IT202300000375A1 - Sistema di sterzo rinviato con meccanismo a forbice a due elementi di cui uno integra il fusello ruota - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"SISTEMA DI STERZO RINVIATO CON MECCANISMO A FORBICE A DUE

ELEMENTI DI CUI UNO INTEGRA IL FUSELLO RUOTA "

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il settore dei motoveicoli a sella a due, tre o quattro ruote, anche rollanti, cio? dotati di un movimento di rollio attorno ad un piano mediano che si sviluppa longitudinalmente lungo il veicolo, in cui il sistema di trasmissione della sterzata fra il manubrio e almeno una ruota utilizza almeno un sistema a forbice a due elementi per assorbire il molleggio.

STATO DELL'ARTE

Il sistema pi? comune di avantreno di un veicolo con una sola ruota sterzante prevede che la funzione sterzante e sospensiva venga svolta da un unico gruppo fulcrato al telaio lungo l?asse di sterzo, in grado quindi di ruotare comandato dal pilota tramite un manubrio; ? il caso sia della normale forcella telescopica ma anche delle sospensioni Earles o Girder che non utilizzano gruppi telescopici bens? cinematismi con bracci oscillanti comunque connessi al telaio solo tramite l?asse di sterzo.

Esistono poi altri schemi piuttosto comuni che distinguono invece un primo asse di sterzo ricavato sul telaio, attorno a cui gira il manubrio, da un secondo asse che determina la sterzata della ruota e che essendo ricavato sulla massa non sospesa della sospensione, durante il molleggio cambia continuamente giacitura rispetto a quello sul telaio. In questo secondo gruppo di schemi si rende quindi necessario un cinematismo in grado di trasferire efficacemente il movimento di sterzata fra i due assi, che faccia in modo di mantenere un rapporto fra le rotazioni di manubrio e ruota il pi? possibile costante e unitario ed evitare sterzate incontrollate della ruota stessa a manubrio fermo causate dal molleggio della sospensione (fenomeno comunemente denominato bumpsteer) o dal rollio del veicolo (fenomeno comunemente denominato roll-steer).

Detto cinematismo di sterzo pu? risultare pi? o meno complesso a seconda di come viene realizzato il cinematismo che guida invece il molleggio e\o il rollio della ruota, che pu? essere costituito da puntoni di rinvio con snodi sferici come nel caso delle , utilizzare snodi cardanici allungabili come nel brevetto Parker US 4526249, snodi cardanici integrati in un sistema a forbice come nel brevetto Doveri 101993900296913 o ancora essere costituito da un semplice sistema a forbice a due elementi. In quest?ultimo caso i due elementi possono essere connessi fra loro tramite un giunto sferico e agli assi di sterzo sul telaio e sulla ruota tramite due cerniere cilindriche parallele fra loro ed ortogonali a detti assi di sterzo come negli schemi derivati dal brevetto Hossack GB 2 207 645 A, oppure da tre cerniere ancora parallele fra loro ed ortogonali a detti assi di sterzo come nel caso particolare del brevetto 101992900233465 della ditta , in cui i due assi di sterzo sono per? coincidenti e scorrevoli uno sull?altro guidati dai gruppi telescopici non sterzanti, paralleli a detti assi.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

L?invenzione propone di superare i limiti delle soluzioni adottate sui cinematismi che trasferiscono la sterzata fra gli assi di sterzo ricavati sul telaio a quelli ricavati sulla massa non sospesa della sospensione, riducendone al massimo la complessit? e quindi i pesi e i costi, fornendo inoltre al progettista nuovi parametri per migliorare la dinamica del veicolo.

La nuova soluzione prevede di utilizzare un cinematismo a forbice a due elementi con la particolarit? che uno di essi, preferibilmente quello non connesso all?asse di rotazione del manubrio, integra il fusello ruota che a sua volta comprende sia l?asse di rivoluzione della ruota che la parte fissa del gruppo frenante: i ceppi nel caso di freno a tamburo oppure la pinza nel caso assai pi? comune di freno a disco. Questa caratteristica implica che la reazione alla coppia di frenata si scarichi sul cinematismo a forbice anzich? sul sistema di supporto della sospensione della ruota e quindi che, tramite la giacitura dei suoi due elementi, ? in grado di determinare l?effetto che la forza frenante stessa ha sul movimento della sospensione. Notoriamente la forza frenante che si sviluppa nel punto di contatto fra lo pneumatico e il terreno e diretta in senso contrario alla marcia del veicolo, pu? essere convenientemente scomposta in una prima componente diretta verso il centro di istantanea rotazione della massa non sospesa e in una seconda componente, ortogonale alla prima, capace di generare una coppia in quanto dotata di braccio rispetto al centro di istantanea rotazione, in grado quindi di interagire con il movimento della sospensione per contrastarlo o agevolarlo. Nel primo caso si parla comunemente di sospensione ?antidive?, nel secondo di sospensione ?prodive?. Come ? noto, la forcella telescopica ha un comportamento prodive che diminuisce mano a mano che l?affondamento della sospensione in frenata fa aumentare l?inclinazione degli steli telescopici rispetto al terreno imponendo loro una traiettoria ruota sempre pi? verticale; nel caso estremo di perfetta verticalit? il centro di istantanea rotazione del punto di contatto a terra dello pneumatico su cui ? applicata la forza di frenata verrebbe a trovarsi all?infinito e il contributo della forza frenante sul movimento della sospensione diventerebbe nulla.

Si ribadisce che nei casi noti in cui si utilizzano dei rinvii con meccanismo a forbice, la giacitura dei due elementi che lo compongono ? ininfluente sull?effetto di affondamento della sospensione perch? la traiettoria della massa non sospesa che comprende la ruota ? determinata unicamente dal cinematismo della sospensione stessa; con l?invenzione invece la traiettoria ruota risulta determinata dalla combinazione dei movimenti del cinematismo della sospensione e del cinematismo a forbice che trasferisce la sterzata e quindi si pu? affermare che l?invenzione ha influenza anche sulla determinazione dell?avancorsa che viene misurata come la distanza fra il punto di intersezione dell?asse di sterzo della ruota sul terreno e il punto di contatto a terra dello pneumatico.

