IT201800003510A1 - Dispositivo di sterzatura per asse sterzante di un veicolo - Google Patents
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Description
Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di sterzatura per asse sterzante di un veicolo.
Come noto, gli attuali assi sterzanti dei rimorchi che vengono trainati da una motrice comprendono un dispositivo di sterzatura atto a comandare i bracci articolati dell’asse sterzante che a loro volta determinano la parziale rotazione dei mozzi e quindi delle ruote del rimorchio.
In funzione delle esigenze dell’utente vengono realizzati differenti dispositivi di sterzatura per poter ottenere diverse funzioni.
Ad esempio sono noti assi autosterzanti oppure assi a sterzata comandata.
Come noto un asse autosterzante segue la traiettoria imposta dagli altri assi del veicolo per effetto della sua geometria caratterizzata dalla posizione della cerniera dello sterzo, avanzata rispetto all’asse di istantanea rotazione della ruota.
Il sistema di forze originato dall’aderenza della ruota al terreno genera un momento rispetto al detto asse di cerniera atto a dirigere la ruota secondo la direzione citata.
E’ altresì noto che gli assi autosterzanti necessitano di un dispositivo di blocco che mantenga le ruote diritte in retromarcia, ad esempio in manovra, ed in alcune condizioni di marcia nelle quali l’autosterzatura potrebbe causare un comportamento pericoloso del veicolo, ad esempio nella marcia a velocità elevata. Allo stato attuale il sistema di blocco è normalmente realizzato con attuatori oleodinamici.
Un dispositivo noto è un cilindro solidale con il corpo dell’asse autosterzante, nel quale è scorrevolmente alloggiato uno stelo avente le sue due estremità uscenti dal cilindro collegate ai bracci dello sterzo.
Una pompa residente sul veicolo genera nella linea di alimentazione una pressione di fluido adeguata a riportare e bloccare lo stelo nella posizione corrispondente alla condizione di marcia rettilinea.
Il cilindro può essere comandato direttamente dall’operatore o automaticamente con sensori e dispositivi atti a rilevare le condizioni di esercizio del veicolo e comandare il sistema di blocco per conseguenza.
Questi dispositivi di controllo tuttavia non possono influire sulla velocità di riallineamento dell’assale dopo la percorrenza di una curva.
Il riallineamento può avvenire solo per effetto delle forze generate dalla dinamica della marcia.
Nel caso particolare di rimorchi agricoli, caratterizzati da baricentro alto, pneumatici di sezione larga gonfiati a bassa pressione, associati alla massa e alla velocità sempre crescente di questo macchinario, il riallineamento può rivelarsi lento rispetto alle esigenze della circolazione e creare situazioni potenzialmente pericolose per la circolazione.
Per ovviare a questi inconvenienti sono stati proposti dispositivi di sterzatura a sterzata assistita.
Talvolta vi è l’esigenza di sostituire un assale autosterzante con un assale a sterzata comandata ma questo comporta in genere delle enormi difficoltà pratiche.
Per evitare complicazioni il costruttore di rimorchi preferisce allora assortire il magazzino con differenti tipologie di assali che soddisfano le diverse richieste del mercato.
Ciò implica necessariamente un aumento dei costi di logistica in tutte le fasi del ciclo vita dei prodotti, dalla produzione al magazzinaggio, alla ricambistica e alla assistenza post vendita.
Il compito che si propone la presente invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota.
Compito tecnico che si propone la presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di assistenza alla sterzata di un asse di un veicolo che incorpori le funzioni normalmente previste sia in dispositivo autosterzante sia in un dispositivo a sterzata assistita, vale a dire autosterzo, sterzata comandata, e sterzo bloccato in posizione di marcia rettilinea.
