IT201800005419A1

IT201800005419A1 - Sospensione automobilistica per auto sportiva

Info

Publication number: IT201800005419A1
Application number: IT102018000005419A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2019-11-16
Also published as: US11052714B2; US20190351723A1; EP3569428A1; EP3569428B1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“SOSPENSIONE AUTOMOBILISTICA PER AUTO SPORTIVA”

Campo di applicazione dell’invenzione

La presente invenzione è relativa si riferisce al campo delle sospensioni automobilistiche per auto sportive.

Stato della tecnica

Le auto sportive, ad alte prestazioni, sono spesso adattate per correre in pista.

Tra gli organi modificati a tale scopo rientrano le sospensioni.

Le sospensioni generalmente comprendono un mozzo a cui è collegata girevolmente una ruota. Il mozzo è collegato al telaio dell’automobile mediante un braccio oscillante inferiore che ha un primo estremo incernierato con il telaio dell’automobile ed un secondo estremo opposto al primo incernierato nel mozzo.

Nelle sospensioni multilink, l’ammortizzatore ha un primo estremo incernierato con il telaio dell’automobile in un punto operativamente superiore al punto di incernieramento del braccio oscillante inferiore ed un secondo estremo opposto al primo incernierato sul braccio oscillante inferiore, formando una sorta di triangolo, la cui geometria varia in funzione dell’allungamento ed accorciamento dell’ammortizzatore, quando sollecitato dalle asperità della strada o dalle variazioni di carico dell’automobile.

Si definisce “braccio efficace” quella distanza fissa tra l’asse dell’ammortizzatore ed il punto di incernieramento del braccio oscillante inferiore della sospensione al telaio veicolare.

Le condizioni del manto stradale di una pista sono ben diverse dalle condizioni del manto stradale della viabilità pubblica, pertanto il veicolo viene omologato con un assetto che rappresenta un compromesso tra performance e comfort, tenendo conto delle asperità delle strade pubbliche.

Quando il veicolo è adoperato in pista, è opportuno variare l’assetto per ottenere prestazioni ottimali. Per fare ciò, generalmente, sono disponibili dei kit di elaborazione dell’assetto che consentono di ribassare l’automobile e variare la dinamica delle sospensioni realizzando un cosiddetto assetto “gara”.

Il kit, in relazione al tipo di sospensione, può comprendere solo gli ammortizzatori oppure la sospensione completa di ammortizzatori, bracci oscillanti ed eventuali barre di torsione.

Questi kit hanno un costo rilevante e devono essere trasportati fino alla pista per essere installati e devono essere conservati tra un utilizzo ed un altro.

Se non specificatamente escluso nella descrizione di dettaglio che segue, quanto descritto nel presente capitolo è da considerarsi come parte integrante della descrizione di dettaglio.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di presentare una sospensione che consente di variare l’assetto di un’automobile sportiva ottenendo sia il ribassamento della stessa con un irrigidimento complessivo della sospensione.

L’idea di base della presente invenzione è quella di collegare l’ammortizzatore al braccio oscillante inferiore mediante una biella che può assumere almeno due posizioni estremali stabili rispettivamente riducendo o incrementando il braccio efficace della sospensione.

La biella è disposta preferibilmente nello spazio superiore, operativamente, al braccio oscillante inferiore, ma ciò non è assolutamente obbligatorio.

Vantaggiosamente, il braccio della sospensione risulta alterato corrispondentemente alle due posizioni estremali stabili assunte dalla biella, individuando una configurazione “stradale” ed una “da pista”.

Un attuatore lineare può essere implementato per azionare la biella spostandola tra una condizione operativa e l’altra. L’implementazione dell’attuatore non è obbligatoria, in quanto si può sollevare l’automobile ed operare manualmente la commutazione della biella.

Quando è implementato l’attuatore lineare, esso stesso può definire dei mezzi di blocco che rendono la posizione delle rispettive bielle stabili. In tal caso, possono essere individuate potenzialmente infinite configurazioni stabili azionando le bielle tra le suddette almeno due posizioni estremali stabili.