In sostanza con l?invenzione il rinvio di sterzo a forbice assume la funzione di controllo dell?effetto di antiaffondamento della sospensione del veicolo in frenata e influenza anche la variazione di avancorsa.

I cinematismi a forbice se ben realizzati trasferiscono il moto di sterzata fra due assi in moto relativo fra loro mantenendo la simmetria della trasmissione del moto fra le rotazioni del manubrio a destra e sinistra anche se il rapporto di trasmissione non risulta unitario e nemmeno costante durante la rotazione (esattamente come avviene con una trasmissione cardanica), con l?invenzione, avendo il fusello integrato in uno dei due elementi del meccanismo a forbice, la catena cinematica risulta pi? corta e quindi detto rapporto di trasmissione cambia.

Costruttivamente si possono avere diverse configurazioni del meccanismo a forbice di invenzione, differendo per tipologia di cerniere, loro posizionamento, nonch? per l?abbinamento con il cinematismo della sospensione che lega la massa non sospesa al telaio.

Escludendo il caso particolare in cui gli assi di sterzo da collegare risultano costantemente coincidenti perch? guidati da cinematismi a traiettoria rettilinea come l?accoppiamento telescopico del carrello di atterraggio degli aerei, il gi? citato brevetto o l?analogo WO1997026178A1 di o rettilinei nella zona lavoro come i cinematismi in cui le cerniere possono essere tutte e tre cilindriche, parallele fra loro e ortogonali all?asse di sterzo, generalmente si utilizzano due sole cerniere cilindriche con le caratteristiche appena indicate e si aggiunge una cerniera sferica con l?ovvia limitazione che questa non possa avere in nessun momento il proprio centro su uno dei due assi di sterzo perch? in quel caso non potrebbe trasmettere la rotazione.

Il sistema pi? logico per evitare che il centro della sfera si trovi su uno dei due assi di sterzo, che ? anche il pi? comunemente adottato, ? quello di avere lo snodo sferico posto fra i due elementi del meccanismo a forbice. In tal modo con l?invenzione si ha la particolarit? che fra la cerniera cilindrica inferiore del meccanismo a forbice e l?asse di sterzo non c?? pi? il fusello che ? adesso integrato in uno dei due elementi a forbice e quindi cerniera inferiore e asse di sterzo vengono a trovarsi molto vicini fra loro.

Da ci? si possono verificare varie condizioni:

- L?asse della cerniera inferiore del meccanismo a forbice e l?asse di sterzo sulla massa non sospesa oltre che perpendicolari risultano incidenti; in tal caso le due cerniere corrispondono ad un normale giunto cardanico e potrebbero anche fisicamente essere sostituite da detto giunto commerciale.

- le due cerniere sono ancora incidenti e ortogonali come nel caso precedente ma hanno ordine invertito, ovvero sul fusello si trova l?asse di sterzata e sul braccio quello di oscillazione del meccanismo a forbice. ? un caso notevole per importanza perch? se nel caso precedente il braccio spinto ruotando verso l?alto con la sua estremit? anteriore che comprende l?asse di sterzo in affondamento allontana l?asse di sterzo dalla verticale, aumentando l?avancorsa proprio durante la fase di rallentamento per l?ingresso in curva quando sarebbe desiderabile avere l?effetto opposto; con la suddetta inversione delle cerniere invece, in affondamento l?asse di sterzo segue il cinematismo a forbice che quindi pu? essere convenientemente configurato per far correttamente diminuire l?avancorsa come avviene nelle sospensioni con forcella telescopica. Da notare che invertire le cerniere comporta per? anche una variazione delle scorrezioni di sterzo, ovvero se la sospensione affonda a sterzo con angolo manubrio non nullo si hanno valori diversi in funzione dell?ordine delle cerniere ma il suo impatto sulla guida del veicolo rispetto alla suddetta possibilit? di far diminuire l?avancorsa in frenata, facilitando l?ingresso in curva, di solito ? trascurabile.

- Le due cerniere ortogonali ed incidenti vengono sostituite da un pi? semplice giunto sferico che per? ha cinematicamente un grado di libert? in pi?. In tal caso per? si deve fare attenzione a sostituire la cerniera sferica posta fra i due elementi del cinematismo forbice o nella sua interfaccia con il piantone del manubrio perch? altrimenti il sistema risulterebbe labile in quanto ammetterebbe come secondo asse di sterzo (indesiderato) la retta congiungente i centri dei suddetti giunti. Si fa notare che questa configurazione con la cerniera sferica sull?asse di sterzata della ruota sul braccio della sospensione ? possibile solo con l?invenzione e non con il semplice utilizzo del sistema a forbici nella configurazione nota per il motivo gi? ricordato che la sfera non ? in grado di trasferire la rotazione ma si limita a non impedire quella del cinematismo cui ? collegata a monte che -solo nell?invenzione- comprende il fusello e la ruota, ovvero l?elemento che si vuole sterzare per guidare il veicolo.

Da quest?ultima configurazione con la sfera si devono prevedere due ulteriori sotto casi:

1) se il centro della sfera rimane costantemente sull?asse di rotazione del manubrio, allora la posizione della sfera non ha praticamente influenza sul cinematismo di sterzo e l?asse del manubrio coincide con l?asse di sterzo della ruota; ? il caso in cui il cinematismo che collega la massa non sospesa al telaio abbia una traiettoria rettilinea e questo pu? essere ottenuto con i gruppi telescopici dei gi? citati brevetti Cagiva, Lefas oppure con i sistemi pi? complessi, capaci comunque di avere una traiettoria rettilinea almeno nella zona di lavoro sfruttando i cinematismi di Watt, Roberts, Tchebytceff.

