IT201900002405A1 - Sistema di sospensione per veicolo pesante - Google Patents

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Lemos Jose Francivaldo Pereira
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“SISTEMA DI SOSPENSIONE PER VEICOLO PESANTE”
SETTORE TECNICO
La presente invenzione è relativa ad un sistema di sospensione di veicolo, in particolare ad un sistema di sospensione di tipo tandem per veicolo pesante.
STATO DELL’ARTE NOTA
Le sospensioni per veicoli pesanti, soprattutto veicoli da trasporto pesante utilizzabili in condizioni severe come nelle miniere o nelle piantagioni, necessitano di essere sufficientemente robuste ed al contempo di garantire caratteristiche tali, ad esempio smorzamento, rigidezza e peso, da permettere una buona guidabilità del veicolo stesso.
Per sopperire a tale esigenza è stato sviluppato un sistema di sospensione migliorato come illustrato nel documento brevettuale BR1020160148936.
Tale sistema di sospensione è un sistema di tipo “tandem” in cui cioè due assali di un veicolo sono collegati tra di loro ed al telaio del veicolo tramite il sistema di sospensione stesso.
In estrema sintesi, il sistema di sospensione descritto comprende, per ciascun lato destro e sinistro di due assali, una coppia di elementi di collegamento ciascuna collegata, alle proprie estremità rispettivamente ad uno degli assali ed ad una barra stabilizzatrice portata mobile dal telaio del veicolo, tali estremità sono collegate al rispettivo elemento tramite connessioni mobili.
Un tale sistema garantisce ottime proprietà al sistema di sospensione, cioè smorzamento e rigidezza, che forniscono al veicolo buona guidabilità. Soprattutto, tale sistema dalle ottime proprietà di sospensione può essere usato su veicoli estremamente pesanti e/o in percorsi difficili come quelli sterrati rimanendo di peso contenuto. Inoltre, siccome gli elementi della sospensione sono di facile realizzazione e tra loro identici, tale sistema risulta economico e di facile assemblaggio.
Tuttavia, le connessioni mobili tra tali elementi di collegamento e l’assale ed/od il telaio tendono ad usurarsi ed a rompersi durante l’uso del veicolo. Inoltre, tali connessioni mobili non sono utilizzabili su veicoli aventi assetti differenti e necessitano di essere riprogettate di conseguenza.
E’ dunque sentita l’esigenza di avere sistemi di sospensione per veicoli pesanti che consentano di sopperire ai problemi sopra esposti.
Scopo della presente invenzione è soddisfare le esigenze sopra esposte.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
Il suddetto scopo è raggiunto da una sospensione come rivendicato nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati nei quali:
• Figura 1 è una vista prospettica illustrante un veicolo comprendente un telaio ed un sistema di sospensione secondo l’invenzione;
• Figura 2 è una vista prospettica illustrante sistema di sospensione secondo l’invenzione;
• Figura 3 è una vista prospettica illustrante sistema di sospensione secondo l’invenzione con parti rimosse per chiarezza;
• Figura 4 è una vista prospettica ingrandita illustrante una porzione del sistema di sospensione secondo l’invenzione;
• Figura 5A è una vista schematica in sezione di un elemento di connessione del sistema di sospensione secondo l’invenzione; e
• Figura 5B è una vista schematica in sezione di una forma di realizzazione alternativa dell’elemento di figura 5A.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
Figura 1 illustra un veicolo 1 comprendente un telaio 2 di tipo noto comprendente essenzialmente una coppia di longheroni 2a, 2b ed una pluralità di ruote 3 portate a coppia da rispettivi assali 4.
Il veicolo 1 comprende inoltre un sistema di sospensione 5 secondo l’invenzione configurato per collegare almeno due assali 4 al telaio 2 come descritto nel seguito.
Si fa riferimento, per ora, ad un solo lato del sistema di sospensione 5, ad esempio il lato destro del sistema di sospensione 5 rispetto ad una direzione di marcia lungo un asse A longitudinale del veicolo 1 come illustrato in figura 2.
Essenzialmente il sistema di sospensione 5 comprende due coppie di elementi di collegamento 6, 7, rispettivamente un primo elemento di collegamento superiore 6a ed inferiore 6b ed un secondo elemento di collegamento superiore 7a ed inferiore 7b ciascuno di essi essendo collegato ad una prima delle proprie estremità rispettivamente ad uno degli assali 4 ed ad una seconda estremità opposta alla prima ad una rispettiva barra stabilizzatrice 10 portata in modo mobile dal telaio 2.
