IT201600117315A1 - Suspension for vehicle wheel with active control system to regulate in a controlled way the overall stiffness of the suspension. - Google Patents
Suspension for vehicle wheel with active control system to regulate in a controlled way the overall stiffness of the suspension.Info
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Description
"Sospensione per ruota di veicolo con sistema di controllo attivo per regolare in modo controllato la rigidezza complessiva della sospensione" "Vehicle wheel suspension with active control system for controlled adjustment of overall suspension stiffness"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda una sospensione per ruota di veicolo, del tipo comprendente una molla, quale ad esempio una molla a elica o analogo elemento elastico, interposta fra la ruota e il corpo del veicolo e un ammortizzatore, anch'esso interposto fra la ruota e il corpo del veicolo, in parallelo rispetto alla molla. The present invention relates to a suspension for a vehicle wheel, of the type comprising a spring, such as for example a helical spring or similar elastic element, interposed between the wheel and the body of the vehicle and a shock absorber, also interposed between the wheel and the vehicle body, parallel to the spring.
Nel progettare una sospensione per ruota di veicolo del tipo sopra identificato il progettista deve ogni volta trovare il compromesso migliore, a seconda della specifica applicazione, fra due esigenze contrastanti, e cioè la tenuta di strada (e quindi la sicurezza) e il comfort. In particolare, i due parametri coinvolti nella definizione delle caratteristiche della sospensione, e quindi nell'individuazione del compromesso ottimale fra tenuta di strada e comfort sono la rigidezza della molla e lo smorzamento dell'ammortizzatore. La scelta di progetto è generalmente determinata dal tipo di utilizzo per il quale il veicolo è stato progettato. Nei veicoli sportivi viene naturalmente privilegiata la tenuta di strada, a scapito del comfort, mentre ad esempio nelle utilitarie viene privilegiato il comfort, a scapito della tenuta di strada. When designing a vehicle wheel suspension of the type identified above, the designer must each time find the best compromise, depending on the specific application, between two contrasting needs, namely road holding (and therefore safety) and comfort. In particular, the two parameters involved in defining the characteristics of the suspension, and therefore in identifying the optimal compromise between road holding and comfort, are the stiffness of the spring and the damping of the shock absorber. The design choice is generally determined by the type of use for which the vehicle was designed. In sports vehicles, road holding is naturally favored, at the expense of comfort, while, for example, in small cars, comfort is favored, at the expense of road holding.
Poiché le condizioni operative per le quali è opportuno privilegiare la tenuta di strada sono generalmente distinguibili dalle condizioni per le quali è opportuno privilegiare il comfort, è noto l'impiego di sistemi di controllo attivo delle sospensioni che permettono di regolare attivamente, in tempo reale, le caratteristiche della sospensione in funzione delle condizioni di guida del veicolo. Since the operating conditions for which it is advisable to privilege road holding are generally distinguishable from the conditions for which it is advisable to privilege comfort, the use of active suspension control systems is known that allow you to actively adjust, in real time, the characteristics of the suspension according to the driving conditions of the vehicle.
Sono noti ad esempio sistemi attivi di controllo della sospensione che permettono di variare la curva caratteristica forza-velocità dell'ammortizzatore per variare la forza tra la massa sospesa e la massa non sospesa del veicolo durante la fase transitoria della dinamica del veicolo. For example, active suspension control systems are known which allow to vary the force-speed characteristic curve of the shock absorber to vary the force between the suspended mass and the unsprung mass of the vehicle during the transient phase of the vehicle dynamics.
Sono altresì noti sistemi di controllo attivo della sospensione che permettono di variare in modo controllato la rigidezza della molla per variare la forza esercitata tra la massa sospesa e la massa non sospesa del veicolo, non solo durante la fase transitoria della dinamica del veicolo, ma anche a regime stabilizzato, ad esempio in curva. Essendo in grado di modificare la rigidezza complessiva della sospensione, tali sistemi di controllo consentono inoltre, in condizioni stazionarie, di modificare l'assetto del veicolo sia per conseguire diversi obiettivi di comfort o tenuta di strada sia per adattare l'assetto del veicolo a eventuali variazioni di carico. Active suspension control systems are also known which allow the stiffness of the spring to be varied in a controlled manner to vary the force exerted between the suspended mass and the unsprung mass of the vehicle, not only during the transient phase of vehicle dynamics, but also at steady state, for example when cornering. Being able to modify the overall stiffness of the suspension, these control systems also allow, in stationary conditions, to modify the vehicle set-up both to achieve different objectives of comfort or road holding and to adapt the vehicle set-up to any load variations.
La presente invenzione si colloca in questa seconda categoria di sistemi di controllo attivo della sospensione e si propone di fornire una sospensione per ruota di veicolo che sia provvista di un sistema di controllo attivo, perfezionato rispetto alla tecnica nota, per regolare con continuità, in modo controllato, la rigidezza complessiva della sospensione, vale a dire il rapporto tra la forza esercitata tra la massa sospesa e la massa non sospesa del veicolo e la posizione relativa della massa sospesa rispetto alla massa non sospesa del veicolo, in corrispondenza di tale ruota. The present invention is placed in this second category of active suspension control systems and aims to provide a suspension for vehicle wheel which is provided with an active control system, improved with respect to the prior art, to adjust continuously, in a manner controlled, the overall stiffness of the suspension, i.e. the ratio between the force exerted between the sprung mass and the unsprung mass of the vehicle and the relative position of the sprung mass with respect to the unsprung mass of the vehicle, at that wheel.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è fornire una sospensione per ruota di veicolo provvista di sistema di controllo attivo della rigidezza, che sia costruttivamente semplice e poco costosa. A further object of the present invention is to provide a suspension for a vehicle wheel provided with an active stiffness control system, which is constructively simple and inexpensive.