Nella configurazione stradale il braccio efficace della sospensione risulta ridotto conferendo maggiori escursioni della relativa ruota ed una maggiore distanza del corpo dell’automobile dal suolo. Ciò garantisce maggiore comfort nella marcia su fondo dissestato evitando al contempo contatti del fondo vettura con il suolo.

Al contrario, nella configurazione “da pista”, il braccio efficace della sospensione aumenta, e pertanto, la sospensione nel suo complesso risulta più rigida, con escursioni della ruota ridotte ed al tempo stesso il corpo dell’automobile risulta più vicino al suolo.

Preferibilmente, l’attuatore lineare ha un primo estremo incernierato nel punto di incernieramento del braccio oscillante inferiore con il telaio dell’automobile ed un secondo estremo opposto al primo, incernierato nel punto di incernieramento reciproco tra l’ammortizzatore e la biella.

Mezzi di blocco o elementi di arresto, indipendenti dall’attuatore, possono essere implementati per bloccare la posizione angolare della biella rispetto al braccio oscillante inferiore per rendere stabile la configurazione della sospensione tra le suddette due posizioni estremali. Tali elementi di arresto possono essere realizzati nella cerniera tra l’ammortizzatore e la biella e/o tra la biella ed il braccio oscillante inferiore.

Vantaggiosamente, quando l’attuatore lineare è incernierato al telaio nel medesimo punto di incernieramento del braccio oscillante inferiore oppure è incernierato in una seconda parte intermedia del braccio oscillante inferiore e sono implementati indipendenti mezzi di blocco, esso risulta completamente inattivo ed estraneo a qualunque sollecitazione nella configurazione assunta dalla biella e resa stabile dai mezzi di blocco.

L’attuatore è preferibilmente un attuatore idraulico o pneumatico, ma può essere implementato anche un attuatore elettrico.

Evidentemente, gli assi di incernieramento sono tutti paralleli tra loro, come per esempio, l’asse della cerniera tra la biella ed il braccio oscillante inferiore, tra il braccio oscillante inferiore ed il telaio dell’automobile, tra l’ammortizzatore e la biella e tra l’attuatore lineare e la biella e l’ammortizzatore e tra l’attuatore ed il telaio dell’automobile.

La presente invenzione consente di ottenere una variazione dell’assetto dell’automobile, cioè una variazione della rigidezza delle sospensioni e della distanza del corpo dell’automobile dal suolo pur implementando molle elicoidali.

Secondo la presente descrizione, per “ammortizzatore” si intende almeno una molla sia essa realizzata mediante un elicoide od un cuscino ad aria.

L’ammortizzatore può anche integrare una porzione smorzante, oppure la porzione smorzante può essere separata ed installata altrove rispetto all’elemento longitudinale qui indicato come “ammortizzatore”.

La porzione smorzante dell’ammortizzatore può essere qualunque: essa può essere pneumatica oppure idraulica e può essere passivo, semi-attivo o attivo secondo dispositivi in sé noti.

Le rivendicazioni descrivono varianti preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 mostra, secondo una vista assiale parallela allo sviluppo longitudinale di un’automobile sportiva, una prima condizione operativa di un esempio implementativo della sospensione oggetto della presente invenzione;

la figura 2 mostra, secondo la vista assiale di figura 1, una seconda condizione operativa del medesimo esempio implementativo di figura 1.

Gli assi delle cerniere della sospensione suono tutti circa paralleli allo sviluppo longitudinale dell’automobile.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Nell’ambito della presente descrizione il termine “secondo” componente non implica la presenza di un “primo” componente. Tali termini sono infatti adoperati come etichette per migliorare la chiarezza e non vanno intesi in modo limitativo.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite, inclusi i disegni, possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente domanda come descritta di seguito.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione

Con riferimento alle figure 1 e 2, la sospensione automobilistica oggetto della presente invenzione comprendente un braccio oscillante BI inferiore avente un primo estremo BI_1 incernierato con un telaio F di automobile C in un primo punto P1 ed un relativo secondo estremo BI_2, opposto al primo estremo, collegato con un mozzo M atto a supportare girevolmente una ruota W.

