'attacco superiore dell'ammortizzatore e del braccio di controllo inferiore. Sotto l'effetto di forze longitudinali, il montante tende quindi a ruotare intorno a un punto prossimo a questo punto di massima rigidezza longitudinale. Supponendo che il punto di massima rigidezza longitudinale sia posizionato a una quota prossima a quella del piano del braccio di controllo inferiore, cioÃ ̈ approssimativamente a uguale distanza dal centro ruota e da terra, la rigidezza longitudinale a livello dell'impronta di contatto con il terreno risulta piÃ¹ elevata rispetto all'architettura MacPherson per una data cedevolezza longitudinale a centro ruota, con conseguente miglioramento del comportamento in frenata. Inoltre, dato che la cedevolezza longitudinale a centro ruota dipende dalla cedevolezza torsionale, e non piÃ¹ dalla deformazione longitudinale del braccio di controllo inferiore, il giunto sferico di collegamento fra il braccio di controllo inferiore e il montante subisce spostamenti all'indietro in fase di frenata che sono notevolmente inferiori rispetto all'architettura MacPherson e comportano una riduzione corrispondentemente inferiore dell'angolo d'incidenza in fase di frenata.

La presenza della cerniera fra ammortizzatore e montante, che idealmente dovrebbe avere rigidezza infinita rispetto ai cinque gradi di libertÃ vincolati, comporta in pratica una cedevolezza parassita che si somma alla cedevolezza laterale della sospensione e che Ã ̈ di particolare utilitÃ a livello dell'impronta di contatto della ruota, dove le forze laterali che si generano in curva agiscono sulla sospensione.

Le figure dalla 5 alla 8 illustrano un ulteriore vantaggio offerto dal collegamento articolato fra ammortizzatore e montante intorno all'asse di articolazione relativa H. Per effetto delle forze longitudinali, il montante tende a ruotare intorno a un asse di rotazione R passante per il punto di massima rigidezza longitudinale (che nell'architettura di sospensione secondo l'invenzione Ã ̈ collocato al disotto del centro ruota) e parallelo all'asse di articolazione H. Se l'asse H Ã ̈ inclinato in vista frontale, cioÃ ̈ nel piano verticale trasversale del veicolo, allora la rotazione effettiva del montante ha anche una componente intorno a un asse verticale e porta dunque a una variazione dell'angolo di convergenza, il cui verso dipende sia dal verso d'inclinazione dell'asse H sia dal verso di rotazione del montante intorno all'asse R.

Come illustrato nelle figure 5 e 6, sotto l'effetto di forze di trazione o di impatto (indicate con FT/I), che agiscono a centro ruota, la rotazione del montante intorno all'asse R (indicata dalla freccia RR) ha una componente intorno all'asse verticale (indicata dalla freccia RZ) che comporta un aumento della convergenza. Al contrario, come illustrato nelle figure 7 e 8, sotto l'effetto di forze di frenata (indicate con FB), che agiscono a livello dell'impronta di contatto con il terreno, la rotazione del montante intorno all'asse R (indicata dalla freccia RR) ha una componente intorno all'asse verticale (indicata dalla freccia RZ) che comporta una diminuzione della convergenza. L'architettura di sospensione secondo l'invenzione consente pertanto, definendo opportunamente l'inclinazione dell'asse di articolazione H fra ammortizzatore e montante, di differenziare il comportamento della sospensione in termini di variazione dell'angolo di convergenza in risposta a forze di trazione/impatto da un lato e a forze di frenata dall'altro lato. Ovviamente, ove non sia desiderato questo effetto di variazione dell'angolo di convergenza, Ã ̈ sufficiente conferire un'inclinazione nulla all'asse di articolazione H.

Le figure dalla 9 alla 12, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 3 e 4 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento, mostrano schematicamente diverse soluzioni costruttive della cerniera e del dispositivo di controllo della rigidezza torsionale che insieme definiscono il grado di libertÃ rotazionale controllato fra l'ammortizzatore e il montante della sospensione intorno all'asse di articolazione.

Ad esempio, la cerniera puÃ² essere costituita da un semplice cuscinetto a sfere o rulli, da una coppia di boccole di gomma, da una coppia di giunti sferici, o ancora da uno o piÃ¹ organi flessibili (in particolare a forma di lame). Per quanto riguarda il dispositivo di controllo della rigidezza torsionale, esso puÃ² teoricamente essere costituito da una molla di torsione (come schematicamente illustrato nella figura 4), ma dal punto di vista pratico Ã ̈ preferibile utilizzare un organo in grado di fornire una rigidezza traslazionale, disposto a distanza rispetto all'asse di articolazione e agente in direzione tangenziale rispetto a tale asse.