Questo compito nonché questi ed altri scopi vengono raggiunti da un dispositivo di sterzatura per asse sterzante di un veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere bracci di sterzo destro e sinistro, un cilindro di azionamento di detti bracci di sterzo, elementi di chiusura destro e sinistro delle estremità destra e rispettivamente sinistra di detto cilindro, uno stelo scorrevole assialmente in detto cilindro, un elemento di trascinamento fissato al centro di detto stelo, stantuffi destro e sinistro scorrevoli in detto cilindro lungo detto stelo e posizionati a destra e rispettivamente sinistra di detto elemento di trascinamento, una camera centrale a volume variabile delimitata da detto cilindro e detti stantuffi destro e sinistro, una camera laterale destra a volume variabile delimitata da detto cilindro, detto stantuffo destro e detto elemento di chiusura destro, una camera laterale sinistra a volume variabile delimitata da detto cilindro, detto stantuffo sinistro e detto elemento di chiusura sinistro, un circuito di alimentazione di un fluido in pressione in dette camere a volume variabile, e distanziali destro e sinistro scorrevoli in detto cilindro lungo detto stelo ed interagenti con detto stelo per posizionare l’elemento di trascinamento in corrispondenza del punto centrale dell’asse del cilindro.
Vantaggiosamente detto stelo presenta estremità destra e sinistra posizionate esternamente a detti elementi di chiusura destro e rispettivamente sinistro e munite di elementi di collegamento snodato destro e rispettivamente sinistro a detti bracci di sterzo destro e rispettivamente sinistro, detti distanziali destro e sinistro presentando una testa interposta tra la camera laterale e l’elemento di chiusura omologhi, ed un prolungamento assiale che si estende all’esterno dell’elemento di chiusura omologo ed è atto ad interferire con l’elemento di collegamento omologo.
Vantaggiosamente il dispositivo di sterzatura è in grado di espletare a seconda delle esigenze la funzione di sterzo attivo o la funzione di sterzo bloccato in condizione di marcia rettilinea o la funzione autosterzante.
La funzione viene selezionata tramite controllo del circuito di alimentazione del fluido che pressurizza la sola camera centrale per il blocco dello sterzo in condizione di marcia rettilinea, la sola camera destra per la sterzata a sinistra, la sola camera sinistra per la sterzata a destra, nessuna delle camere per l’autosterzo.
Queste caratteristiche ed i vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione indicativa e non limitativa di una preferita ma non esclusiva forma di realizzazione di un asse sterzante per un rimorchio trainato da una motrice illustrato nelle seguenti figure in cui:
La fig. 1 è una vista d’insieme dell’asse sterzante per un rimorchio trainato da una motrice secondo il trovato;
la fig. 2 è una vista in sezione particolareggiata dell’asse sterzante nella configurazione di blocco dello sterzo in condizione di marcia rettilinea;
la fig.3 è una vista in sezione particolareggiata dell’asse nel transitorio che lo porta alla configurazione di sterzata a sinistra; la fig.4 è una vista in sezione particolareggiata dell’asse sterzante nella configurazione di sterzata a sinistra.
Con particolare riferimento alle figure sopra descritte l’asse sterzante per un rimorchio trainato da una motrice, non rappresentati, viene indicato complessivamente con il numero 2. L’asse sterzante 2 comprende un dispositivo di sterzatura, nel suo complesso indicato con 1, a sua volta comprendente bracci articolati 3, 4 di sterzo destro e sinistro che danno origine alla sterzatura delle ruote, non rappresentate, montate sui mozzi 32, 33 dell’asse sterzante 2.
Il dispositivo di sterzatura 1 comprende inoltre un cilindro 5 di azionamento dei bracci di sterzo 3, 4.
Il cilindro 5 è fissato al centro dell’asse 2 e presenta un elemento di chiusura destro 6 fissato alla sua estremità destra e un elemento di chiusura sinistro 7 fissato alla sua estremità sinistra.
Gli elementi di chiusura 6, 7 sono muniti di fori assali passanti 26, 27 che supportano lo scorrimento assiale nel cilindro 5 di uno stelo 8 al cui centro è fissato un elemento di trascinamento 9.
L’elemento di trascinamento 9 è in particolare un anello coassiale al cilindro 5 e di diametro esterno inferiore al diametro interno del cilindro 5.
Lo stelo 8 presenta una estremità destra 8d posizionata esternamente all’elemento di chiusura destra 6 ed una estremità sinistra 8s posizionata esternamente all’elemento di chiusura sinistra 7.