Questi e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo l'invenzione grazie a una sospensione per ruota di veicolo avente le caratteristiche definite nell'annessa rivendicazione indipendente 1. These and other objects are fully achieved according to the invention thanks to a suspension for a vehicle wheel having the characteristics defined in the attached independent claim 1.
Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the content of which is to be understood as an integral and integral part of the following description.
In sintesi, l'invenzione si basa sull'idea di realizzare una sospensione del tipo citato all'inizio comprendente, in aggiunta alla molla principale e all'ammortizzatore: In summary, the invention is based on the idea of realizing a suspension of the type mentioned at the beginning comprising, in addition to the main spring and the shock absorber:
un elemento di contrasto che è accolto nella camera di estensione dell'ammortizzatore ed è predisposto per contrastare il movimento di estensione dell'ammortizzatore a partire da un dato valore di corsa dell'ammortizzatore in fase di estensione, e mezzi di regolazione associati all'elemento di contrasto per variare la posizione assiale di tale elemento all'interno della camera di estensione dell'ammortizzatore e variare così il valore di corsa, in fase di estensione, a partire dal quale l'elemento di contrasto interviene per contrastare il movimento di estensione dell'ammortizzatore, in cui i mezzi di regolazione comprendono un pistone di regolazione che è montato in modo assialmente scorrevole nella camera di estensione dell'ammortizzatore e cui è solidale, nel movimento di scorrimento assiale, l'elemento di contrasto, e un circuito idraulico di controllo che comunica con la camera di estensione dell'ammortizzatore ed è predisposto per controllare la posizione assiale del pistone di regolazione nella camera di estensione dell'ammortizzatore. a contrast element which is received in the extension chamber of the shock absorber and is arranged to oppose the extension movement of the shock absorber starting from a given stroke value of the shock absorber in the extension phase, and adjustment means associated with the element to vary the axial position of this element inside the shock absorber extension chamber and thus vary the stroke value, in the extension phase, starting from which the contrast element intervenes to counteract the extension movement of the shock absorber. 'shock absorber, in which the adjustment means comprise an adjustment piston which is mounted in an axially sliding manner in the extension chamber of the shock absorber and with which the contrast element is integral in the axial sliding movement, and a hydraulic circuit of control that communicates with the shock absorber extension chamber and is designed to control the axial position of the piston of r adjustment in the shock absorber extension chamber.
Grazie a una tale configurazione, una sospensione secondo l'invenzione permette di regolare in modo controllato il punto di intervento dell'elemento di contrasto in fase di estensione dell'ammortizzatore, e dunque di variare in modo controllato la rigidezza complessiva della sospensione. Equipaggiando tutte le ruote di un veicolo con una tale sospensione è dunque possibile regolare la rigidezza complessiva di ogni singolo corner del veicolo per regolare la rigidezza complessiva a rollio di ciascuno dei due assi del veicolo, o ancora regolare l'assetto del veicolo. Thanks to such a configuration, a suspension according to the invention allows to adjust in a controlled way the intervention point of the contrast element during the shock absorber extension phase, and therefore to vary the overall stiffness of the suspension in a controlled way. By equipping all the wheels of a vehicle with such a suspension, it is therefore possible to adjust the overall stiffness of each single corner of the vehicle to adjust the overall rolling stiffness of each of the two axles of the vehicle, or even to adjust the attitude of the vehicle.
Secondo una forma di realizzazione, l'elemento di contrasto è formato da un elemento elastico, preferibilmente una molla meccanica. According to an embodiment, the contrast element is formed by an elastic element, preferably a mechanical spring.
Secondo un'ulteriore forma di realizzazione, l'elemento di contrasto è formato da un corpo cavo a forma di bicchiere atto a fungere da tampone idraulico cooperando con un pistone ausiliario solidale al pistone principale dell'ammortizzatore. According to a further embodiment, the contrast element is formed by a cup-shaped hollow body adapted to act as a hydraulic buffer cooperating with an auxiliary piston integral with the main piston of the shock absorber.
Preferibilmente, il pistone di regolazione comprende un corpo di pistone anulare, che è montato assialmente scorrevole sullo stelo dell'ammortizzatore e fa tenuta con il cilindro dell'ammortizzatore in modo da separare la camera di estensione dell'ammortizzatore in un vano superiore, che è rivolto da parte opposta rispetto al pistone principale dell'ammortizzatore, e un vano inferiore, che è rivolto verso il pistone principale dell'ammortizzatore e in cui è disposto l'elemento di contrasto. Preferably, the adjusting piston comprises an annular piston body, which is axially slidably mounted on the shock absorber rod and seals with the shock absorber cylinder so as to separate the shock absorber extension chamber into an upper compartment, which is facing away from the main piston of the shock absorber, and a lower compartment, which is facing the main piston of the shock absorber and in which the contrast element is arranged.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il pistone di regolazione comprende inoltre una porzione tubolare rigidamente connessa al corpo di pistone anulare, detta porzione tubolare essendo montata assialmente scorrevole sullo stelo dell'ammortizzatore ed estendendosi attraverso un coperchio superiore dell'ammortizzatore. According to a preferred embodiment, the adjusting piston further comprises a tubular portion rigidly connected to the annular piston body, said tubular portion being axially slidably mounted on the shock absorber stem and extending through an upper cover of the shock absorber.