Tale dispositivo puÃ² essere ad esempio costituito da una singola boccola di gomma, da una coppia di tamponi di gomma o da una bielletta. Preferibilmente, tale dispositivo presenta una caratteristica di cedevolezza (o di rigidezza) non lineare, in modo che la sospensione presenti una caratteristica di cedevolezza longitudinale a centro ruota non lineare. Le diverse soluzioni costruttive sopra presentate per la cerniera e per il dispositivo di controllo della rigidezza torsionale, come pure eventuali ulteriori soluzioni qui non illustrate, possono essere variamente combinate le une con le altre.

Nell'esempio illustrato nella figura 9 la cerniera Ã ̈ formata da un cuscinetto a sfere o a rulli 30, mentre il dispositivo di controllo della rigidezza torsionale Ã ̈ formato da una boccola o da un tampone 32. L'asse di articolazione H Ã ̈ in questo caso definito dall'asse del cuscinetto 30.

Nell'esempio illustrato nella figura 10 la cerniera Ã ̈ formata da una coppia di giunti sferici 30 (o in alternativa da una coppia di boccole con elevate rigidezze radiali e assiali), mentre il dispositivo di controllo della rigidezza torsionale Ã ̈ formato da una boccola o da un tampone 32. L'asse di articolazione H Ã ̈ in questo caso definito dall'asse passante per i centri dei due giunti sferici 30.

Negli esempi illustrati nelle figure 11 e 12 la cerniera Ã ̈ formata da un organo flessibile a forma di lama 30 o rispettivamente da due organi flessibili a forma di lama 30, disposti in uno stesso piano, mentre il dispositivo di controllo della rigidezza torsionale Ã ̈ formato da una bielletta 32 (anche se un certo contributo alla rigidezza torsionale Ã ̈ fornito dalla, seppure bassa, rigidezza a flessione dalla/e lama/e 30). L'asse di articolazione H Ã ̈ in entrambi i casi definito dall'asse d'inflessione della/e lama/e 30.

Le funzioni di definizione dell'asse di articolazione e di controllo della rigidezza torsionale intorno a tale asse possono essere vantaggiosamente svolte da un singolo componente, ad esempio una boccola rigida in tutte le direzioni ad eccezione della direzione del proprio asse. Esempi di realizzazione di una tale boccola sono illustrati nelle figure dalla 13 alla 17, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 3 e 4 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nelle figure dalla 13 alla 15, fra ammortizzatore 12 e montante 22 Ã ̈ interposta una boccola ellittica 34 comprendente un corpo interno 36 a forma di cilindro a sezione ellittica e un corpo esterno 38 avente una sede di sezione ellittica 40 nella quale Ã ̈ accolto, con l'interposizione di gomma 42, il corpo interno 36. Il corpo interno 36 della boccola 34 presenta un foro cilindrico passante 44 in cui Ã ̈ accolto un perno di fissaggio 45 (figura 15) inserito e fissato alle sue opposte estremitÃ in rispettivi fori 46 previsti in una coppia di ali di supporto 48 del montante 22 (o di un pezzo distinto dal montante ma saldamente unito ad esso). Il corpo esterno 38 della boccola 34 Ã ̈ fissato, nell'esempio illustrato mediante viti 50, a un organo a staffa 52 a sua volta fissato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore 12. I corpi interno 36 ed esterno 38 della boccola 34 sono preferibilmente pezzi estrusi in alluminio, mentre l'organo a staffa 52 Ã ̈ preferibilmente un pezzo in acciaio stampato e saldato. L'asse di articolazione Ã ̈ definito, come nel caso di una normale boccola, dalla geometria del volume di gomma 42. Grazie alla forma a simmetria non rotazionale del corpo interno e della rispettiva sede della boccola, la boccola fornisce un contributo di rigidezza torsionale al collegamento articolato fra ammortizzatore e montante, senza bisogno di aggiungere un componente o dispositivo appositamente dedicato a svolgere la funzione di controllo della rigidezza torsionale intorno all'asse di articolazione.

