ITTO930073A1 - Gruppo di sospensione per autoveicoli con ammortizzatori a caratteristiche di smorzamento variabili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo: "Gruppo di sospensione per autoveicoli con ammortizzatori a caratteristiche di smorzamento variabili"

La presente invenzione riguarda un gruppo di sospensione per autoveicoli, comprendente una pluralit? di ammortizzatori idraulici telescopici muniti ciascuno di mezzi valvolari azionabili a comando ed atti a variare le caratteristiche di smorzamento dell'ammortizzatore in funzione di almeno un parametro operativo del veicolo.

Sono noti ammortizzatori con caratteristiche di smorzamento variabili muniti di elettrovalvole comandate da una centralina elettronica che determina automaticamente l?azionamento delle elettrovalvole in funzione di mappe prestabilite, variando il rapporto forza/ velocit? dell?ammortizzatore in funzione di condizioni che si verificano durante l?uso del veicolo, ad esempio in funzione della velocit?, dell'accelerazione o decelerazione lineare, dell?accelerazione centrifuga, ecc..

In un primo tipo di ammortizzatori variabili attualmente in commercio, la variabilit? della forza resistente in funzione della velocit? di spostamento dello stantuffo ? ottenuta mediante l'azionamento di elettrovalvole che permettono di modulare il flusso del fluido dalla camera superiore a quella inferiore e viceversa. Tali elettrovalvole sono poste all?interno dello stelo e sono azionate da micromotori elettrici o da elettromagneti.

In un'altra soluzione nota sono presenti dei condotti di by-pass, con elettrovalvole di intercettazione che collegano la camera superiore del cilindro a quella inferiore e viceversa. I condotti di by-pass e le elettrovalvole sono esterni al cilindro dell'ammortizzatore e quindi ne aumentano l'ingombro.

In entrambi i casi, le elettrovalvola sono alimentate da cavi elettrici, la cui applicazione ? sconsigliabile in una zona particolarmente soggetta agli agenti esterni quale ? la sospensione di un veicolo .

La presente invenzione si prefigge lo scopo di ridurre gli ingombri ed i costi di ammortizzatori a caratteristiche di smorzamento variabile.

Secondo l?invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie al fatto che i mezzi valvolari che determinano la variazione delle caratteristiche di smorzamento dell'ammortizzatore sono azionate dalla pressione di un fluido in un condotto di comando; i condotti di comando dei vari ammortizzatori fanno capo ad un?unit? di comando centralizzata atta a variare la pressione del fluido nei condotti di comando in funzione di almeno un parametro operativo del veicolo.

Il collegamento fra gli ammortizzatori e l?unit? di comando ? preferibilmente realizzato mediante tubazioni idrauliche ed una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell?invenzione prevede di utilizzare la pompa dell'attuatore che asserve il comando di sterzatura del veicolo per mettere sotto pressione il fluido nei condotti di comando.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig.1 ? una sezione assiale di un ammortizzatore telescopico "bitubo? a caratteristiche di smorzamento non variabili,

la fig.2 ? una vista schematica in maggiore scala della parte indicata dalla freccia II nella fig.l ,

la fig.2a ? un dettaglio della fig.2,

le figg.3 e 4 sono diagrammi cartesiani illustranti le caratteristiche forza/velocit? di un ammortizzatore tradizionale e di un ammortizzatore a caratteristiche variabili,

la fig.5 ? uno schema funzionale secondo l'invenzione illustrante la disposizione di un gruppo di sospensione di un autoveicolo con ammortizzatori a caratteristiche variabili, e

la fig.6 ? una vista schematica illustrante una variante dei mezzi valvolari di un ammortizzatore a caratteristiche variabili secondo l?invenzione.

Con riferimento alla fig.l, con 1 ? indicato un ammortizzatore idraulico telescopico costituito, in modo per s? noto, da un corpo tubolare 2 entro il quale ? montato scorrevole uno stantuffo 4 fissato ad uno stelo 6. Il corpo tubolare 2 ? pieno di fluido, smorzante, tipicamente olio, ed il suo volume interno ? suddiviso dallo stantuffo 4 in due camere idrauliche indicate con 8 e 10. Il corpo 2 dell ?ammortizzatore ? formato da due elementi tubolari coassiali 12, 14 che definiscono fra loro una camera di compensazione 16 collegata alla camera idraulica 10 tramite un setto valvolare 18. L'ammortizzatore ? munito di una coppia di attacchi 20 per il suo collegamento alla scocca del veicolo ed al braccio oscillante della sospensione.