Convenientemente, l'ammortizzatore presenta un'architettura a tre tubi comprendente: Conveniently, the shock absorber has a three-tube architecture comprising:
un tubo interno, o tubo di pressione, in cui è montato il pistone principale dell'ammortizzatore in modo da suddividere il volume interno del tubo interno nella camera di estensione e nella camera di compressione e in cui è inoltre montato, all'interno della camera di estensione, il pistone di regolazione, an inner tube, or pressure tube, in which the main piston of the shock absorber is mounted so as to divide the internal volume of the inner tube in the extension chamber and in the compression chamber and in which it is also mounted, inside the chamber extension, the adjusting piston,
un tubo esterno, e an outer tube, e
un primo tubo intermedio radialmente interposto fra il tubo interno e il tubo esterno, il tubo intermedio racchiudendo, insieme con il tubo interno, un vano intermedio che è in comunicazione di fluido da un lato con il circuito idraulico di controllo e dall'altro con il vano superiore individuato dal pistone di regolazione all'interno della camera di estensione. a first intermediate tube radially interposed between the inner tube and the outer tube, the intermediate tube enclosing, together with the inner tube, an intermediate compartment which is in fluid communication on one side with the control hydraulic circuit and on the other with the upper compartment identified by the adjustment piston inside the extension chamber.
Nel caso di ammortizzatore avente un'architettura a tre tubi come sopra specificato, è preferibile se l'ammortizzatore comprende inoltre: In the case of a shock absorber having a three-tube architecture as specified above, it is preferable if the shock absorber also comprises:
un secondo tubo intermedio radialmente interposto fra il tubo interno e il tubo esterno, al di sotto del primo tubo intermedio, in modo da racchiudere con il tubo interno una camera di by-pass che è in comunicazione con il vano inferiore della camera di estensione attraverso uno o più fori di comunicazione previsti nel tubo interno, e a second intermediate tube radially interposed between the inner tube and the outer tube, below the first intermediate tube, so as to enclose with the inner tube a by-pass chamber which is in communication with the lower compartment of the extension chamber through one or more communication holes provided in the inner tube, e
una valvola di controllo collegata al secondo tubo intermedio e predisposta per controllare il passaggio del fluido di lavoro dell'ammortizzatore fra il vano inferiore della camera di estensione e la camera di by-pass, in modo da permettere di regolare lo smorzamento dell'ammortizzatore. a control valve connected to the second intermediate tube and arranged to control the passage of the working fluid of the shock absorber between the lower compartment of the extension chamber and the by-pass chamber, so as to allow the damping of the shock absorber to be adjusted.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the detailed description that follows, given purely by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:
la figura 1 è una rappresentazione schematica di un'architettura di sospensione per ruota di veicolo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 1 is a schematic representation of a vehicle wheel suspension architecture according to an embodiment of the present invention;
la figura 2 è una rappresentazione schematica di un'architettura di sospensione per ruota di veicolo secondo un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 2 is a schematic representation of a vehicle wheel suspension architecture according to a further embodiment of the present invention;
la figura 3 è una vista in sezione di un esempio di ammortizzatore utilizzabile nell'architettura di sospensione di figura 1; Figure 3 is a sectional view of an example of a shock absorber usable in the suspension architecture of Figure 1;
la figura 4 è una vista in sezione di un esempio di ammortizzatore utilizzabile nell'architettura di sospensione di figura 2; e Figure 4 is a sectional view of an example of a shock absorber usable in the suspension architecture of Figure 2; And
la figura 5 è una vista in sezione di un ulteriore esempio di ammortizzatore utilizzabile nell'architettura di sospensione di figura 2. Figure 5 is a sectional view of a further example of a shock absorber that can be used in the suspension architecture of Figure 2.