Tali collegamenti delle estremità degli elementi di collegamento 6, 7 sono collegamenti mobili come descritto nel seguito e, secondo l’invenzione, almeno uno di questi è un collegamento avente possibilità di rotazione attorno a tre assi tra loro perpendicolari, specificatamente attorno ad un asse A’ parallelo all’asse A, ad un asse verticale B e ad un asse C perpendicolare agli assi A’ e B.
Il sistema di sospensione 5 è, dal lato sinistro, come si evince parzialmente da figura 2 e meglio da figura 3, speculare rispetto al lato destro, con una struttura a chiasmo. Cioè, se da un lato, ad esempio destro, un’estremità di un elemento di collegamento 6,7, ad esempio il primo elemento superiore 6a posteriore è connesso all’assale 4, dal lato sinistro è collegato all’assale 4 in posizione superiore l’estremità del secondo elemento di collegamento 7a posteriore e così per tutte e quattro le combinazioni di lato e posizione.
Vantaggiosamente, ciascun primo elemento di collegamento superiore ed inferiore 6a, 6b comprende una barra di torsione 9, metallica. Facendo riferimento ad una sola barra stabilizzatrice 9, ad esempio la barra stabilizzatrice 9 del primo elemento di collegamento superiore 6a, essa comprende una prima estremità 9a collegata in modo mobile tramite una prima connessione mobile 11 ad una barra stabilizzatrice superiore 10a supportata rotazionalmente libera attorno ad un suo asse longitudinale C’, parallelo agli assali 4, tra i membri laterali 8a, 8b ed una seconda estremità 9b collegata in modo mobile tramite una seconda connessione mobile 12 all’assale 4.
In modo analogo, ciascun secondo elemento di collegamento superiore ed inferiore 7a, 7b comprende una barra reggispinta 13, metallica. Facendo riferimento ad una sola barra reggispinta 13, ad esempio la barra stabilizzatrice 13 del secondo elemento di collegamento inferiore 7b, essa comprende una prima estremità 13a collegata in modo mobile tramite una prima connessione mobile 14 ad una barra stabilizzatrice inferire 10b supportata rotazionalmente libera attorno ad un suo asse longitudinale C’, parallelo agli assali 4, tra i membri laterali 8a, 8b ed una seconda estremità 13b collegata in modo mobile tramite una seconda connessione mobile 15 all’assale 4.
Secondo la forma di realizzazione descritta, la seconda connessione mobile è la connessione provvista di tutti i gradi di libertà rotazionale mentre le connessioni mobili 11, 14 e 15 sono cerniere aventi un solo grado di rotazione. In particolare, le connessioni mobili 11, 14 e 15 sono cerniere che permettono la rotazione della rispettiva estremità attorno ad assi di rotazione tra loro paralleli e perpendicolari all’asse A longitudinale del veicolo. Vantaggiosamente tali cerniere sono cerniere tra elementi metallici o realizzate tramite boccole.
Come suddetto, le seconde connessioni mobile 12 sono configurate per permettere una completa libertà di rotazione delle rispettive estremità 9b delle barre di torsione 9 attorno agli assi A’, B, C summenzionati.
In particolare, tale connessione mobile 12 comprende un giunto a sfera 13 portato da un supporto 14 collegato in modo rotazionalmente libero dall’assale 4 tramite una cerniera 15. Vantaggiosamente la cerniera 15 consente al supporto 14 di poter ruotare attorno ad un asse A’ perpendicolare all’asse longitudinale del rispettivo assale 4.
Nelle figure 5A, 5B sono illustrate due forme di realizzazioni di tali connessioni mobili 12 per differenti assetti del veicolo 1. Tali connessioni mobili 12 sono tra loro identiche a meno dell’altezza del supporto 14 e della realizzazione della cerniera 15, come descritto nel seguito.
In entrambe le forme di realizzazione il giunto a sfera 13 comprende un corpo volvente sferico 16 alloggiato all’interno di una apertura dedicata 17 realizzata nell’estremità 9b della barra di torsione 9. Il giunto a sfera 13 comprende altresì una porzione d’ancoraggio 18 collegata al corpo volvente sferico 16 e preferibilmente realizzata d’un sol pezzo con esso.
Tale porzione di ancoraggio 18 si estende verticalmente verso l’assale 4 dal corpo volvente sferico 16 all’interno di un foro 19 realizzato all’interno del supporto 14 avente dimensioni tali da essere complementare alla forma esterna della porzione di ancoraggio 18.