Secondo la variante di realizzazione illustrata nella figura 15, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 13 e 14 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento, la boccola ellittica 34 Ã ̈ munita di tamponi di gomma 54 montati sul lato interno di una coppia di protuberanze di finecorsa 56 disposte da parti opposte rispetto al montante 22 in modo da delimitare l'escursione angolare relativa dell'ammortizzatore rispetto al montante.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nelle figure 16 e 17, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 13 e 14 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento, fra ammortizzatore e montante Ã ̈ interposta una boccola piatta 34 comprendente (figura 17) un corpo interno piatto 36 e un corpo esterno 38 avente una sede 40 con sezione di forma bilobata nella quale Ã ̈ accolto, con l'interposizione di gomma 42, il corpo interno 36. L'asse di articolazione H del collegamento articolato fra ammortizzatore 12 e montante 22 corrisponde in questo all'asse mediano del corpo interno 36 della boccola 34. Il corpo interno 36 Ã ̈ fissato mediante viti 50 a una porzione a forcella 58 dell'organo a staffa 52 montato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore. Il corpo esterno 38 Ã ̈ fissato mediante viti 60 a una porzione del montante 22 inserita fra una coppia di flange di attacco 62 del corpo esterno stesso. Il corpo interno 36 Ã ̈ preferibilmente un pezzo in acciaio, mentre il corpo esterno 38 Ã ̈ preferibilmente un pezzo estruso in alluminio. Anche in questo caso, grazie alla forma a simmetria non rotazionale del corpo interno e della rispettiva sede della boccola, la boccola fornisce un contributo di rigidezza torsionale al collegamento articolato fra ammortizzatore e montante, senza bisogno di aggiungere un componente o dispositivo appositamente dedicato a svolgere la funzione di controllo della rigidezza torsionale intorno all'asse di articolazione.

Un'ulteriore forma di realizzazione di una sospensione a ruota indipendenti per veicolo secondo l'invenzione Ã ̈ illustrata nelle figure 18 e 19, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure 3 e 4 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento. Secondo tale forma di realizzazione, l'asse di articolazione H Ã ̈ definito da una coppia di boccole rigide allineate 30, mentre la rigidezza torsionale del collegamento articolato fra ammortizzatore 12 e montante 22 Ã ̈ fornita da una boccola flessibile 32. Le due boccole rigide 30 presentano un'elevata rigidezza radiale, ad esempio dell'ordine di 10<4>N/mm (a titolo puramente indicativo pari a 3 x 10<4>N/mm), mentre la boccola flessibile 32 presenta una bassa rigidezza radiale, ad esempio dell'ordine di 10<2>N/mm (a titolo puramente indicativo pari a 3,5 x 10<2>N/mm), cioÃ ̈ una rigidezza radiale di circa due ordini di grandezza inferiore rispetto a quella delle boccole rigide 30. La boccola flessibile 32 Ã ̈ distanziata dall'asse delle due boccole rigide 30 (asse di articolazione H) ed Ã ̈ orientata in modo che il proprio asse intersechi l'asse H. Di conseguenza, la rigidezza radiale della boccola flessibile 32 agisce tangenzialmente rispetto all'asse H, cioÃ ̈ agisce come rigidezza torsionale nei confronti del collegamento articolato fra ammortizzatore e montante intorno all'asse H. Nell'esempio di realizzazione proposto, i perni di articolazione delle boccole 30 e 32 sono portati da rispettive strutture di supporto a forcella del montante 22, mentre i corpi esterni delle boccole 30 e 32 sono accolti in rispettivi supporti formati dall'organo a staffa 52 montato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore 12.

Le figure dalla 20 alla 27, in cui a parti ed elementi identici o funzionalmente equivalenti a quelli delle figure precedenti sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento, illustrano ulteriori forme di realizzazione della presente invenzione, accomunate dal fatto di prevedere un organo a piastra flessibile, in particolare un organo a lama, connesso da un lato all'ammortizzatore e dall'altro lato al montante per realizzare il collegamento articolato fra questi due componenti della sospensione. L'organo a lama puÃ² essere realizzato sia di materiale metallico sia di materiale non metallico (ad esempio composito in fibra di carbonio). Grazie alla propria cedevolezza a flessione, l'organo a lama consente infatti rotazioni relative intorno al proprio asse d'inflessione fra i due componenti ad esso connessi. D'altra parte, essendo comunque dotato di una certa rigidezza flessionale, seppure ridotta, intorno al proprio asse d'inflessione, l'organo a piastra realizza almeno in parte allo stesso tempo anche la funzione di controllo della rigidezza torsionale del collegamento articolato fra ammortizzatore e montante intorno all'asse di articolazione. L'organo a lama Ã ̈ connesso all'ammortizzatore e al montante in modo da essere sollecitato a trazione sotto carico statico. All'organo a lama Ã ̈ in questo caso associato un dispositivo di tamponamento, che Ã ̈ qui di seguito descritto in alcune sue possibili soluzioni costruttive.