L’ammortizzatore D ha un primo estremo D_1 incernierato con il telaio F in un secondo punto P2 operativamente superiore a detto primo punto P1 ed un relativo secondo estremo D_2, opposto al primo estremo, collegato con una prima parte intermedia BI_M del braccio oscillante BI inferiore inclusa tra detto primo BI_1 e detto secondo estremo BI_2.

La sospensione fino a qui appare analoga a quelle dell’arte nota.

Diversamente dall’arte nota conosciuta, il secondo estremo D_2 dell’ammortizzatore è collegato con detta prima parte intermedia BI_M del braccio oscillante BI inferiore mediante una biella R avente un primo estremo R_1 incernierato con detto secondo estremo D_2 dell’ammortizzatore ed un relativo secondo estremo R_2, opposto al primo estremo R_1, incernierato con detta prima parte intermedia BI_M.

Mezzi di blocco sono implementati per bloccare la biella in una posizione stabile disposta tra due posizioni estremali, in cui secondo una prima posizione estremale il primo estremo R_1 della biella R risulta in posizione prossimale – vedi figura 2 – ed in una seconda posizione estremale, opposta alla prima, il primo estremo della biella R è in posizione distale – vedi figura 1 - rispetto al primo estremo BI_1 del braccio oscillante BI inferiore, che è incernierato al telaio dell’automobile.

La figura 2 mostra la cosiddetta configurazione stradale, in cui il primo estremo della biella R è in condizione prossimale rispetto al telaio F dell’automobile.

Si definisce pertanto un braccio efficace B2 ed una distanza H2 tra il corpo C dell’automobile ed il suolo.

La figura 1 mostra la cosiddetta configurazione da pista, in cui il primo estremo della biella R è in condizione distale rispetto al telaio F dell’automobile.

Si definisce pertanto un braccio efficace B1 maggiore di B2 ed una distanza H1 inferiore ad H2.

Per operare la commutazione della biella risulta sufficiente sbloccare i mezzi di blocco e sollevare il telaio dell’automobile fino a quando lo sviluppo longitudinale dell’ammortizzatore risulta quasi allineato con lo sviluppo longitudinale della biella.

“Quasi” indica “allineato con qualche grado di deviazione”. Manualmente si aziona la biella in modo da superare la condizione di allineamento con l’ammortizzatore formando un ginocchio opposto a prima.

Dopo aver eseguito l’operazione su tutte le sospensione di almeno un assale dell’automobile, o su entrambi gli assali dell’automobile, si può procedere a rilasciare il telaio, che si abbassa appoggiandosi nuovamente sulle relative sospensioni.

La posizione stabile assunta dalla biella può essere definita impostando i mezzi di blocco prima o durante il rilascio del telaio.

Alternativamente, può essere implementato un attuatore lineare A avente un primo estremo A_1 collegato con il telaio F, direttamente o indirettamente, ed un relativo secondo estremo A_2, opposto al primo, incernierato con detta biella R.

Cosicché una ritrazione dell’attuatore porta il primo estremo R_1 della biella R in posizione prossimale rispetto al telaio F dell’automobile, mentre una distensione dell’attuatore porta detto primo estremo R_1 in posizione distale rispetto al telaio.

Se l’attuatore lineare funge anche da mezzi di blocco, allora possono essere individuate infinite posizioni intermedie tra le posizioni estremali della biella.

Generalmente, la sospensione di un’auto sportiva è collegata al telaio F mediante una cosiddetta tower, vale a dire un elemento robusto comprendete una piastra, gli attacchi per i leversmi e/o l’ammortizzatore della sospensione ed elementi di irrobustimento quali nervature. In condizioni operative detta piastra risulta essere sostanzialmente verticale.

Il secondo estremo A_2 dell’attuatore A può essere incernierato con il primo estremo R_1 della biella e con il secondo estremo D_2 dell’ammortizzatore formando un’unica cerniera, oppure può essere incernierato in una parte intermedia della biella compresa tra i relativi estremi opposti R_1 ed R_2.