Le estremità 8d, 8s dello stelo 8 sono munite di un corrispondente elemento di collegamento snodato 17, 18 al corrispondente braccio di sterzo 3, 4.
L’elemento di collegamento 17, 18 è fissato alla corrispondente estremità 8d, 8s dello stelo 8.
Lo stelo 8 supporta scorrevolmente uno stantuffo destro 10 posizionato a destra dell’elemento di trascinamento 9 ed uno stantuffo sinistro 11 posizionato a sinistra dell’elemento di trascinamento 9.
Gli stantuffi 10, 11 presentano una parete laterale esterna coniugata per forma alla parete laterale interna del cilindro 5 e sono scorrevoli a tenuta di fluido lungo la parete interna del cilindro 5 ad esempio ma non necessariamente grazie a una o più guarnizioni di tenuta 35, 36.
Gli stantuffi 10, 11 presentano un foro assiale passante 28, 29 coniugato per forma alla parete laterale dello stelo 8 e sono scorrevoli a tenuta di fluido lungo lo stelo 8 ad esempio ma non necessariamente grazie a una o più guarnizioni di tenuta 37, 38. Il cilindro 5 delimita con gli stantuffi 10, 11 una camera centrale 12 a volume variabile, con lo stantuffo destro 10 e l’elemento di chiusura destro 6 una camera laterale 13 destra a volume variabile, e con lo stantuffo sinistro 11 e l’elemento di chiusura sinistro 7 una camera laterale 14 sinistra a volume variabile.
Le camere 12,13,14 sono collegate ad un circuito di alimentazione di un fluido in pressione.
Il dispositivo di sterzatura 1 comprende inoltre distanziali 15, 16 destro e sinistro scorrevoli nel cilindro 5 lungo lo stelo 8 e prolungantisi con le estremità opposte esternamente al cilindro 5. Gli distanziali 15, 16 sono configurati per posizionare l’elemento di trascinamento 9 in corrispondenza del punto centrale dell’asse L del cilindro 5 quando la camera centrale 12 è in pressione.
Gli distanziali 15, 16 in particolare sono di uguale conformazione e sono scorrevoli a tenuta di fluido attraverso il foro assiale passante 26, 27 del corrispondente distanziale 15, 16.
Più precisamente gli distanziali 15, 16 presentano una testa 19, 20 interposta tra lo stantuffo 10, 11 e l’elemento di chiusura 6, 7 omologhi, ed un prolungamento assiale 21, 22 che si estende all’esterno dell’elemento di chiusura omologo 6, 7 ed è atto ad interferire con l’elemento di collegamento omologo 17, 18.
Il prolungamento assiale 21, 22 degli distanziali 15, 16 è un tubo internamente coniugato per forma allo stelo 8 ed esternamente coniugato per forma al foro assiale passante 26, 27 dell’elemento di chiusura 6, 7.
La testa 19, 20 degli distanziali 15, 16 è invece una flangia cilindrica esterna dell’estremità del tubo definente il prolungamento assiale 21, 22.
Infine gli distanziali 15, 16 comprendono all’estremità opposta alla testa 19, 20 una flangia esterna 30, 31 di battuta contro il corrispondente elemento di collegamento 17, 18.
Il circuito di alimentazione comprende un condotto di alimentazione della camera centrale 12 che si sviluppa almeno in parte internamente allo stelo 8.
Il condotto di alimentazione della camera centrale 12 inoltre si sviluppa almeno in parte internamente all’elemento di trascinamento 9.
Nella soluzione mostrata il condotto di alimentazione della camera centrale 12 presenta un primo tratto 23 che si sviluppa assialmente nello stelo 8 ed un secondo tratto 24 che si sviluppa radialmente allo stelo 8 e passa attraverso lo stelo 8 e l’elemento di trascinamento 9.
Il primo tratto 23 del condotto di alimentazione della camera centrale 12 si sviluppa da una estremità dello stelo 8 fino sostanzialmente al centro dello stelo 8.
Un ulteriore tratto 39 del condotto di alimentazione della camera centrale 12 si sviluppa attraverso l’elemento di collegamento 17. Il circuito di alimentazione comprende condotti destro e sinistro 24, 25 di alimentazione delle camere laterali 13, 14 omologhe.