2) Viceversa se il centro della sfera non appartiene all?asse del manubrio (nel caso di braccio spinto ? sempre cos?, escludendo al massimo i due momenti in cui la traiettoria circolare del braccio risultasse eventualmente incidente con l?asse del manubrio), il centro della sfera presenta un offset rispetto all?asse di rotazione del manubrio che durante la sterzata genera sul piano medio della ruota un angolo di camber aggiuntivo che pu? essere concorde o meno, a seconda della geometria del rinvio a forbice, con l?angolo di rollio dato dalla curva. La riduzione o l?azzeramento di detto camber pu? essere un obiettivo volto a rendere il meccanismo a forbice di invenzione equivalente ad altri e pi? complessi sistemi di rinvio che non lo introducono ma non ? detto che questa caratteristica dia effetti negativi nella guida del veicolo. Il profilo toroidale dello pneumatico, infatti, fa in modo che un angolo di camber generi sul veicolo un effetto sterzante aggiuntivo a parit? di angolo di sterzata della ruota e quindi se l?inclinazione generata dal sistema ? concorde con la sterzata imposta dal pilota allora gli effetti si sommano aumentando la reattivit? del veicolo. Con il camber ovvero con l?inclinazione trasversale della ruota si ottiene anche di spostare il punto di contatto dello pneumatico sul terreno perch? l?inclinazione avviene attorno al centro della sfera che si trova ad una altezza non nulla rispetto al terreno, questo significa ad esempio che in una curva a destra, il punto di contatto trasla verso sinistra di una quantit? che si somma all?analogo spostamento causato dall?angolo di sterzata imposto dal pilota aumentando il momento stabilizzante dell?avancorsa.

Da notare infine che, poich? durante il molleggio varia l?angolo fra i due elementi del cinematismo a forbice e fra questi e il telaio ? pensabile di sfruttare questa caratteristica per inserire un elemento sospensivo costituito da un elemento elastico, smorzante o entrambi, fra due elementi connessi da una cerniera cilindrica quindi fra piantone ed elemento superiore del meccanismo a forbice e fra i due elementi del meccanismo a forbice e fra piantone ed elemento inferiore. Lo schema pu? essere chiaramente utilizzato nelle sue declinazioni anche nei veicoli dotati di un retrotreno con due ruote e qualsivoglia schema cinematico di sospensione e rollio, ma anche nei veicoli dotati di due ruote anteriori sterzanti e rollanti. L?adozione dell?invenzione su tale tipologia di veicolo ? possibile con tutte le varianti descritte ma risulta particolarmente vantaggiosa con quella dotata di cerniere invertite in quanto se il rollio viene ottenuto con l?oscillazione dei bracci longitudinali risulta molto pi? importante che su un due ruote garantire che non cambi l?angolo che l?asse di sterzo di ciascuna ruota forma rispetto al terreno per non avere macroscopiche variazioni di avancorsa fra le ruote.

In sostanza con l?invenzione il noto cinematismo a forbice a due elementi si trasforma acquistando la nuova funzione di controllo dell?effetto antiaffondamento in frenata nonch? la capacit? di incidere sul valore dell?avancorsa, del rapporto di trasmissione ed eventualmente anche di introdurre un angolo di camber aggiuntivo della ruota in sterzata, dando al progettista un numero maggiore di parametri su cui agire per migliorare il comportamento dinamico del veicolo.

ELENCO DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno meglio evidenti dall'esame della seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del veicolo, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 mostra quattro possibili schemi di trasmissione della rotazione manubrio alla ruota, mettendo a confronto schemi noti e di invenzione.

- la Figura 2 mostra il confronto fra lo schema noto di rinvio di sterzo realizzato con un meccanismo a forbice a due elementi e l?invenzione nel caso applicativo in cui la massa non sospesa della sospensione viene guidata da un braccio spinto

- la Figura 3 mostra il confronto di dettaglio sull?inversione dell?ordine di cerniere C?? e B di quanto descritto in figura 2 e la versione derivata con sfera in sostituzione dei due suddetti assi in condizioni di sterzata nulla e 30? verso destra

- la Figura 4 mostra un secondo caso particolare, in cui la traiettoria della massa non sospesa ? perfettamente rettilinea in quanto garantita da due gruppi telescopici non sterzanti.

- la Figura 5 mostra l?applicazione dell?invenzione in vari sistemi di sterzo di invenzione applicati alla tipologia di sospensione di figura 4

- la Figura 6 mostra come nel caso del veicolo di figura 5 lo spostamento del centro di istantanea rotazione del punto a terra durante il molleggio pu? essere governato dalla giacitura dei due elementi del rinvio a forbice

- la Figura 7 mostra come nel caso del veicolo di figura 5 il gruppo molla ammortizzatore possa essere posizionato fra un elemento del rinvio e un punto fisso ma sterzante del piantone

- la Figura 8 mostra l?adozione dello schema con cerniere invertite di Figura 2 e 3 su un veicolo a 2 ruote anteriori

- la Figura 9 mostra il dettaglio del meccanismo che gestisce il rollio e il molleggio dell?avantreno con il bilanciere orizzontale e il blocco di rollio

- la Figura 10 mostra la barra di sterzo in tre diversi schemi funzionali.

- la Figura 11 mostra il confronto del veicolo di figura 8 in condizioni di sterzo dritto e ruotato 30?

- la Figura 12 mostra il veicolo a 3 ruote con la sospensione ottenuta con guide rettilinee

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Nel seguito saranno descritte forme di realizzazione con riferimento agli allegati disegni. Gli esperti del ramo comprenderanno che le forme di realizzazione descritte sono esemplificative e non limitative dell?invenzione.

Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione ? dunque relativa ad un veicolo provvisto di almeno un sistema di trasmissione della sterzata tramite un meccanismo a forbice. Per gli scopi della presente invenzione, il termine ?"veicolo" deve essere considerato in senso lato, comprendendo in esso qualsiasi ciclo a motore termico o elettrico avente almeno una ruota sterzante.