Con riferimento inizialmente alle figure 1 e 2, una sospensione per ruota di veicolo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione comprende: Referring initially to Figures 1 and 2, a vehicle wheel suspension according to an embodiment of the present invention comprises:
una molla principale 10 (di qui in avanti indicata più semplicemente come molla), che è preferibilmente, anche se non necessariamente, realizzata come molla meccanica, in particolare come molla a elica cilindrica, ed è interposta fra il corpo del veicolo (o più in generale la massa sospesa del veicolo) e la ruota del veicolo (o più in generale la massa non sospesa del veicolo); a main spring 10 (hereinafter referred to more simply as a spring), which is preferably, although not necessarily, made as a mechanical spring, in particular as a cylindrical helical spring, and is interposed between the body of the vehicle (or more in the suspended mass of the vehicle) and the vehicle wheel (or more generally the unsprung mass of the vehicle);
un ammortizzatore 12 che è realizzato come ammortizzatore idraulico e comprende, in modo per sé noto, un cilindro 14, un pistone principale 16 accolto in modo scorrevole all'interno del cilindro 14 in modo da suddividere il volume interno del cilindro 14 in una camera di compressione 18 e in una camera di estensione 20, e uno stelo 22 rigidamente connesso al pistone principale 16 e fuoriuscente superiormente dal cilindro 14 per essere connesso al corpo del veicolo, l'ammortizzatore 12 essendo anch'esso interposto fra il corpo e la ruota del veicolo, in parallelo rispetto alla molla 10; e a shock absorber 12 which is realized as a hydraulic shock absorber and comprises, in a per se known manner, a cylinder 14, a main piston 16 slidably received inside the cylinder 14 so as to divide the internal volume of the cylinder 14 into a chamber compression 18 and in an extension chamber 20, and a rod 22 rigidly connected to the main piston 16 and protruding above the cylinder 14 to be connected to the vehicle body, the shock absorber 12 also being interposed between the body and the wheel of the vehicle, in parallel with respect to the spring 10; And
un elemento di contrasto accolto all'interno dell'ammortizzatore 12, e precisamente nella camera di estensione 20, per contrastare il movimento di estensione dell'ammortizzatore 12 a partire da un dato valore di corsa dell'ammortizzatore in fase di estensione. a contrast element received inside the shock absorber 12, and precisely in the extension chamber 20, to oppose the extension movement of the shock absorber 12 starting from a given stroke value of the shock absorber in the extension phase.
L'elemento di contrasto può essere formato da un elemento elastico 24, quale una molla meccanica (in particolare una molla a elica cilindrica), come nella forma di realizzazione di figura 1, o in alternativa da un corpo cavo 26 a forma di bicchiere atto a fungere da tampone idraulico cooperando con un pistone ausiliario 28 solidale al pistone principale 16 dell'ammortizzatore 12, come nella forma di realizzazione di figura 2. A prescindere da come è realizzato l'elemento di contrasto, esso si oppone al movimento di estensione dell'ammortizzatore 12 a partire da un dato valore di corsa dell'ammortizzatore in fase di estensione. The contrast element can be formed by an elastic element 24, such as a mechanical spring (in particular a cylindrical helical spring), as in the embodiment of Figure 1, or alternatively by a hollow body 26 in the shape of a cup which is suitable to act as a hydraulic buffer cooperating with an auxiliary piston 28 integral with the main piston 16 of the shock absorber 12, as in the embodiment of figure 2. Regardless of how the contrast element is made, it opposes the extension movement of the shock absorber 12 starting from a given stroke value of the shock absorber in the extension phase.
Nella forma di realizzazione di figura 1, in cui l'elemento di contrasto è formato dall'elemento elastico 24, esso si oppone al movimento di estensione dell'ammortizzatore 12 esercitando sul pistone principale 16 dell'ammortizzatore una forza di reazione elastica non appena il pistone principale 16, o un altro organo meccanico solidale al pistone principale 16, va a contatto con l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24. Il punto di intervento dell'elemento di contrasto corrisponde quindi, in questo caso, alla battuta del pistone principale 16, o dell'organo meccanico ad esso solidale, contro l'elemento elastico 24, battuta che si avrà in corrispondenza di un dato valore di corsa dell'ammortizzatore in fase di estensione a seconda della posizione assiale relativa (dove il termine assiale è riferito all'asse longitudinale dell'ammortizzatore 12, indicato con z nelle figure dalla 3 alla 5) fra pistone principale 16 ed elemento elastico 24 in condizioni di riposo. In the embodiment of Figure 1, in which the contrast element is formed by the elastic element 24, it opposes the extension movement of the shock absorber 12 by exerting an elastic reaction force on the main piston 16 of the shock absorber as soon as the main piston 16, or another mechanical member integral with the main piston 16, comes into contact with the lower end of the elastic element 24. The point of intervention of the contrast element therefore corresponds, in this case, to the stop of the main piston 16, or of the mechanical member integral with it, against the elastic element 24, abutment that will occur at a given stroke value of the shock absorber in the extension phase depending on the relative axial position (where the axial term refers to the longitudinal axis of the shock absorber 12, indicated with z in Figures 3 to 5) between the main piston 16 and the elastic element 24 in rest conditions.
Nella forma di realizzazione di figura 2, in cui l'elemento di contrasto è formato dal corpo a bicchiere 26 di un tampone idraulico, esso si oppone al movimento di estensione dell'ammortizzatore 12 esercitando sul pistone principale 16 dell'ammortizzatore una forza di reazione viscosa non appena il pistone ausiliario 28 entra nel corpo a bicchiere 26. Il punto di intervento dell'elemento di contrasto corrisponde quindi, in questo caso, all'ingresso del pistone ausiliario 28 nel corpo a bicchiere 26, che avviene per un dato valore di corsa dell'ammortizzatore in fase di estensione che dipende dalla posizione assiale relativa fra pistone ausiliario 28 e corpo a bicchiere 26 in condizioni di riposo. In the embodiment of Figure 2, in which the contrast element is formed by the cup-shaped body 26 of a hydraulic buffer, it opposes the extension movement of the shock absorber 12 by exerting a reaction force on the main piston 16 of the shock absorber viscous as soon as the auxiliary piston 28 enters the cup-shaped body 26. The point of intervention of the contrast element therefore corresponds, in this case, to the entry of the auxiliary piston 28 into the cup-shaped body 26, which occurs for a given value of stroke of the shock absorber in the extension phase which depends on the relative axial position between the auxiliary piston 28 and the cup body 26 in rest conditions.