I condotti 24, 25 di alimentazione delle camere laterali 13, 14 si sviluppano internamente al corrispondente elemento di chiusura 6, 7.
Il dispositivo di sterzatura 1 è comandato da un controllore (non mostrato) per attivare selettivamente in funzione delle esigenze la funzione di sterzo attivo o la funzione di sterzo bloccato o la funzione di sterzo autosterzante del rimorchio.
La funzione autosterzante è attivata togliendo pressione alla camera centrale 12 e alle camere laterali 13, 14.
La funzione di blocco sterzo in condizioni di marcia rettilinea è attivata pressurizzando solo la camera centrale 12.
La funzione di sterzata a destra o sinistra è attivata pressurizzando solo la camera laterale sinistra 14 o rispettivamente destra 13.
Sia la pressurizzazione sia lo scarico della pressione delle camere 12,13,14 viene realizzata attraverso il corrispondente condotto di alimentazione.
Con riferimento alla figura 2, è illustrata la configurazione assunta dal dispositivo di sterzatura 1 quando è attiva la funzione di blocco sterzo in condizioni di marcia rettilinea.
In questo caso a causa della pressione di fluido presente solo nella camera centrale 12, gli stantuffi 10, 11 sono forzati in battuta contro la testa del corrispondente elemento distanziale 15, 16, gli distanziali 15, 16 con la loro testa 19, 20 sono forzati in battuta contro il corrispondente elemento di chiusura 6, 7, e con la loro flangia 30, 31 sono forzati in battuta contro il corrispondente elemento di collegamento 17, 18.
Gli distanziali 15, 16, essendo uguali, dispongono lo stelo 8 in una posizione perfettamente centrata rispetto al cilindro 5, vale a dire con le estremità dello stelo 8 equidistanti dalla corrispondente estremità del cilindro 5.
Gli distanziali 15, 16 tengono bloccato lo stelo 8 in tale posizione finché non viene tolta pressione alla camera centrale 12.
A partire dalla configurazione del dispositivo sterzante 1 illustrata in figura 2, è possibile attivare la funzione autosterzante rimuovendo la pressione dalla camera centrale 12.
In questo caso infatti cessa la forza di spinta che tiene bloccati in posizione gli stantuffi 10, 11 e gli distanziali 15, 16.
Conseguentemente lo stelo 8 può liberamente muoversi per assecondare la sterzata in una direzione o nell’altra.
A partire dalla configurazione del dispositivo sterzante 1 illustrata in figura 2, è possibile attivare la funzione di sterzata assistita a sinistra.
In questa transizione una configurazione transitoria del dispositivo di sterzatura 1 è illustrata in figura 3 mentre la figura 4 mostra la configurazione finale assunta dal dispositivo di sterzatura 1.
In pratica viene rimossa la pressione dalla camera centrale 12 e viene pressurizzata solo la camera destra 13.
La pressione spinge lo stantuffo destro 10 a scorrere verso sinistra fino ad intercettare l’elemento di trascinamento 9 che a questo punto comincia a trascinare verso sinistra lo stelo 8.
Lo spostamento verso sinistra dello stelo 8 si conclude quando l’elemento di trascinamento 9 intercetta lo stantuffo di sinistra 11 che a sua volta tiene bloccata la testa dell’elemento distanziale sinistro 16 contro l’elemento di chiusura sinistro 7.
L’elemento di trascinamento 9 tiene bloccato lo stelo 8 in tale posizione finché non viene tolta pressione alla camera destra 13. La sterzata assistita a destra avviene ovviamente in modo del tutto analogo.