Con riferimento alle figure dalla 20 alla 22, fra un organo a staffa 52 montato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore (non mostrato) e il montante 22 Ã ̈ disposto un organo a lama 34, che giace sostanzialmente in un piano verticale trasversale in modo da definire, grazie alla propria cedevolezza flessionale, un asse di articolazione H fra ammortizzatore e montante sostanzialmente orientato in direzione trasversale. A seconda dell'orientamento nel piano verticale trasversale dell'organo a lama 34, l'asse di articolazione H puÃ² essere diretto orizzontalmente o inclinato di un certo angolo rispetto all'orizzontale per ottenere un maggiore controllo della variazione di convergenza sotto l'effetto delle forze longitudinali di frenata e di trazione, e dunque un miglioramento della stabilitÃ del veicolo durante le manovre di frenata e di accelerazione. L'organo a lama 34 Ã ̈ rigidamente connesso alla propria estremitÃ superiore, ad esempio mediante collegamento a vite, alle estremitÃ superiori di una coppia di bracci verticali 64 del montante 22 convergenti verso l'alto. L'organo a staffa 52 forma una coppia di bracci superiori orizzontali 66, che si estendono parallelamente l'uno rispetto all'altro a livello delle estremitÃ superiori dell'organo a lama 34 e dei bracci verticali 64 del montante 22 all'esterno rispetto a questi, e una coppia di bracci inferiori orizzontali 68 che si estendono a livello delle estremitÃ inferiori dell'organo a lama 34 e dei bracci verticali 64 del montante 22 e convergono l'uno verso l'altro in modo da frapporsi fra le estremitÃ inferiori dei bracci 64 e da serrare l'estremitÃ inferiore dell'organo a lama 34, cui sono rigidamente fissati ad esempio mediante saldatura. Grazie a una tale disposizione, il peso del veicolo agente attraverso l'ammortizzatore sull'organo a lama 34 sollecita tale organo a trazione. I bracci 66 del montante 22 e 64, 68 dell'organo a staffa 22 presentano una rigidezza a flessione sensibilmente superiore rispetto a quella dell'organo a lama 34, in modo che sia l'organo a lama 34, e non i bracci 64, 66 e 68, a consentire e a controllare il movimento di rotazione relativa fra ammortizzatore e montante. Come osservabile in particolare nella figura 21, fra i bracci 66 del montante e 64, 68 dell'organo a staffa 52 sono interposti tamponi di gomma 54 aventi la funzione di evitare il contatto diretto fra le estremitÃ affacciate dei bracci in caso di elevate escursioni angolari fra ammortizzatore e montante.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nelle figure 23 e 24, l'organo a lama 34 Ã ̈ rigidamente connesso alla propria estremitÃ inferiore a un braccio orizzontale inferiore 68 estendentesi dall'organo a staffa 52 montato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore (non mostrato) e alla propria estremitÃ superiore a un braccio verticale 66 del montante (non mostrato). Per quanto concerne l'orientamento dell'organo a lama 34, vale quanto sopra detto con riferimento alla forma di realizzazione delle figure dalla 20 alla 22. anche in questo caso, infatti, l'organo a lama 34 giace sostanzialmente in un piano verticale trasversale in modo da definire, grazie alla propria cedevolezza flessionale, un asse di articolazione fra ammortizzatore e montante sostanzialmente orientato in direzione trasversale. A seconda dell'orientamento nel piano verticale trasversale dell'organo a lama 34, l'asse di articolazione H puÃ² essere diretto orizzontalmente o inclinato di un certo angolo rispetto all'orizzontale per ottenere un maggiore controllo della variazione di convergenza sotto l'effetto delle forze longitudinali di frenata e di trazione, e dunque un miglioramento della stabilitÃ del veicolo durante le manovre di frenata e di accelerazione. Il dispositivo di tamponamento Ã ̈ costituito in questa forma di realizzazione da una boccola di gomma 70, avente preferibilmente una caratteristica di rigidezza non lineare, il cui asse Ã ̈ posto a distanza rispetto all'organo a lama 34 ed Ã ̈ orientato parallelamente all'asse di articolazione H. Nell'esempio di realizzazione illustrato, il corpo esterno della boccola 70 Ã ̈ montato in un'apposita sede nel braccio verticale 66 del montante, mentre il corpo interno Ã ̈ calzato su un braccio orizzontale superiore 72 estendentesi dall'organo a staffa 52.