Secondo l'invenzione, la sospensione comprende inoltre mezzi di regolazione associati all'elemento di contrasto per variare la posizione assiale di tale elemento all'interno della camera di estensione 20 dell'ammortizzatore, e quindi la posizione assiale relativa di tale elemento rispetto al pistone principale 16 o al pistone ausiliario 28, e variare così il valore di corsa, in fase di estensione, a partire dal quale l'elemento di contrasto 24 o 26 interviene per contrastare il movimento di estensione dell'ammortizzatore. According to the invention, the suspension also comprises adjustment means associated with the contrast element for varying the axial position of this element inside the extension chamber 20 of the shock absorber, and therefore the relative axial position of this element with respect to the piston. 16 or to the auxiliary piston 28, and thus vary the stroke value, in the extension phase, starting from which the contrast element 24 or 26 intervenes to oppose the extension movement of the shock absorber.
Tali mezzi di regolazione comprendono un pistone di regolazione 30, che è montato in modo assialmente scorrevole nella camera di estensione 20 dell'ammortizzatore 12 e cui è solidale, nel movimento di scorrimento assiale, l'elemento di contrasto 24 o 26, nonché un circuito idraulico di controllo 32, che comunica con la camera di estensione 20 dell'ammortizzatore 12 ed è predisposto per controllare la posizione assiale del pistone di regolazione 30 nella camera di estensione 20. Variando la posizione assiale del pistone di regolazione 30 nella camera di estensione 20 tramite il circuito idraulico di controllo 32 è così possibile regolare la posizione assiale dell'elemento di contrasto 24 o 26 nella camera di estensione 20 e dunque variare il punto di intervento di tale elemento durante il movimento di estensione dell'ammortizzatore 12. These adjustment means comprise an adjustment piston 30, which is mounted in an axially sliding manner in the extension chamber 20 of the shock absorber 12 and with which the contrast element 24 or 26 is integral in the axial sliding movement, as well as a circuit control hydraulic 32, which communicates with the extension chamber 20 of the shock absorber 12 and is arranged to control the axial position of the adjustment piston 30 in the extension chamber 20. By varying the axial position of the adjustment piston 30 in the extension chamber 20 by means of the hydraulic control circuit 32 it is thus possible to adjust the axial position of the contrast element 24 or 26 in the extension chamber 20 and therefore to vary the point of intervention of this element during the extension movement of the shock absorber 12.
Il pistone di regolazione 30 comprende un corpo di pistone anulare 34, che è montato assialmente scorrevole sullo stelo 18 dell'ammortizzatore 12 e fa tenuta con il cilindro 14 dell'ammortizzatore 12 in modo da separare la camera di estensione 20 in un vano superiore 20a, che è rivolto da parte opposta rispetto al pistone principale 16, e un vano inferiore 20b, che è rivolto verso il pistone prin cipale 16 e in cui è disposto l'elemento di contrasto 24 o 26. The adjustment piston 30 comprises an annular piston body 34, which is axially slidably mounted on the rod 18 of the shock absorber 12 and seals with the cylinder 14 of the shock absorber 12 so as to separate the extension chamber 20 in an upper compartment 20a , which faces away from the main piston 16, and a lower compartment 20b, which faces the main piston 16 and in which the contrast element 24 or 26 is arranged.
Il circuito idraulico di controllo 32 comprende un serbatoio T, una pompa idraulica P, una linea idraulica L in comunicazione di fluido con il vano superiore 20a della camera di estensione 20 dell'ammortizzatore 12, e una valvola di controllo V, ad esempio un'elettrovalvola a tre vie e due posizioni, atta a controllare il collegamento della linea idraulica L con il serbatoio T e con la pompa idraulica P. Collegando la linea L con la pompa P si alimenta il vano superiore 20a e dunque si sposta verso il basso il pistone di regolazione 30, con la conseguenza che viene anticipato l'intervento dell'elemento di contrasto 24 o 26, cioè viene ridotto il valore di corsa, durante il movimento di estensione dell'ammortizzatore 12, in corrispondenza del quale l'elemento di contrasto 24 o 26 inizia a esercitare la sua azione di contrasto al movimento di estensione dell'ammortizzatore. Viceversa, collegando la linea L con il serbatoio T il pistone di regolazione 30 si sposta verso l'alto, con la conseguenza che viene ritardato l'intervento dell'elemento di contrasto 24 o 26, cioè viene aumentato il valore di corsa, durante il movimento di estensione dell'ammortizzatore 12, in corrispondenza del quale l'elemento di contrasto 24 o 26 inizia a esercitare la sua azione di contrasto al movimento di estensione dell'ammortizzatore. The hydraulic control circuit 32 comprises a tank T, a hydraulic pump P, a hydraulic line L in fluid communication with the upper compartment 20a of the extension chamber 20 of the shock absorber 12, and a control valve V, for example a three-way, two-position solenoid valve, suitable for controlling the connection of the hydraulic line L with the tank T and with the hydraulic pump P. By connecting the line L with the pump P, the upper compartment 20a is fed and therefore the adjustment piston 30, with the consequence that the intervention of the contrast element 24 or 26 is anticipated, i.e. the stroke value is reduced, during the extension movement of the shock absorber 12, in correspondence with which the contrast element 24 or 26 begins to exert its action against the extension movement of the shock absorber. Vice versa, by connecting the line L with the tank T the adjustment piston 30 moves upwards, with the consequence that the intervention of the contrast element 24 or 26 is delayed, i.e. the stroke value is increased, during the extension movement of the shock absorber 12, in correspondence with which the contrast element 24 or 26 begins to exert its action in contrast to the extension movement of the shock absorber.