Nella descrizione e nelle allegate rivendicazioni i termini ?destra? e ?sinistra? si riferiscono ai lati destro e sinistro rispetto ad un guidatore che si trova in posizione di guida sul veicolo. Le definizioni ?verticale? o ?orizzontale? indicano rispettivamente una posizione ortogonale o parallela ad un terreno o a una superficie di appoggio del veicolo in assetto stazionario ed eretto, cio? non inclinato attorno all?asse di rollio. Le definizioni ?sotto?, ?sopra?, ?superiore?, ?inferiore?, ?intermedio? riferite a posizioni di organi o parti del veicolo sono relative al veicolo in posizione eretta e stazionaria, non inclinata, su un piano o terreno di appoggio, se non diversamente indicato. In figure diverse, funzioni analoghe verranno indicate con i medesimi numeri per semplificare la comprensione del funzionamento.

In Figura 1 sono presenti quattro possibili schemi nei quali un piantone 3 connesso rigidamente al manubrio 31 del veicolo (non rappresentato in figura 1) ? in grado di ruotare rispetto ad un asse A in una sede cilindrica di un telaio di veicolo 4 per trasmettere la sterzata decisa dal pilota alla ruota sterzante 9 (non rappresentata in figura 1) che nelle configurazioni note ha il suo asse di rivoluzione G sul fusello, rigidamente connesso all?elemento 5 di figura.

Per fusello si intende l?elemento del veicolo che integra il perno ruota e quindi sterza assiema ad essa ma non essendo soggetto alla rivoluzione di quest?ultima attorno al suddetto perno si presta a fare da elemento non rotante del freno; quindi, dei ceppi nel caso si utilizzi un freno a tamburo o la pinza nel caso si utilizzi il freno a disco. I corrispondenti elementi rotanti, la pista del tamburo o il disco sono invece solidali alla ruota.

Detto elemento 5 ? a sua volta in grado di ruotare rispetto ad un asse B in una sede cilindrica di un elemento 6 appartenente al sistema sospensivo del veicolo capace nel molleggio di imporgli una specifica traiettoria rispetto al telaio 4. ? noto che per trasmettere il moto di rotazione fra due assi incidenti A e B in movimento relativo fra loro, si pu? usare un meccanismo a forbice a due elementi 1 e 2, dotato di tre opportune cerniere di collegamento, una fra di loro e due verso l?esterno. Se i due assi A e B sono coincidenti e il movimento di B rispetto ad A ? di pura traslazione lungo la loro direzione comune come nello schema ?a? di figura 1, allora le tre cerniere che connettono i due elementi 1 e 2 fra loro e agli elementi esterni 3 e 5 possono essere tutte cilindriche di assi rispettivamente C?, C e C??, paralleli fra loro e ortogonali a detti assi A e B. Se invece durante il loro moto relativo non risultano mai coincidenti, o non lo sono anche soltanto per un istante, allora ? necessario sostituire una delle tre cerniere cilindriche con una cerniera sferica con la sola ovvia limitazione che il centro della sfera 13 introdotta non debba mai trovarsi su uno dei due assi A e B fra i quali si vuole trasferire il moto perch? la sfera non ? in grado di trasferire nessuna rotazione rispetto ad un asse passante per il suo centro e quindi il cinematismo non funzionerebbe. Si ricorda che un giunto sferico rappresenta cinematicamente un vincolo triplo perch? vincola le tre coordinate spaziali, lasciando libere le tre rotazioni; quindi se il centro sfera si trova fuori dall?asse della rotazione imposta dall?esterno ? in grado di trasferire la rotazione grazie allo spostamento del suo centro, viceversa se risulta posta con il centro su detto asse della rotazione imposta, non cambiando coordinate, non ? in grado di traferire l?angolo perch? questo pu? essere ottenuto con una opportuna combinazione dei tre gradi di libert? angolare di cui ? capace la sfera e quindi risulterebbe un movimento libero.

Proprio per allontanare il pi? possibile la cerniera sferica dagli assi A e B, i veicoli che utilizzano tale schema di rinvio fatto da due cerniere cilindriche e una sferica, solitamente pongono quest?ultima in posizione intermedia come nello schema ?b? in cui la sfera 13 ? inserita fra gli elementi 1 e 2 in sostituzione della cerniera cilindrica di asse C?.

Da notare che in tutti gli schemi di figura 1 i vari assi C e C?? risultano ortogonali e incidenti agli assi A e B ma seppure questa sia la configurazione pi? comunemente utilizzata nessuna delle due condizioni rappresenta una caratteristica indispensabile al funzionamento dello schema.

Con l?invenzione invece il fusello contenente l?asse G di rivoluzione della ruota non risulta pi? ricavato nell?elemento 5 bens? nel 2 (asse G? di figura), con tale trasformazione lo schema ?b? rimane solo apparentemente identico a quella appena descritta in quanto si evolve funzionalmente, accorciando la catena cinematica fra asse manubrio A ed asse di rivoluzione ruota - in origine G, poi G?- a favore di una maggiore rigidezza e quindi reattivit? di guida.

Aver portato con l?invenzione l?asse di rivoluzione della ruota G? sull?elemento 2 permette interessanti evoluzioni dello schema che allontanano drasticamente il funzionamento del veicolo dotato dell?invenzione da quelli che utilizzano invece lo schema noto.

In un primo caso l?invenzione permette di invertire l?ordine delle cerniere di assi C?? e B, nella sequenza del movimento dal manubrio 31 alla ruota 9, in quanto gli elementi 5 e 6 continuano a essere presenti con le funzioni descritte per le soluzioni note ma adesso trovandosi entrambi a valle del fusello, le possono avere appunto in ordine invertito facendo variare completamente il funzionamento del veicolo come mostrato nelle successive figure 2, 3 e 5. Una diversa evoluzione prevede invece di sostituire i due assi di cerniera C?? e B nel caso particolare in cui risultino incidenti (come gi? ricordato in generale non lo sono) con una sfera 130 che ha centro nel loro punto di intersezione; la cosa comporta una grande semplificazione in termini di ingombri, pesi e costi perch? permette di evitare l?elemento 5 in quanto la sfera 130 viene fissata direttamente sulla parte non sospesa della sospensione tramite l?elemento 6 adesso ribattezzato 6? che lascia libere tutte le rotazioni di cui ? capace il giunto sferico.