Infine, secondo la forma di realizzazione illustrata nelle figure dalla 25 alla 27, l'organo a lama 34 Ã ̈ rigidamente connesso alla propria estremitÃ inferiore, ad esempio mediante viti 74, a una coppia di bracci orizzontali inferiori 68 che si estendono dall'organo a staffa 52 montato all'estremitÃ inferiore dell'ammortizzatore (non mostrato) e alla propria estremitÃ superiore, ad esempio mediante viti 76, a una coppia di bracci orizzontali superiori 66 del montante (non mostrato). Per quanto concerne l'orientamento dell'organo a lama 34, vale quanto sopra detto con riferimento alla forma di realizzazione delle figure dalla 20 alla 22. Per quanto concerne la posizione dell'asse di articolazione H, essa coincide approssimativamente (almeno per piccoli spostamenti) con quella dell'asse dell'organo a lama 34, come indicato nella figura 26. Il dispositivo di tamponamento Ã ̈ in questo caso costituito da una coppia di organi di riscontro inferiori 78 che sono rigidamente connessi all'estremitÃ inferiore dell'organo a lama 34 e si estendono verso l'alto da parti opposte rispetto all'organo a lama, e da una coppia di organi di riscontro superiori 80 che sono rigidamente connessi all'estremitÃ superiore dell'organo a lama 34 e si estendono verso il basso da parti opposte rispetto all'organo a lama. Gli organi di riscontro inferiori 78 e superiori 80 presentano rispettive superfici di battuta orizzontali 82 e 84, a due a due affacciate e distanziate. Su due delle superfici di battuta, nell'esempio illustrato sulle superfici 84 degli organi di riscontro superiori 80, sono fissati rispettivi tamponi di gomma 54, aventi funzione analoga a quella dei tamponi di gomma descritti con riferimento alla forma di realizzazione delle figure dalla 20 alla 22.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di realizzazione e i particolari costruttivi potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto Ã ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Ad esempio, pur essendo stata descritta e illustrata con riferimento a una sospensione anteriore, l'invenzione Ã ̈ parimenti applicabile a una sospensione posteriore. In altre parole, l'invenzione Ã ̈ applicabile sia per la sospensione di ruote sterzanti sia per la sospensione di ruote non sterzanti. In particolare, nel caso di sospensione posteriore al posto del braccio inferiore triangolare e dell'asta di sterzo possono essere previste tre aste inferiori (due trasversali e una longitudinale), ciascuna articolata a un'estremitÃ al montante e all'estremitÃ opposta al corpo del veicolo, per controllare i rimanenti tre gradi di libertÃ del portaruota. L'invenzione Ã ̈ comunque ugualmente applicabile a qualsiasi altra architettura di sospensione comprendente un ammortizzatore strutturale e un sistema di bracci e aste interposto fra il montante portaruota e la struttura del veicolo per controllare tre gradi di libertÃ del montante portaruota.