Inoltre, variando la posizione assiale del pistone di regolazione 30 all'interno della camera di estensione 20 dell'ammortizzatore 12, è possibile pressurizzare o depressurizzare l'ammortizzatore stesso, avendo così a disposizione una sorta di molla a gas che opera in parallelo alla molla principale 10. Pressurizzando o depressurizzando nel modo sopra descritto l'ammortizzatore 12, è inoltre possibile modificare il punto di lavoro della sospensione in base al carico statico del veicolo. Furthermore, by varying the axial position of the adjustment piston 30 inside the extension chamber 20 of the shock absorber 12, it is possible to pressurize or depressurize the shock absorber, thus having a sort of gas spring available which operates in parallel to the spring. main 10. By pressurizing or depressurizing the shock absorber 12 as described above, it is also possible to modify the working point of the suspension according to the static load of the vehicle.
La valvola di controllo V del circuito idraulico di controllo 32 è collegata, in modo per sé noto, a un'unità elettronica di controllo (non mostrata) che è predisposta per gestire il funzionamento della sospensione, in particolare per variare la rigidezza complessiva della sospensione regolando la posizione del pistone di regolazione 30 nel modo sopra illustrato, in funzione di determinati parametri rappresentativi delle condizioni di marcia del veicolo. The control valve V of the hydraulic control circuit 32 is connected, in a per se known manner, to an electronic control unit (not shown) which is designed to manage the operation of the suspension, in particular to vary the overall stiffness of the suspension adjusting the position of the adjusting piston 30 in the manner illustrated above, as a function of certain parameters representative of the running conditions of the vehicle.
Preferibilmente, la sospensione comprende inoltre un tampone di finecorsa 36 di materiale elastomerico, di tipo per sé noto, che è portato dalla massa sospesa e agisce sull'ammortizzatore 12 in prossimità della posizione di finecorsa in estensione per contrastare il movimento di estensione dell'ammortizzatore 12 nell'ultimo tratto di corsa prima del raggiungimento della posizione di finecorsa. Preferably, the suspension also comprises a limit switch pad 36 of elastomeric material, of a per se known type, which is carried by the suspended mass and acts on the shock absorber 12 near the limit switch position in extension to counteract the extension movement of the shock absorber. 12 in the last stroke before reaching the limit switch position.
Le figure dalla 3 alla 5 (dove a parti ed elementi identici o corrispondenti a quelli delle figure 1 e 2 sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento) mostrano tre possibili esempi di realizzazione di un ammortizzatore per una sospensione secondo l'invenzione, in cui l'ammortizzatore è del tipo cosiddetto a tre tubi. Figures 3 to 5 (where the same reference numbers have been attributed to parts and elements identical or corresponding to those of Figures 1 and 2) show three possible examples of embodiment of a shock absorber for a suspension according to the invention, in which the shock absorber is of the so-called three-tube type.
Con riferimento inizialmente alla figura 3, l'ammortizzatore 10 comprende: With reference initially to Figure 3, the shock absorber 10 comprises:
un tubo interno 38, o tubo di pressione, in cui il pistone principale 16 è montato scorrevole lungo l'asse longitudinale z (coincidente con l'asse del tubo interno 38) e suddivide il volume interno del tubo interno 38 nella camera di compressione 18 e nella camera di estensione 20, an inner tube 38, or pressure tube, in which the main piston 16 is slidably mounted along the longitudinal axis z (coinciding with the axis of the inner tube 38) and divides the internal volume of the inner tube 38 into the compression chamber 18 and in the extension chamber 20,
un tubo esterno 40, e an outer tube 40, and
un primo tubo intermedio 42 radialmente interposto fra il tubo interno 38 e il tubo esterno 40 in modo da racchiudere, insieme con il tubo interno 38, un vano intermedio 44. a first intermediate tube 42 radially interposed between the inner tube 38 and the outer tube 40 so as to enclose, together with the inner tube 38, an intermediate compartment 44.