Con l?utilizzo della sfera a valle del fusello si devono per? distinguere due casi: nello schema ?c? di figura 1 il centro della sfera 130 durante il molleggio e la sterzata rimane costantemente sull?asse A di ingresso della rotazione, in ?d? invece ? distinto da esso almeno per un tratto della corsa di affondamento della sospensione. Mentre nel primo caso si ottiene lo schema ?c? che ? funzionalmente sovrapponibile al ?a?, nel secondo caso si ottiene lo schema ?d? in cui il cinematismo a forbice nella versione con due cerniere cilindriche C, C? e la sfera 130 in basso per funzionare correttamente necessita di uno svincolo aggiuntivo: il sistema prescelto prevede di generare detto svincolo aggiuntivo separando nelle due parti 1a e 1b l?elemento 1, che risulteranno poi collegate fra loro con una ulteriore cerniera cilindrica con asse D ortogonale alle altre due cerniere cilindriche C e C? e incidente con l?asse A. Con detta modifica il sistema nel trasmettere la rotazione fra A e B introduce una rotazione lungo l?asse D fra le cerniere cilindriche C e C? che ha una componente che si somma alla sterzata del fusello connesso all?elemento 2 e una componente ortogonale ad essa che in gergo tecnico viene definito angolo di camber della ruota.

In Figura 2 si sviluppa il tema dello schema denominato b in figura 1, quindi realizzato con un meccanismo a forbice a due elementi 1 e 2 dotato di due cerniere cilindriche C, C?? e una cerniera sferica 13 in posizione intermedia nel caso applicativo in cui la massa non sospesa della sospensione costituita dalla ruota 9 con disco 12 e dal fusello 7 con pinza freno 11, viene guidata da un braccio spinto 6 connesso al telaio 4 attraverso il fulcro di asse E e dotato del gruppo molla ammortizzatore 8.

In figura 2 si esplicitano nel dettaglio i cambiamenti fra la soluzione adottata dall?arte nota ?b?, alla soluzione di invenzione ?b1? e quella ?b2? con sequenza di cerniere C?? e B invertita.

Rappresentando gli schemi in vista puramente laterale, gli assi trasversali degenerano in punti per cui l?indicazione in figura riportano i nomi dei suddetti assi con una linea che indica il punto che rappresenta la loro traccia sul piano piano mediano M appartenente al telaio 4 e comprendente l?asse di sterzo del manubrio A nonch? il punto medio dell?asse di rivoluzione del cerchio della ruota posteriore

Nello schema ?b? di figura 2 si vede infatti che il fusello 7, contenente sia l?asse di rivoluzione della ruota G che la pinza freno 11 ? a valle dell?elemento 2 del rinvio a forbice e svincolato da questo tramite l?asse C?? parallelo all?asse di rivoluzione G attorno a cui agisce la coppia frenante; quest?ultima deve venir assorbita dal braccio spinto 6 che invece ? fulcrato all?elemento 5 (che integra appunto il fusello 7) tramite l?asse di sterzo B ortogonale a detta coppia frenante. Con tale schema il braccio spinto 6 individua anche la posizione del centro di istantanea rotazione del gruppo ruota in frenata nel suo fulcro di rotazione E. Determinare il centro di istantanea rotazione ? fondamentale in quanto la forza frenante a terra pu? essere pensata scomposta in due direzioni ortogonali fra loro, una diretta verso il centro di istantanea rotazione che sollecita meccanicamente la struttura e una ortogonale a questa direzione che invece comprime o estende la sospensione in funzione della posizione del centro di istantanea rotazione stesso. Nella situazione descritta nell?immagine ?b? che replica l?arte nota il centro di istantanea rotazione si trova nel fulcro E del braccio spinto 6 sul telaio 4 e determina un angolo ? (comunemente denominato angolo di squat) molto elevato e probabilmente tale da produrre una estensione della sospensione in frenata, cosa chiaramente non ideale per la guida, sia perch? fa percepire pi? rigida la sospensione in frenata, sia perch? fa aumentare l?inclinazione dell?asse di sterzo B rispetto al terreno e quindi l?avancorsa nella fase di ingresso in curva, dove invece sarebbe auspicabile che calasse come avviene nelle normali forcelle telescopiche.

Nella immagine ?b1? si vede invece la soluzione di invenzione in cui il fusello 7 ? integrato nell?elemento inferiore del meccanismo a forbice 2 che diventa perci? 2? e non pi? nel 5 che in pratica fa semplicemente da collegamento fisico fra i due assi C?? e B adesso molto ravvicinati fra loro (la traccia dell?asse C?? sul piano di proiezione della figura e l?asse B sono incidenti ma questa non ? una caratteristica necessaria all?invenzione).

Questa novit? permette di utilizzare i due elementi 1 e 2 dello snodo a forbice come facenti parte in vista laterale pura di un quadrilatero, completato dall?assieme degli elementi 5 e 6 fulcrati attraverso B (ortogonale al piano del quadrilatero a sterzo dritto e quindi ininfluente in questa condizione di movimento), per cui il fusello 7 integrato nell?elemento 2? cambia la traiettoria dell?asse ruota G? in quanto questo non si muove pi? solidalmente al braccio spinto 6 (la sua traiettoria non varierebbe solo nel caso particolare in cui l?asse ruota G? si trovasse in corrispondenza dell?asse di cerniera C??) ma come biella del suddetto quadrilatero, di cui l?elemento 1 e il gruppo formato dagli elementi 6 e 5 risultano essere le manovelle del quadrilatero, con fulcri rispettivamente negli assi C ed E. Il centro di istantanea rotazione del punto a terra dello pneumatico, importante per definire il comportamento in frenata, ? quello dell?elemento 2? cui l?asse G? appartiene ed ? individuato nel punto di intersezione fra le direzioni individuate nel piano di figura dalle manovelle, in particolare quella superiore deriva dall?unione della traccia sul piano dell?asse C con il centro della sfera 13 e quella inferiore dall?unione delle due tracce sul piano degli assi E-C??.