Inoltre, l'invenzione Ã ̈ applicabile non solo a sospensioni di autovetture ma in generale a sospensioni di veicoli a motore di qualsiasi tipo, dai veicoli commerciali leggeri ai veicoli industriali pesanti, dai tri- o quadricicli agli autobus.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sospensione a ruote indipendenti (10) per veicolo, comprendente un montante (22) destinato a portare una ruota (W), un ammortizzatore (12) collegato a una sua estremitÃ inferiore al montante (22), e una pluralitÃ di bracci e/o aste (14, 24) collegati da un lato al corpo del veicolo (B) e dall'altro lato al montante (22), caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre mezzi di articolazione (30; 34) interposti fra l'ammortizzatore (12) e il montante (22) per consentire a questi due componenti di ruotare l'uno rispetto all'altro intorno a un asse di articolazione (H), e mezzi di controllo della rigidezza torsionale (32; 34; 34, 70) interposti fra l'ammortizzatore (12) e il montante (22) per controllare la rigidezza torsionale del collegamento articolato fra questi due componenti intorno all'asse di articolazione (H).
2. Sospensione secondo la rivendicazione 1, in cui l'asse di articolazione (H) giace sostanzialmente in un piano verticale trasversale.
3. Sospensione secondo la rivendicazione 2, in cui l'asse di articolazione (H) Ã ̈ inclinato rispetto all'orizzontale.
4. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale presentano una caratteristica di rigidezza non lineare.
5. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di articolazione includono un cuscinetto a rotolamento (30), l'asse di articolazione (H) essendo definito dall'asse del cuscinetto (30).
6. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, in cui detti mezzi di articolazione includono una coppia di boccole di gomma (30) disposte con i propri assi allineati, l'asse di articolazione (H) essendo definito dall'asse comune delle boccole (30).
7. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, in cui detti mezzi di articolazione includono una coppia di giunti sferici (30), l'asse di articolazione (H) essendo definito dall'asse passante per i centri dei giunti (30).
8. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, in cui detti mezzi di articolazione includono uno o piÃ¹ organi a piastra flessibili (30; 34), l'asse di articolazione (H) essendo definito dall'asse d'inflessione di detto/i organo/i a piastra (30).
9. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale includono almeno un organo (32; 34; 34, 70) posto a distanza rispetto all'asse di articolazione (H) e in grado di fornire una rigidezza traslazionale agente in direzione tangenziale rispetto a tale asse.
10. Sospensione secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale includono una boccola di gomma (32) orientata in modo che il proprio asse intersechi l'asse di articolazione (H).
11. Sospensione secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale includono una bielletta (32) connessa a un'estremitÃ all'ammortizzatore (12) e all'estremitÃ opposta al montante (22).
12. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, in cui detti mezzi di articolazione e detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale sono incorporati in un singolo componente (34).
13. Sospensione secondo la rivendicazione 12, in cui detto singolo componente (34) Ã ̈ una boccola ellittica o una boccola piana.
14. Sospensione secondo la rivendicazione 13, in cui il corpo esterno (38) della boccola ellittica (34) forma una coppia di protuberanze di finecorsa (56) disposte da parti opposte rispetto al montante (22) o all'ammortizzatore (12) e munite sul loro lato interno di tamponi di gomma (54) in modo da delimitare l'escursione angolare relativa fra ammortizzatore (12) e montante (22).
15. Sospensione secondo la rivendicazione 12, in cui detto singolo componente (34) Ã ̈ una boccola piana.
16. Sospensione secondo la rivendicazione 8, comprendente un organo a piastra flessibile (34) giacente sostanzialmente in un piano verticale trasversale e rigidamente connesso alla propria estremitÃ superiore al montante (22) e alla propria estremitÃ inferiore all'ammortizzatore (12), in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale includono una boccola di gomma (70) il cui asse Ã ̈ posto a distanza rispetto all'organo a piastra flessibile (34) ed Ã ̈ orientato parallelamente all'asse di articolazione (H), la boccola (70) avendo un corpo esterno rigidamente connesso al montante (22) e un corpo interno rigidamente connesso all'ammortizzatore (12).
17. Sospensione secondo la rivendicazione 8, comprendente un organo a piastra flessibile (34) giacente sostanzialmente in un piano verticale trasversale e rigidamente connesso alla propria estremitÃ superiore al montante (22) e alla propria estremitÃ inferiore all'ammortizzatore (12), in cui detti mezzi di controllo della rigidezza torsionale includono una coppia di organi di riscontro inferiori (78), che sono rigidamente connessi all'estremitÃ inferiore dell'organo a piastra flessibile (34) e si estendono verso l'alto da parti opposte rispetto a tale organo, una coppia di organi di riscontro superiori (80), che sono rigidamente connessi all'estremitÃ superiore dell'organo a piastra flessibile (34) e si estendono verso il basso da parti opposte rispetto a tale organo, e una coppia di tamponi di gomma (54) interposti fra coppie di superfici di battuta orizzontali (82, 84), a due a due affacciate e distanziate, degli organi di riscontro inferiori e superiori (78, 80).
18. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un braccio di controllo inferiore (14) avente due punti di attacco trasversalmente interni (16, 18) per il collegamento articolato al corpo del veicolo (B) e un punto di attacco trasversalmente esterno (20) per il collegamento articolato al montante (22), e un'asta di sterzo (24) avente un punto di attacco trasversalmente interno (26) per il collegamento al meccanismo di comando dello sterzo del veicolo e un punto di attacco trasversalmente esterno (28) per il collegamento articolato al montante (22).
19. Sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 17, comprendente due aste trasversali e un'asta longitudinale, ciascuna delle quali Ã ̈ articolata a un'estremitÃ al montante (22) ed Ã ̈ destinata a essere collegata in modo articolato all'estremitÃ opposta al corpo del veicolo (B).
20. Veicolo, in particolare autovettura, triciclo, quadriciclo, veicolo commerciale leggero, veicolo industriale o autobus, comprendente una sospensione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.