Il pistone di regolazione 30, o meglio il corpo di pistone 34 del pistone di regolazione 30, è montato assialmente scorrevole all'interno della camera di estensione 20 e separa quest'ultima nel vano superiore 20a e nel vano inferiore 20b. A tale scopo, il corpo di pistone 34 è provvisto di una guarnizione di tenuta 46 che fa tenuta con la superficie interna del tubo interno 38. Il corpo di pistone 34 è realizzato come corpo anulare, attraverso il quale si estende lo stelo 22 dell'ammortizzatore 12. Al corpo di pistone 34 è vincolato l'elemento elastico 24, che è realizzato in questo caso come molla a elica cilindrica. L'elemento elastico 24 è disposto nel vano inferiore 20b della camera di estensione 20. Sullo stelo 22, più specificamente su una porzione dello stelo 22 disposta nel vano inferiore 20b della camera di estensione 20, è fissato un organo di battuta 48 destinato ad andare in battuta contro l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24 (ovvero, come nell'esempio di realizzazione mostrato in figura 3, contro un piatto molla 50 contro cui insiste l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24) in fase di estensione dell'ammortizzatore 12, provocando così una deformazione elastica (di compressione) dell'elemento elastico 24. The regulating piston 30, or rather the piston body 34 of the regulating piston 30, is mounted axially sliding inside the extension chamber 20 and separates the latter in the upper compartment 20a and in the lower compartment 20b. For this purpose, the piston body 34 is provided with a sealing gasket 46 which makes a seal with the internal surface of the inner tube 38. The piston body 34 is made as an annular body, through which the rod 22 of the shock absorber 12. The elastic element 24 is constrained to the piston body 34, which in this case is formed as a cylindrical helical spring. The elastic element 24 is arranged in the lower compartment 20b of the extension chamber 20. On the stem 22, more specifically on a portion of the stem 22 arranged in the lower compartment 20b of the extension chamber 20, there is fixed an abutment member 48 intended to go abuts against the lower end of the elastic element 24 (or, as in the embodiment shown in Figure 3, against a spring plate 50 against which the lower end of the elastic element 24 rests) during the extension phase of the shock absorber 12, thus causing an elastic (compression) deformation of the elastic element 24.
Il vano intermedio 44 è in comunicazione di fluido da un lato con la linea idraulica L del circuito idraulico di controllo 32, tramite un organo di raccordo 52 che fuoriesce dall'ammortizzatore 12 passando attraverso il tubo esterno 40, e dall'altro con il vano superiore 20a, tramite uno o più fori 54 previsti nel tubo interno 38. In questo modo, quando la linea idraulica L è collegata alla pompa idraulica P il fluido di lavoro del circuito idraulico di controllo 32 viene immesso nel vano superiore 20a attraverso il vano intermedio 44, provocando così lo spostamento del corpo di pistone 34 del pistone di regolazione 30, e dunque dell'elemento elastico 24 ad esso vincolato, verso il pistone principale 16, e dunque verso l'organo di battuta 48. Si riduce così la distanza fra l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24 e l'organo di battuta 48, con la conseguenza che si anticipa il punto di intervento dell'elemento elastico 24 durante la corsa di estensione dell'ammortizzatore 12. Viceversa, quando la linea idraulica L è collegata al serbatoio T il corpo di pistone 34 del pistone di regolazione 30 si sposta in verso opposto, cioè verso l'alto, per effetto della differenza di pressione ai capi dello stesso. In questo modo aumenta la distanza fra l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24 e l'organo di battuta 48, con la conseguenza che si posticipa il punto di intervento dell'elemento elastico 24 durante la corsa di estensione dell'ammortizzatore 12. Di conseguenza, regolando opportunamente la posizione assiale del corpo di pistone 34 del pistone di regolazione 30, e quindi la distanza fra l'estremità inferiore dell'elemento elastico 24 e l'organo di battuta 48, è possibile regolare il punto di intervento dell'elemento elastico 24 in fase di estensione dell'ammortizzatore 12, cioè il valore di corsa a partire dal quale l'elemento elastico 24 esercita sull'insieme formato dalle pistone principale 16 e dallo stelo 22 una forza di reazione elastica che si oppone al movimento di estensione. The intermediate compartment 44 is in fluid communication on one side with the hydraulic line L of the control hydraulic circuit 32, by means of a connecting member 52 which emerges from the shock absorber 12 passing through the external tube 40, and on the other with the compartment 20a, through one or more holes 54 provided in the inner tube 38. In this way, when the hydraulic line L is connected to the hydraulic pump P, the working fluid of the control hydraulic circuit 32 is introduced into the upper compartment 20a through the intermediate compartment 44, thus causing the displacement of the piston body 34 of the regulating piston 30, and therefore of the elastic element 24 constrained thereto, towards the main piston 16, and therefore towards the abutment element 48. The distance between the lower end of the elastic element 24 and the abutment member 48, with the consequence that the point of intervention of the elastic element 24 is anticipated during the extension stroke of the shock absorber 12. Vic conversely, when the hydraulic line L is connected to the tank T the piston body 34 of the regulating piston 30 moves in the opposite direction, that is, upwards, due to the pressure difference across the same. In this way the distance between the lower end of the elastic element 24 and the abutment member 48 increases, with the consequence that the intervention point of the elastic element 24 is postponed during the extension stroke of the shock absorber 12. Di consequently, by suitably adjusting the axial position of the piston body 34 of the adjusting piston 30, and therefore the distance between the lower end of the elastic element 24 and the abutment element 48, it is possible to adjust the intervention point of the element elastic 24 in the extension phase of the shock absorber 12, i.e. the stroke value starting from which the elastic element 24 exerts on the assembly formed by the main piston 16 and the rod 22 an elastic reaction force which opposes the extension movement .