Detto punto di intersezione varia la sua posizione durante l?affondamento della sospensione e pu? anche trovarsi all?infinito se in un istante dette linee risultano parallele.

La possibilit? di individuare un quadrilatero in grado di gestire la posizione del centro di istantanea rotazione del punto di contatto a terra in frenata ? molto importate perch? permette di spostare detto centro di istantanea rotazione fino ad avere il comportamento voluto dal progettista che solitamente somiglia a quello normalmente ottenuto comune forcella telescopica e rappresenta un sostanziale miglioramento permesso dall?invenzione sulla dinamica di guida. L? immagine a destra in figura denominata ?b2? varia rispetto a ?b1? soltanto per l?inversione dell?ordine delle cerniere C?? e B dell?elemento 5 che cambia quindi anche forma in 5?. La conseguenza pi? evidente ? che mentre nel caso riportato nell?immagine ?b1? la cerniera cilindrica inferiore C?? anche in sterzata resta sempre parallela all?asse di rivoluzione della ruota G?, nel caso ?b2? con l?ordine di cerniere di C?? e B invertito, questo non accade (vedi anche figura 3) e ci? comporta una scorrezione di sterzo che consiste nel fatto che se la sospensione affonda quando lo sterzo ? ruotato si ha un incremento di rotazione della ruota a parit? di angolo di rotazione sul manubrio (bump-steer). E? un effetto di solito accettato e controllato anche nelle autovetture e qui il suo effetto sulla guida del veicolo ? sicuramente inferiore al vantaggio di poter separare l?inclinazione dell?asse di sterzo sulla ruota B dal braccio spinto 6 e quindi di ridurre l?avancorsa in frenata per favorire l?ingresso in curva come avviene in una forcella telescopica.

Riepilogando con l?invenzione descritta nell?immagine ?b1? il veicolo acquista la possibilit? di controllare l?effetto che la coppia frenate fa sul comportamento della sospensione mentre aggiungendo l?inversione delle cerniere di ?b2? si aggiunge anche la capacit? di gestire la variazione di avancorsa risolvendo altrettanti importanti limiti dell?arte nota.

In Figura 3 si mostra il confronto di dettaglio sull?inversione dell?ordine delle cerniere di assi C?? e B gi? descritto nelle immagini ?b1? e ?b2? di figura 2 e la corrispondente versione ?d? con sfera in sostituzione dei due suddetti assi nel caso in cui risultano incidenti a sterzata nulla nella fila in alto e 30? verso destra in quella in basso. In figura 3 sono mostrati solo gli elementi e gli assi che nella sola sterzata cambiano giacitura e nella fila inferiore questi ultimi avranno suffisso ?st? per indicare che hanno subito la sterzata di 30? del manubrio 31. Nell?immagine ?b1? si vede l?elemento 5 gi? indicato in figura 1, fulcrato rispetto all?asse C?? all?elemento 2? che comprende la funzione del fusello 7 e fulcrato rispetto all?asse B al braccio spinto 6. Nell?immagine ?b2? con l?ordine delle cerniere C?? e B invertito, l?elemento 5 cambia forma in 5? in modo da connettersi agli altri elementi 2? e 6 nella nuova sequenza: risulta adesso fulcrato lungo l?asse C?? non all?elemento 2? bens? al 6? (e il suo numero non ? indicato in figura 3 proprio perch? al contrario di quanto avveniva nello schema ?b1?, in sterzata non cambia giacitura!) e presenta una sede cilindrica diretta come B per connettere l?elemento 2?.

Come gi? descritto a proposito della figura 1 i due assi C?? e B potrebbero essere sostituiti da uno snodo sferico 130 che in questo caso seguirebbe lo schema dell?immagine ?d? e non ?c? della figura 1 perch? il centro dello snodo sferico avrebbe moto circolare dettato dal braccio spinto 6, rimanendo quindi sempre distinta dall?asse di sterzo A. Analogamente a quanto fatto nel caso ?d? di figura 1, l?elemento 1 appare diviso in due parti 1a e 1b in grado di ruotare reciprocamente fra loro lungo l?asse D e connessi rispettivamente agli elementi 2 e 3 da cerniere cilindriche lungo gli assi C e C?.

L?elemento 5? dello schema ?b2? ? eliminato e sostituito da un semplice snodo sferico che permette di generare il gi? citato camber aggiuntivo della ruota in sterzata.

In Figura 4 si mostra un veicolo con una particolare sospensione, in cui la traiettoria della massa non sospesa ? perfettamente rettilinea in quanto guidata da due gruppi telescopici 14?, 14?? perfettamente analoghi a quelli delle normali motociclette ma fissati al telaio 4 e quindi non sterzanti. Ne consegue che per sterzare la ruota 9 occorre avere anche un asse di sterzo nel mozzo B; quest?ultimo risulta costantemente sovrapponibile a quello A del piantone di sterzo 3 comandato dal manubrio solo se i gruppi telescopici sono paralleli agli assi di sterzo; in tal caso abbiamo visto nelle immagini ?a? delle figure 1, 2 e 3 che si possono collegare fra loro gli assi di sterzo A e B tramite un sistema di rinvio a due elementi a forbice 1 e 2 con tre cerniere C, C?, C?? parallele fra loro. Come gi? discusso avere tre cerniere cilindriche C, C?, C?? impone la costante coincidenza dei due assi di sterzo A e B, fisso sul manubrio e mobile sulla ruota, e in caso di scostamenti dalla coincidenza teorica dovuti ad errori di montaggio, tolleranze costruttive e deformazioni elastiche ne deriverebbe un ostacolo alla manovra di rotazione del manubrio da parte del pilota, per cui ? preferibile sempre utilizzare schemi che funzionano con assi non coincidenti fra loro anche quando potrebbero sembrare non necessari.