Il primo estremo dell’attuatore A_1 può essere incernierato assieme, nel suddetto primo punto P1, al primo estremo BI_1 del braccio oscillante BI inferiore formando un’unica cerniera, alternativamente, tale primo estremo A_1 dell’attuatore A può essere incernierato con una seconda parte intermedia BI_M2 del braccio oscillante BI inferiore, diversa da detta prima parte intermedia BI_M.

Si preferisce che la seconda parte intermedia BI_M2 del braccio oscillante inferiore è compresa tra la prima parte intermedia BI_M ed il primo estremo BI_1 per ridurre le masse non sospese. Ciononostante, la seconda parte intermedia BI_M2 può essere compresa tra la prima parte intermedia BI_2 ed il secondo estremo BI_2 del braccio oscillante inferiore.

L’ammortizzatore comprende preferibilmente una molla elicoidale metallica. Inoltre, l’ammortizzatore può comprendere anche una porzione smorzante di tipo idraulico e/o pneumatico.

Tale porzione smorzante può essere di tipo passivo o semiattivo o attivo. I termini “passivo”, “semi-attivo” e “attivo” sono noti al tecnico del ramo esperto di sospensioni.

Lo smorzatore può essere implementato indipendentemente dall’elemento D qui indicato come “ammortizzatore”.

Per quanto riguarda l’attuatore lineare A esso può avere qualunque natura. Ciò che importa è che esso sia in grado di portare il relativo secondo estremo A_2 in posizione prossimale o distale rispetto al relativo primo estremo A_1. Dunque, esso può essere di tipo pneumatico o idraulico o elettrico, ad esempio un motore elettrico dotato di motoriduttore con cremagliera.

Soprattutto quando esso è di tipo idraulico, una chiusura delle elettrovalvole che controllano l’attuatore lineare, porta l’attuatore a bloccarsi in un configurazione senza alcun dispendio di energia.

I mezzi di blocco per bloccare la biella almeno nelle suddette due posizioni estremali possono anche consistere in tamponi fissati sulla stessa biella R e/o sul braccio oscillante BI inferiore oppure possono consistere in elementi di interferenza associati alle cerniere realizzate dall’incernieramento tra il primo estremo R_1 della biella R con la prima parte intermedia BI_M e/o tra il secondo estremo R_2 della biella R con il secondo estremo D_2 dell’ammortizzatore D.

In tal caso le sole posizioni stabili possibili sono quelle estremali, mentre quando l’attuatore lineare funge anche da mezzi di blocco, possono essere assunte infinite posizioni stabili tra le suddette due posizioni estremali.

Deve essere chiaro che si possono implementare mezzi di blocco diversi dall’attuatore lineare, senza implementare l’attuatore lineare. Si possono implementare mezzi di blocco diversi dall’attuatore lineare, il quale svolge il solo compito di azionare la biella. Oppure si può implementare solo l’attuatore lineare che svolge sia la funzione di attuatore della biella che dei mezzi di blocco della biella.

La sospensione oggetto della presente invenzione può seguire un qualunque schema convenzionale e non convenzionale.

Ad esempio, essa può definire uno schema Mc Pherson o multi-link ad esempio a parallelogramma articolato.

Quando lo schema definito dalla sospensione è di tipo multi-link, essa comprende ulteriormente un braccio oscillante superiore BS avente un primo estremo BS_1 incernierato con il telaio F ed un relativo secondo estremo BS_2 incernierato col mozzo M.

Il primo estremo BS_1 del braccio oscillante BS superiore è incernierato con detto telaio in un terzo punto P3 operativamente intermedio tra detto primo P1 e secondo punto P2.