Con riferimento alla fig.2, lo stantuffo 4 ? costituito da un disco rigido in cui sono ricavati una pluralit? di fori 22, 24 che mettono in collegamento due precamere 26, 28 con le camere idrauliche 8, 10. Le precamere 26, 28 hanno forma sostanzialmente toroidale delimitata da pareti anulari 30, 32 e da due dischi elastici 34, 36 (in genere ? prevista una serie di dischi accoppiati a "balestra? in modo da possedere una caratteristica di elasticit? decrescente all'aumentare della freccia) accoppiati a mensola con lo stelo 6. Si intende che la disposizione illustrata nella fig.2 ? puramente esemplificativa, poich? il collegamento fra le due camere idrauliche 8, 10 attraverso lo stantuffo 4 pu? essere realizzato in qualsiasi altro sistema, ad esempio tramite dischi spinti da molle elicoidali oppure tramite valvole con una molla elicoidale che preme un organo di intercettazione mobile (ad esempio una sfera) contro un'estremit? del foro di passaggio .

In genere, nello stantuffo 4 ? prevista un'altra serie di fori 38 che collegano direttamente le camere 8, 10.

Quando l?ammortizzatore viene compresso, il fluido contenuto nella camera 10 si trova ad una pressione maggiore rispetto a quella del fluido contenuto nella camera 8. Il fluido agisce quindi sul disco elastico 34 ed imprime ad esso una freccia tanto maggiore quanto maggiore ? la differenza di pressione fra la camera 10 e la camera 8, pressione che fa scostare il disco 34 dalle pareti anulari 30, permettendo al fluido di passare dalla camera 10 alla camera 8. Naturalmente , quando il fluido contenuto nella camera 10 si trova ad una pressione maggiore di quello contenuto nella camera 8, il disco 36 ? compresso contro le pareti anulari 32 ed il fluido non ha la possibilit? di passare nei fori 24. In fase di estensione avviene il fenomeno contrario: la camera 8 si trova ad una pressione superiore rispetto alla camera 10 ed il fluido passa attraverso i fori 24 dalla camera 8 alla camera 10. Nella soluzione di fig.l, la variazione della pressione del fluido all?interno della camera 10 causata dall?inserimento o dall?estrazione dello stelo 6 viene in parte compensata da un flusso di fluido fra la camera 10 e la camera di compensazione 16 attraverso il setto valvolare 18.

Il genere, il disco elastico 36 ? pi? rigido del disco elastico 34, per cui la variazione della forza che bisogna applicare fra i punti d'attacco 20 ? maggiore in fase di estensione rispetto a quella da applicare in fase di compressione. Il diagramma delle forze applicate in funzione della velocit? di spostamento dei punti d'attacco assume la conformazione indicativamente illustrata nella fig .3.

Applicando un condotto di by-pass a sezione variabile fra le camere 8 e 10, o agendo sui dischi elastici 34, 36 in modo da variare la freccia dovuta alla pressione del fluido, ? possibile variare -ad esempio - il diagramma di fig.3 nel diagramma di fig.4, in cui la curva forza/velocit? di estensione/compressione pu? svilupparsi con qualsiasi inclinazione sia nel quadrante positivo che nel quadrante negativo fra le due curve limite illustrate con linea a tratto continuo e con linea a tratti. La curva con linea a tratto e punto indica una generica caratteristica forza/velocit? intermedia fra le caratteristiche limite.

Una soluzione esemplificativa, non limitativa, viene di seguito descritta.

Con riferimento alle figg.2 e 2a, nello stelo 6 dell ?ammortizzatore 1 ? ricavato un condotto di bypass 40 che mette in comunicazione le camere idrauliche 8, 10. Il condotto 40 presenta un foro conico calibrato 42 entro il quale ? mobile uno spillo di parzializzazione 44 avente una testa 46 sulla quale agisce una molla 48 che tende a spingere lo spillo 44 verso una posizione cui corrisponde la chiusura del condotto calibrato 42. La testa 46 dello spillo 44 ? scorrevole in una camera 50 che ? isolata rispetto al condotto di by-pass 40. La camera 50 comunica con un foro assiale 52 per l?alimentazione di un fluido idraulico che comanda lo spostamento dello spillo di parzializzazione 44. Nello stelo 6 pu? essere previsto un secondo condotto .54 di scarico. La pressione del fluido idraulico di comando nel condotto 52 provoca uno spostamento dello spillo di parzializzazione 44 proporzionale al valore della pressione del fluido di comando. Lo spostamento dello spillo di parzializzazione 44 rispetto alla sua configurazione di riposo illustrata nella fig. 2a provoca la variazione della caratteristica di smorzamento forza/velocit? dell 'ammortizzatore 1 .

Nella variante illustrata nella fig.6, l?ammortizzatore ? munito di una coppia di attuatori 56, 58 comandati da fluido sotto pressione, che esercitano una forza sui rispettivi dischi elastici 34, 36 di entit? proporzionale al valore della pressione del fluido di comando nel foro 52. Anche in questo caso, l?azione degli attuatori 56, 58 sui dischi elastici 34, 36 provoca una modifica della caratteristica di smorzamento dell'ammortizzatore.