Il fusello 7 per ragioni costruttive appare scomposto in destro e sinistro per poter accogliere il perno di sterzo 5 sul supporto delle sospensioni 6 a sua volta fissato sui gruppi telescopici non sterzanti 14? e 14??. Ciascun sottogruppo ? poi scomponibile per alloggiare le pinze freno 11?, 11?? la cui coppia frenante trova reazione nei gruppi telescopici 14?, 14?? passando attraverso il fissaggio del supporto trasversale 6 di dimensioni ridotte e quindi sollecitato con carichi torsionali molto importanti. Da notare che il fissaggio replica quello fra asse ruota e piedini forcella di una normale motocicletta ma con la differenza sostanziale che in quel caso il sistema non deve sopportare alcun carico torcente dato dalla coppia frenante che in quel caso si scarica direttamente sui gruppi telescopici dove sono fissate le pinze; quindi, rispetto ad una moto normale il peggioramento su questo aspetto ? evidente!

Per massimizzare la lunghezza dell?elemento di sterzo nel mozzo 5 questo risulta essere diretto come un diametro e si trova quindi ad essere incidente con l?asse di rivoluzione della ruota G, azzerando la quota dell?offset che ? definito proprio come la distanza fra l?asse di sterzo e l?asse di rivoluzione della ruota. ? noto che il valore dell?avancorsa ? dato dalla somma degli effetti forniti dall?angolo di incidenza e dal valore di offset ma detti contributi sono per? qualitativamente diversi, per cui uno stesso valore di avancorsa ottenuto con una diversa distribuzione fra i due fattori fornisce un diverso comportamento dinamico: in sterzata ? solo l?angolo di incidenza a determinare l?abbassamento dell?avantreno come si pu? notare nelle ruote piroettanti dei carrelli dei centri commerciali dove l?avancorsa ? invece ottenuta solo con l?offset proprio per evitare che il carrello, abbassandosi in sterzata, richieda poi uno sforzo al cliente per raddrizzare la traiettoria dovuta al ripristino dell?altezza del baricentro. Per quanto detto si ribadisce che lo schema di figura 4 non permette di replicare la geometria di sterzo di una motocicletta convenzionale perch? privo di offset. Il veicolo con le suddette caratteristiche ? riportato in figura 4 in vista laterale, isometrica ed esplosa e somiglia a quanto rivendicato nel brevetto 101992900233465 della ditta come gi? indicato corrisponde al caso ?a? di figura 1, quindi senza le modifiche introdotte con l?invenzione.

In figura 5 si riportano invece i vari sistemi di sterzo di invenzione applicati al veicolo di figura 4 e declinati nelle immagini ?b1? e ?b2? e ?d? con le medesime caratteristiche descritte in figura 3 per una sospensione a braccio spinto. Poich? i componenti risultano simmetrici rispetto al piano mediano M appartenente al telaio si utilizzano gli apici (?) e (??) per indicare i componenti che si trovano rispettivamente a sinistra e a destra di detto piano M.

Nell?immagine ?b1? si ha l?integrazione nell?elemento 2 (che diventa per questo 2?) del rinvio a forbice del fusello 7? che rimane comunque scomponibile nella parte alta 71? che viene fissata alle due parti inferiori 72? e 72?? attraverso le pinze ad attacco radiale 11? e 11??. Gli elementi 72?, 72?? inferiormente hanno una sede circolare per accogliere all?interno i cuscinetti di interfaccia con la ruota 9 (non rappresentata in figura) che permettono l?oscillazione dell?elemento 2? durante l?affondamento della sospensione per seguire la deformazione del rinvio a forbice. Il mozzo ruota 15 ? anch?esso scomponibile in destro 15?? e sinistro 15? per permettere il montaggio del supporto trasversale 6 che tiene il perno di sterzo 5 che rappresenta l?asse di sterzata B coincidente con A.

Il mozzo 15 presenta all?esterno di esso le sedi per ulteriori cuscinetti ruota per cui questa pu? ruotare lasciando fermo il mozzo 15, con all?interno lo sterzo, mentre il fusello 7? libero di oscillare sui cuscinetti gi? citati posti all?esterno ruota: in pratica il cerchio si trova a ruotare su due serie di cuscinetti di dimensioni diverse ma coassiali lungo l?asse G.

A rigore avendo gli assi A e B sempre coincidenti in quanto i gruppi telescopici 14?, 14?? risultano avere anch?essi assi paralleli ad A e B la cerniera cilindrica C? fra gli elementi 1 e 2? che integra il fusello 7? potrebbe essere mantenuta ma in vista di poter cambiare inclinazione dei gruppi telescopici rispetto all?asse di sterzo e per i timori di variazioni dovute a tolleranze, errori di lavorazione nonch? deformazioni elastiche della struttura si preferisce utilizzare fra 1 e 2? il nodo sferico 13 seguendo uno schema che sarebbe in grado di funzionare anche con A non coincidente con B.

Rispetto ai casi di figura 3, in questo caso la cerniera di asse C?? risulta coassiale all?asse ruota G? e realizzata con cuscinetti posti esternamente al mozzo sterzante quindi molto grandi di diametro. Con la coassialit? si ha la garanzia del corretto funzionamento delle pinze in quanto durante l?oscillazione del fusello 2? dovuto all?affondamento della sospensione rimangono correttamente centrate sulla pista frenante, inoltre permette di non cambiare la traiettoria ruota perch? l?oscillazione dell?elemento 2? avviene proprio attorno all?asse ruota G? che mantiene la traiettoria rettilinea originale imposta dai gruppi telescopici 14? e 14??.

Fatto importante ? che per? con l?invenzione la coppia di reazione della frenata si sposta dai gruppi telescopici 14?, 14?? al meccanismo di rinvio a forbice a due elementi 1 e 2?, eliminando quindi l?incremento di carico descritto come peggioramento a proposito della figura 4 e permettendo di controllare il suo effetto sulla sospensione come mostrato successivamente in figura 6.