La porzione di ancoraggio 18 è configurata per definire con il corpo di supporto 14 un accoppiamento meccanico reversibile. In particolare, nella forma di realizzazione descritta, la porzione di ancoraggio 18 definisce internamente una sede 21 filettata configurata per cooperare con un elemento filettato 22. In particolare, l’elemento filettato 22 è configurato per passare attraverso una parete di fondo 19a del foro 19 passando attraverso un foro 23 ricavato nel corpo di supporto 14 da parte opposta al foro 19 rispetto alla parete 19a.
Il corpo di supporto 14 ha una forma sostanzialmente prismatica ed è preferibilmente realizzato monolitico ed in materiale metallico, quale acciaio Il corpo di supporto 14 è portato in modo mobile dall’assale 4 tramite la cerniera 15 realizzata tra una coppia di flange 24 estendentesi esternamente dall’assale 4 in direzione verticale e spaziate tra loro di una distanza tale da permettere l’inserimento con gioco del corpo di supporto 14.
Secondo la forma di realizzazione di figura 5A il corpo di supporto 14 si estende in direzione verticale maggiormente rispetto al corpo di supporto 14 di figura 5B e altresì comprende un foro passante 25 l’intero corpo di supporto 14 stesso e perpendicolare rispetto ai fori 19 e 23. Tale foro 25 è coassiale ad una coppia di fori 26 realizzati ciascuno in una delle flange 24.
I fori 25 e 26 sono configurati per alloggiare al loro interno un perno 27 definente una superficie esterna atta a cooperare a scorrimento rispetto alle al corpo 14 realizzando così la cerniera 15. Vantaggiosamente il perno 27 comprende una porzione terminale 27a estendentesi oltre una delle flange 24, tale porzione terminale 27a è preferibilmente filettata e configurata per cooperare con un dado 28 al fine di fissare il perno 27 alle flange 24.
Secondo la forma di realizzazione di figura 5B, come detto, il corpo di supporto 14 si estende in direzione verticale in modo minore rispetto al corpo di supporto 14 di figura 5B e comprende una coppia di fori 31 ciechi estendentesi all’interno del corpo di supporto 14 perpendicolarmente ai fori 19 e 23. Le flange 24 sono provviste, identicamente al caso di figura 5A, di fori 26 passanti le flange 24 stesse.
In tale configurazione la cerniera 15 è definita da una coppia di perni 32 comprendenti una porzione intermedia 32a filettata configurata per cooperare con una rispettiva filettatura realizzata all’interno dei fori 26 ed una porzione terminale 32b configurata per alloggiare a scorrimento all’interno dei fori 31 del corpo di supporto 14.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, le barre di torsione 9 hanno una sezione variabile lungo un asse longitudinale D di queste ultime.
In particolare le barre di torsione 9 hanno una sezione trasversale, preferibilmente di forma sostanzialmente trapezoidale, variabile lungo l’asse D da un’area di sezione di massimo valore della prima estremità 9a ad un’area di sezione ad un minimo valore della seconda estremità 9b. In particolare, osservando lateralmente la barra di torsione 9, i bordi superiore ed inferiore di quest’ultima si avvicinano tra loro a partire dall’estremità 9a all’estremità 9b e similmente, osservando assialmente la barra di torsione 9, i bordi destro e sinistro di quest’ultima si avvicinano tra loro a partire dall’estremità 9a all’estremità 9b.
Il funzionamento della forma di realizzazione del sistema di sospensione 5 sopra descritto è il seguente.
Ad una sollecitazione data dalla ruota 1 verso il telaio 2 del veicolo, o viceversa, l’insieme di elementi componenti la sospensione permette di smorzare tali sollecitazioni, impedendo così la trasmissione di tali carichi al telaio 2 e dunque al veicolo ed al suo conducente.
In particolare, la forma ed il posizionamento relativo degli elementi sopra descritti permette di ottenere un ottimo smorzamento in tutte le condizioni dinamiche e/o posizioni mantenendo un peso ridotto.
In maggior dettaglio, le barre reggispinta 13 permettono di contenere movimenti degli assali 4 lungo l’asse A longitudinale del veicolo, mentre il collegamento tra le barre di torsione 9 e le barre stabilizzatrici 10 tra i due assali 4 e il telaio 2 permettono di contenere coppie agenti nelle direzioni degli altri due assi perpendicolari all’asse A.
Grazie al fatto che il collegamento 12 possiede tutti i gradi di libertà rotazionale è possibile avere in tale zona carichi di sollecitazione minore e dunque avere maggiore durata della connessione e una riduzione dello spessore della barra stabilizzatrice.
Da quanto precede, risultano evidenti i vantaggi di un sistema di sospensione 5 secondo l’invenzione.