L’asse sterzante per un rimorchio trainato da una motrice così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante (2) di un veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere bracci (3, 4) di sterzo destro e sinistro, un cilindro (5) di azionamento di detti bracci (3, 4) di sterzo, elementi di chiusura (6, 7) destro e sinistro delle estremità destra e rispettivamente sinistra di detto cilindro (5), uno stelo (8) scorrevole assialmente in detto cilindro (5), un elemento di trascinamento (9) fissato al centro di detto stelo (8), stantuffi (10, 11) destro e sinistro scorrevoli in detto cilindro (5) lungo detto stelo (8) e posizionati a destra e rispettivamente sinistra di detto elemento di trascinamento (9), una camera centrale (12) a volume variabile delimitata da detto cilindro (5) e detti stantuffi (10, 11) destro e sinistro, una camera laterale (13) destra a volume variabile delimitata da detto cilindro (5), detto stantuffo destro (10) e detto elemento di chiusura destro (6), una camera laterale (14) sinistra a volume variabile delimitata da detto cilindro (5), detto stantuffo sinistro (11) e detto elemento di chiusura sinistro (7), un circuito di alimentazione di un fluido in pressione in dette camere a volume variabile (12, 13, 14), e distanziali (15, 16) destro e sinistro scorrevoli in detto cilindro (5) lungo detto stelo (8) e configurati per posizionare l’elemento di trascinamento (9) in corrispondenza del punto centrale dell’asse (L) del detto cilindro (5) quando detta camera centrale (12) è pressurizzata.
- 2. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti distanziali (15, 16) sono uguali.
- 3. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto stelo (8) presenta estremità (8d, 8s) destra e sinistra posizionate esternamente a detti elementi di chiusura (6, 7) destro e rispettivamente sinistro e munite di elementi di collegamento snodato (17, 18) destro e rispettivamente sinistro a detti bracci di sterzo destro e rispettivamente sinistro (3, 4), ciascun distanziale (15, 16) presentando una testa (19, 20) interposta tra la lo stantuffo (10, 11) e l’elemento di chiusura (6, 7) omologhi, ed un prolungamento assiale (21, 22) che si estende all’esterno dell’elemento di chiusura omologo (6, 7) ed è atto ad interferire con l’elemento di collegamento omologo (17, 18).
- 4. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto prolungamento assiale (21, 22) è un tubo coniugato per forma a detto stelo (8).
- 5. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta testa (19, 20) è una flangia cilindrica esterna dell’estremità di detto tubo.
- 6. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto elemento di trascinamento (9) è un anello di diametro esterno inferiore al diametro interno di detto cilindro (5).
- 7. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti stantuffi (10, 11) sono scorrevoli a tenuta di fluido lungo la parete laterale interna di detto cilindro (5) e presentano un foro assiale passante (28, 29) scorrevole a tenuta di fluido lungo detto stelo (8).
- 8. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che ciascun distanziale (15, 16) comprende all’estremità opposta alla testa (19, 20) una flangia esterna (30, 31) di battuta contro l’elemento di collegamento omologo (17, 18).
- 9. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto circuito di alimentazione comprende un condotto di alimentazione della camera centrale (12) che si sviluppa almeno in parte internamente a detto stelo (8).
- 10. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione della camera centrale (12) si sviluppa almeno in parte internamente a detto elemento di trascinamento (9).
- 11. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione della camera centrale (12) presenta un primo tratto (23) che si sviluppa assialmente in detto stelo (8) ed un secondo tratto (24) che si sviluppa radialmente a detto stelo (8) e passa attraverso detto stelo (8) e detto elemento di trascinamento (9).
- 12. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto circuito di alimentazione comprende condotti destro e sinistro (24, 25) di alimentazione delle camere laterali destra e rispettivamente sinistra (13, 14) che si sviluppano internamente a detti elementi di chiusura destro e rispettivamente sinistro (6, 7).
- 13. Dispositivo (1) di sterzatura per asse sterzante di un veicolo secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di chiusura (6, 7) presenta un foro (26, 27) di scorrimento a tenuta di fluido dell’elemento distanziale omologo (15, 16).
- 14. Asse sterzante caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di sterzatura conforme ad una qualunque rivendicazione precedente.
- 15. Metodo di controllo di un asse sterzante conforme alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che una funzione autosterzante è attivata togliendo pressione alla camera centrale (12) e alle camere laterali (13, 14), una funzione di blocco sterzo in condizioni di marcia rettilinea è attivata pressurizzando solo la camera centrale (12), e una funzione di sterzata a destra o sinistra è attivata pressurizzando solo la camera laterale sinistra (14) o rispettivamente destra (13).
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