Sono possibili varianti realizzative all'esempio non limitativo descritto, senza per altro uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo, al contenuto delle rivendicazioni.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l’oggetto dell’invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sospensione automobilistica per auto sportiva comprendente - un braccio oscillante (BI) inferiore avente un primo estremo (BI_1) incernierato con un telaio (F) di detta automobile in un primo punto (P1) ed un relativo secondo estremo (BI_2), opposto al primo estremo, collegato con un mozzo (M) atto a supportare girevolmente una ruota (W), - un ammortizzatore (D) avente un primo estremo (D_1) incernierato con detto telaio (F) in un secondo punto (P2) operativamente superiore a detto primo punto ed un relativo secondo estremo (D_2), opposto al primo estremo, collegato con una prima parte intermedia (BI_M) del braccio oscillante (BI) inferiore inclusa tra detto primo (BI_1) e detto secondo estremo (BI_2), in cui detto secondo estremo (D_2) dell’ammortizzatore è collegato con detta prima parte intermedia (BI_M) del braccio oscillante (BI) inferiore mediante una biella (R) avente un primo estremo (R_1) incernierato con detto secondo estremo (D_2) dell’ammortizzatore ed un relativo secondo estremo (R_2), opposto al primo estremo (R_1), incernierato con detta prima parte intermedia (BI_M), in cui la sospensione comprende mezzi di blocco (A) per bloccare detta biella in una posizione stabile compresa tra due posizioni estremali in cui in una prima posizione estremale detto primo estremo (R_1) della biella (R) risulta in posizione prossimale rispetto a detto telaio (F) ed in una seconda posizione estremale detto primo estremo (R_1) della biella (R) risulta in posizione distale rispetto a detto telaio (F).
2. Sospensione secondo la rivendicazione 1, ulteriormente comprendente un attuatore lineare avente un primo estremo (A_1) collegato con il telaio (F) ed un relativo secondo estremo (A_2), opposto al primo, incernierato con detta biella (R).
3. Sospensione secondo la rivendicazione 2, in cui detto secondo estremo (A_2) dell’attuatore (A) è incernierato con detto primo estremo (R_1) di detta biella e con detto secondo estremo (D_2) di detto ammortizzatore formando un’unica cerniera.
4. Sospensione secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto primo estremo dell’attuatore (A_1) è incernierato in detto primo punto con detto primo estremo (BI_1) di detto braccio oscillante (BI) inferiore formando un’unica cerniera.
5. Sospensione secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto primo estremo (A_1) dell’attuatore (A) è collegato indirettamente con il telaio (F) essendo incernierato con una seconda parte intermedia (BI_M2) del braccio oscillante (BI) inferiore, diversa da detta prima parte intermedia (BI_M).
6. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui detto attuatore lineare definisce detti mezzi di blocco potendo arrestare detta biella in una qualunque posizione compresa tra dette due posizioni estremali.
7. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ammortizzatore comprende una molla elicoidale metallica od un cuscino ad aria.
8. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ammortizzatore comprende una porzione smorzante di tipo idraulico e/o pneumatico.
9. Sospensione secondo la rivendicazione 8, in cui detta porzione smorzante è di tipo passivo o semi-attivo o attivo.
10. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 2 a 9, in cui detto attuatore lineare (A) è di tipo pneumatico o idraulico o elettrico.
11. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di blocco comprendono tamponi fissati su detta biella (R) e/o su detto braccio oscillante (BI) inferiore oppure elementi di interferenza associati nell’incernieramento tra detto primo estremo (R_1) della biella (R) con detta prima parte intermedia (BI_M) e/o tra detto secondo estremo (R_2) della biella (R) con detto secondo estremo (D_2) dell’ammortizzatore (D).
12. Sospensione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, definente uno schema Mc Pherson o multi-link.
13. Sospensione secondo la rivendicazione 12, in cui quando lo schema definito dalla sospensione è di tipo multi-link, essa comprende ulteriormente un braccio oscillante superiore (BS) avente un primo estremo (BS_1) incernierato con detto telaio (F) ed un relativo secondo estremo (BS_2) incernierato con detto mozzo (M).
14. Sospensione secondo la rivendicazione 13, in cui detto primo estremo (BS_1) del braccio oscillante (BS) superiore è in cernierato con detto telaio in un terzo punto operativamente intermedio tra detto primo e secondo punto.
15. Automobile sportiva comprendente una sospensione conforme ad una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 14.