Preferibilmente, il pistone di regolazione 30 comprende inoltre una porzione tubolare 56 rigidamente connessa al corpo di pistone 34. Anche la porzione tubolare 56, così come il corpo di pistone 34, è attraversata dallo stelo 22 dell'ammortizzatore 12. Due o più bronzine 58, o analoghi organi di supporto a strisciamento, sono vantaggiosamente montate sulla superficie cilindrica interna della porzione tubolare 56 per supportare la porzione tubolare 56 del pistone di regolazione 30 sullo stelo 22 dell'ammortizzatore 12. Preferibilmente, la porzione tubolare 56 del pistone di regolazione 30 si estende, così come lo stelo 22, attraverso un coperchio superiore 60 del cilindro 14 dell'ammortizzatore 12. Preferably, the regulating piston 30 further comprises a tubular portion 56 rigidly connected to the piston body 34. The tubular portion 56, as well as the piston body 34, is also crossed by the rod 22 of the shock absorber 12. Two or more bushings 58 , or similar sliding support members, are advantageously mounted on the internal cylindrical surface of the tubular portion 56 to support the tubular portion 56 of the adjustment piston 30 on the rod 22 of the shock absorber 12. Preferably, the tubular portion 56 of the adjustment piston 30 extends, as does the rod 22, through an upper cover 60 of the cylinder 14 of the shock absorber 12.
L'ammortizzatore illustrato in figura 4 presenta una configurazione analoga a quella dell'ammortizzatore sopra descritto con riferimento alla figura 3. L'unica differenza è data sostanzialmente dal fatto che come elemento di contrasto è utilizzato in questo caso, al posto dell'elemento elastico 24, un corpo a bicchiere 26 che è vincolato al corpo di pistone 34 del pistone di regolazione 30 e coopera con un pistone ausiliario 28 fissato allo stelo 22 dell'ammortizzatore 12 per esercitare sul pistone ausiliario 28, e quindi sullo stelo 22, quando il pistone ausiliario 28 entra nel corpo a bicchiere 26 in fase di estensione dell'ammortizzatore 12, una forza di reazione di tipo viscoso che si oppone al movimento di estensione. Vale per il resto quanto già detto in precedenza con riferimento la forma di realizzazione di figura 3. The shock absorber illustrated in figure 4 has a configuration similar to that of the shock absorber described above with reference to figure 3. The only difference is substantially given by the fact that in this case it is used as a contrast element, instead of the elastic element 24, a cup-shaped body 26 which is constrained to the piston body 34 of the regulating piston 30 and cooperates with an auxiliary piston 28 fixed to the rod 22 of the shock absorber 12 to exert on the auxiliary piston 28, and therefore on the rod 22, when the auxiliary piston 28 enters the cup-shaped body 26 in the extension phase of the shock absorber 12, a viscous type reaction force which opposes the extension movement. For the rest, what has already been said previously with reference to the embodiment of Figure 3 applies.
La figura 5 nei disegni allegati mostra infine un'ulteriore forma di realizzazione dell'ammortizzatore 12, che rispetto alla forma di realizzazione di figura 4 prevede inoltre un secondo tubo intermedio 62 radialmente interposto fra il tubo interno 38 e il tubo esterno 40, al di sotto del primo tubo intermedio 42, in modo da racchiudere con il tubo interno 38 una camera di by-pass 64 che è in comunicazione con il vano inferiore 20b della camera di estensione 20 attraverso uno o più fori di comunicazione 66 previsti nel tubo interno 38, nonché una valvola di controllo 68 (di tipo per sé noto) collegata al secondo tubo intermedio 62 e predisposta per controllare il passaggio del fluido di lavoro dell'ammortizzatore 12 fra il vano inferiore 20b della camera di estensione 20 e la camera di bypass 64 in modo da permettere di regolare lo smorzamento dell'ammortizzatore. Vale per il resto quanto già esposto in precedenza con riferimento alle forme di realizzazione delle figure 3 e 4. Figure 5 in the attached drawings finally shows a further embodiment of the shock absorber 12, which with respect to the embodiment of Figure 4 also provides a second intermediate tube 62 radially interposed between the inner tube 38 and the outer tube 40, beyond below the first intermediate tube 42, so as to enclose with the inner tube 38 a by-pass chamber 64 which is in communication with the lower compartment 20b of the extension chamber 20 through one or more communication holes 66 provided in the inner tube 38 , as well as a control valve 68 (of a per se known type) connected to the second intermediate pipe 62 and arranged to control the passage of the working fluid of the shock absorber 12 between the lower compartment 20b of the extension chamber 20 and the bypass chamber 64 to allow you to adjust the damping of the shock absorber. For the rest, what has already been stated above with reference to the embodiments of figures 3 and 4 applies.
Come risulta chiaro dalla descrizione sopra fornita, con una sospensione secondo la presente invenzione è possibile regolare in moto attivo la rigidezza complessiva della sospensione in fase di estensione dell'ammortizzatore regolando opportunamente la posizione assiale dell'elemento di contrasto all'interno della camera di estensione dell'ammortizzatore. As is clear from the description provided above, with a suspension according to the present invention it is possible to adjust in active motion the overall stiffness of the suspension in the shock absorber extension phase by suitably adjusting the axial position of the contrast element inside the extension chamber. shock absorber.
Inoltre, grazie al fatto che l'elemento di contrasto e gli associati mezzi di regolazione (con l'eccezione del circuito idraulico di controllo) atti a regolare la posizione assiale dell'elemento di contrasto sono disposti all'interno dell'ammortizzatore, si ottiene una soluzione costruttivamente molto compatta. Furthermore, thanks to the fact that the contrast element and the associated adjustment means (with the exception of the hydraulic control circuit) suitable for adjusting the axial position of the contrast element are arranged inside the shock absorber, it is obtained a very compact construction solution.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the embodiments and construction details may be widely varied with respect to those described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the annexes. claims.
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