Nella flg.5, ? illustrato schematicamente un gruppo di sospensione per un autoveicolo munito di quattro ammortizzatori a caratteristica di smorzamento variabile del tipo descritto in precedenza. I fori 52 di ciascun ammortizzatore 1 sono collegati a rispettivi condotti idraulici di comando 60 che fanno capo ad un?unit? di comando centralizzata 62. L'unit? di comando 62 ? almeno costituita da una valvola a comando elettrico atta a modulare la pressione del fluido nei condotti di comando 60 in funzione di un segnale elettrico proveniente da un?unit? elettronica di controllo 64. L'unit? di controllo 64 riceve i segnali elettrici provenienti da sensori che misurano parametri indicativi delle condizioni di marcia del veicolo, quali ad esempio la velocit? del veicolo, l'accelerazione o la decelerazione assiale o laterale del veicolo, la pressione del fluido negli ammortizzatori, ecc.. In base ad una mappatura prestabilita, l?unit? 64 provvede ad elaborare i segnali ricevuti ed a comandare di conseguenza la/le elettrovalvole dell'unit? di controllo 62, in modo tale che le caratteristiche di smorzamento dei singoli ammortizzatori siano quelle previste. L?unit? elettronica di controllo 64 permette anche di selezionare manualmente il comportamento del gruppo di sospensione in base alle esigenze del conducente.

Il fluido nei condotti di comando 60 ? messo sotto pressione da una pompa 66 che preleva il fluido da un serbatoio 68. Nel caso in cui il veicolo sia munito di un comando di sterzo asservito idraulicamente, la pompa 66 pu? essere quella dell?idroguida, cio? quella dell'attuatore che asserve il comando di sterzatura del veicolo. Questo evita di dover prevedere una pompa indipendente per il circuito di comando degli ammortizzatori 1.

La/le elettrovalvole dell?unit? di comando idraulica 62 permettono di variare la pressione nei condotti di comando 60 da un valore minimo sostanzialmente pari al valore della pressione atmosferica ad un valore massimo pari alla pressione massima di mandata della pompa 66.

Nel caso pi? semplice, la centralina idraulica 62 fornisce la stessa pressione a tutti gli ammortizzatori. Nelle soluzioni pi? complesse pu? fornire pressioni differenti agli ammortizzatori delle sospensioni anteriori e posteriori, oppure pu? fornire pressioni diverse agli attuatori dei quattro ammortizzatori.

La presente invenzione consente di ridurre gli ingombri degli ammortizzatori a caratteristiche di smorzamento variabile grazie all'idea di scorporare le elettrovalvole dagli ammortizzatori e portandole in una zona centralizzata. Questo permette anche di ridurre in modo considerevole i costi del gruppo di sospensione. Infatti, se si prevede che il rapporto forza/velocit? subisca un?identica variazione sui quattro ammortizzatori, sar? sufficiente prevedere una sola elettrovalvola per i quattro ammortizzatori del gruppo di sospensione. Oppure, nel caso in cui sia necessario differenziare le caratteristiche di smorzamento fra la sospensione anteriore e la sospensione posteriore, saranno sufficienti due elettrovalvole , mentre nelle soluzioni di tipo noto ? necessario prevedere quattro elettrovalvole anche se la variazione delle caratteristiche di smorzamento identica sui quattro ammortizzatori.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo d? sospensione per autoveicoli, comprendente una pluralit? di ammortizzatori idraulici telescopici (1) muniti ciascuno di mezzi valvolari azionabili a comando ed atti a variare le caratteristiche di smorzamento dell'ammortizzatore (1) in funzione di almeno un parametro operativo del veicolo, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari (42, 44; 34, 36, 56, 58) sono azionati dalla pressione di un fluido in un condotto di comando (52, 60), i condotti di comando (52, 60) dei vari ammortizzatori (1) facendo capo ad un'unit? di comando centralizzata (62) atta a variare la pressione del fluido nei condotti di comando (52, 60) in funzione di detto almeno un parametro operativo del veicolo .
2. 2. Gruppo di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il collegamento fra gli ammortizzatori (1) e l'unit? di comando (62) ? realizzato mediante tubazioni idrauliche.
3. 3. Gruppo di sospensione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il fluido nei condotti di comando (60) ? messo sotto pressione dalla pompa (66) di un attuatore che asserve il comando di sterzatura del veicolo.
4. 4. Gruppo di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unit? di comando centralizzata (62) comprende almeno un?elettrovalvola situata in una zona separata rispetto agli ammortizzatori, detta elettrovalvola essendo comandata da un?unit? elettronica di controllo ed essendo atta a modulare la pressione del fluido nei condotti di comando (60) fra un valore minimo sostanzialmente pari al valore della pressione atmosferica ed un valore massimo pari alla pressione massima di lavoro di una pompa di alimentazione (66).
5. 5. Gruppo di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i condotti di comando (60) raggiungono i suddetti mezzi valvolari (42, 44; 34, 36, 56, 58) posti all'interno degli ammortizzatori (1) attraverso almeno un foro (52) praticato nello stelo (6) dello stantuffo (4).