Grazie all’uso di una connessione mobile 12 che può ruotare attorno a tutti gli assi di rotazione, i carichi maggiori sono sopportati dai rimanenti collegamenti, metallici, e dunque capaci di durare più a lungo nel tempo.
Inoltre, tale minore stato di carico permette di ridurre la sezione della barra di torsione 9 nell’estremità della connessione mobile 12, permettendo di risparmiare peso e di ridurre i costi di fabbricazione del sistema di sospensione 5 stesso.
In generale, la struttura proposta del sistema di sospensione 5 permette di sopportare grandi carichi con una buona guidabilità del veicolo in condizioni stradali avverse, mantenendo tuttavia un basso costo di produzione ed un basso peso.
Inoltre, la particolare realizzazione della connessione mobile 12 a gradi libertà rotazionali totali permette di utilizzare lo stesso assale 4 e lo stesso sistema di sospensione 5 per assetti diversi del veicolo, andando solamente a modificare il corpo di supporto 14 con conseguenti risparmi dovuti dalla produzione in scala degli elementi tra loro identici.
Risulta infine chiaro che al sistema di sospensione 5 secondo la presente invenzione possono essere apportate modifiche e varianti che tuttavia non escono dall’ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.
Ad esempio le connessioni mobili descritte e la forma degli elementi di collegamento 6 e 7 può essere variata secondo quanto rivendicato.
Ancora, potrebbero essere presenti più elementi rispetto a quelli sopra descritti in funzione della tipologia e del tonnellaggio del veicolo.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1.- Sistema di sospensione (5) per veicolo (1) pesante provvisto di un telaio (2) collegato ad una pluralità di ruote (3) portate a coppie da rispettivi assali (4), detto sistema di sospensione (1) comprendendo, per ciascun lato di detto veicolo (1),un primo elemento di collegamento superiore (6a) ed inferiore (6b) ed un secondo elemento di collegamento superiore (7a) ed inferiore (7b), ciascuno di detti elementi di collegamento (6, 7) essendo collegati a proprie estremità rispettivamente ad uno di detti assali (4) ed ad una barra stabilizzatrice (10) portata in modo mobile da detto telaio (2) tramite rispettivi collegamenti mobili (11, 12, 14, 15), almeno uno di detti collegamenti mobili (11, 12, 14, 15) essendo libero di ruotare attorno a tre assi perpendicolari tra loro. 2.- Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detti primi elementi di collegamento (6) comprendono una barra di torsione (9). 3.- Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti secondi elementi di collegamento (7) comprendono una barra reggispinta (13). 4.- Sistema secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui i rimanenti collegamento mobili (11, 14, 15) comprendono cerniere, dette cerniere permettendo la rotazione delle rispettive estremità di detti elementi di collegamento (6, 7) attorno ad assi tutti paralleli tra loro. 5.- Sistema secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto almeno un collegamento mobile (12) comprende un giunto a sfera (16) portato da un corpo di supporto (14) portato in modo mobile dal rispettivo assale (4) di detto veicolo (1) per mezzo di una cerniera (15). 6.- Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui detto almeno un collegamento mobile (12) comprende un giunto a sfera (16) portato da un corpo di supporto (14) portato in modo mobile dal rispettivo assale (4) di detto veicolo (1) per mezzo di una cerniera (15). 7.- Sistema secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detto giunto a sfera (16) è collegabile in modo reversibile a detto corpo di supporto (14). 8.- Sistema secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui detta cerniera (15) tra detto corpo di supporto (14) e detto assale (4) comprende un perno (27) passante detto corpo di supporto (14) e fissato in modo reversibile a detto assale (4). 9.- Sistema secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui detta cerniera (15) tra detto corpo di supporto (14) e detto assale (4) comprende una coppia di perni (32) configurati per inserirsi, ciechi, in detto corpo di supporto (14), detti perni (32) essendo fissati in modo reversibili a detto assale (14). 10.- Sistema secondo una delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui detta barra di torsione (9) ha una sezione trasversale variabile lungo il suo asse longitudinale. 11.- Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui detta sezione trasversale varia da un massimo in una estremità (9b) collegata a detta barra stabilizzatrice (10) ad un valore minimo in una estremità (9a) collegata a detto assale (4). 12.- Veicolo (1) pesante provvisto di un telaio (2) collegato ad una pluralità di ruote (3) portate a coppie da rispettivi assali (4), detti assali (4) essendo collegati a detto telaio (2) per mezzo di un sistema di sospensione secondo le precedenti rivendicazioni.
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