Da notare che mentre con la soluzione di figura 4 i gruppi telescopici 14?, 14?? devono essere paralleli all?asse di sterzo A=B perch? altrimenti il sistema di rinvio a tre cerniere cilindriche parallele non pu? funzionare, con l?invenzione, adottando lo snodo sferico 13, si pu? avere il non parallelismo dei gruppi telescopici con l?asse di sterzo. Questa caratteristica cambia il modo di variare dell?avancorsa in affondamento della sospensione e nel caso i gruppi telescopici risultino pi? inclinati rispetto al terreno rispetto agli assi A=B, si riduce la quota parte della forza di frenata a terra che tende a comprimere gli steli perch? cala la sua componente lungo tale asse.

Nell?immagine ?b2? di Figura 5 si aggiunge l?inversione dell?ordine delle cerniere C?? e B per cui l?elemento di sterzo nel mozzo diventa 5? e adesso in affondamento oscilla con il fusello 7?? dell?elemento 2?? causando una variazione di avancorsa perch? l?asse di sterzo B adesso non ? pi? soggetto solo al moto rettilineo dei gruppi telescopici anche se risultano ancora paralleli ad A, ma anche a quello ad arco di cerchio dato dall?oscillazione dell?elemento 2?? cui appartiene.

Detto fusello 7?? differisce dal 7? perch? adesso integra le parti 15? e 15?? del mozzo ruota e quindi l?oscillazione in affondamento del fusello utilizza i medesimi cuscinetti che permettono la rotazione della ruota.

La cerniera C?? viene ottenuta mettendo dei cuscinetti nei piedini forcella 16? e 16?? per cui adesso anche l?elemento 6? oscilla assieme al perno di sterzo 5? e al fusello 7?? dell?elemento 2??; la ridotta dimensione dei cuscinetti che ? adesso possibile utilizzare oltre ad alleggerire ed economizzare la costruzione rende possibile la non coassialit? di C?? e G? prima imposta da motivi di ingombri (in figura per? si rappresentano coassiali). Se questa non coassialit? avvenisse, la ruota 9 oscillando assieme all?elemento 2??, assumerebbe una traiettoria complessa data appunto dalla composizione di detta oscillazione e della traiettoria rettilinea data dai gruppi telescopici. Da notare che con le cerniere C?? e B invertite anche in caso di mancata coassialit? di C?? e G? non ci sono problemi di funzionamento delle pinze perch? queste continuano a rimanere posizionate correttamente sulla pista frenante perch? oscillano sui cuscinetti della ruota ovvero attorno a G?.

Una differenza importante fra ?b1? e ?b2? ? quindi che cambiano i tipi dei cuscinetti che realizzano la rotazione attorno all?asse C: nel primo caso si devono utilizzare cuscinetti grandi ed in grado di seguire il numero di giri che fa la ruota in velocit?, nel secondo caso si possono utilizzare cuscinetti piccoli nei piedini forcella e poich? devono permettere solo una oscillazione e non rotazioni complete possono essere sostituiti da boccole o addirittura da snodi sferici. Nell?immagine ?d? di figura 5 invece i due ass,i di sterzo B nel mozzo ruota e trasversale C?? vengono accorpati in una sfera 130 posta sull?asse di sterzo A del manubrio in modo da ridurre ulteriormente complessit?, pesi e costi. Grazie alla ridotta dimensione dello snodo sferico 130 rispetto alla cerniera cilindrica di sterzo con perno di sterzo 5, si pu? allontanare lo snodo dal diametro del mozzo e quindi dall?asse G di rivoluzione della ruota e avere lo stesso offset di una moto con sospensione telescopica convenzionale, con grande miglioramento dinamico.

La traiettoria rettilinea assicurata dalle guide telescopiche 14?, 14?? poste parallelamente all?asse A del manubrio, unito al fatto che il centro sfera si trova proprio su detto asse, assicura che durante l?affondamento il centro della sfera 130 rimanga sempre sull?asse A del manubrio e non si produca camber aggiuntivo in sterzata. Come visto in altri casi, a causa di tolleranze costruttive e deformazioni elastiche della struttura il centro della sfera potrebbe risultare distinto dall?asse di sterzo del manubrio, tale distanza anche se in questo caso molto piccola rende cinematicamente errato il cinematismo e contrasta la manovra di rotazione dello sterzo da parte del pilota, per questo motivo anche nel caso di sfera nominalmente sull?asse di sterzo A, pu? convenire adottare lo snodo cilindrico aggiuntivo descritto anche in figura 1, costituito dai due elementi 1a e 1b in grado di ruotare reciprocamente fra loro rispetto all?asse D, sapendo che in questo caso non porter? camber aggiuntivo ma solo garanzia di buon funzionamento.

Ovviamente se invece si preferisce posizionare la sfera fuori dall?asse di sterzo A, avendo una traiettoria rettilinea imposta dai gruppi telescopici 14?, 14?? allora durante la sterzata l?angolo di camber aggiuntivo viene generato e pu? essere concorde o discorde al camber dato dall?angolo di rollio del veicolo in funzione della giacitura degli elementi dello sterzo a forbice.

Nel caso in cui sia concorde, la reattivit? del veicolo risulta aumentata.

In ogni caso l?invenzione applicata ad una sospensione del tipo di quella rivendicata nel brevetto Cagiva rappresenta un sostanziale miglioramento della prestazione con l?introduzione di parametri di progetto aggiuntivi quali il controllo dell?effetto antidive, dell?avancorsa, ed eventualmente anche del camber.

In figura 6 analogamente a quanto mostrato nelle immagini ?b1? e ?b2? in figura 2 in cui si era impostato un quadrilatero con manovelle parallele nella condizione rappresentata per cui il centro di istantanea rotazione risultava essere a distanza infinita, qui si mostra come varia la posizione durante il molleggio del centro di istantanea rotazione del punto a terra, governato dalla giacitura dei due elementi 1 e 2 del rinvio a forbice che assorbono la coppia di frenata.

La figura ? rappresentativa di tutti e tre i casi di figura 5 perch? con l?invenzione sempre la pinza oscilla solidalmente all?elemento inferiore del rinvio a forbice e quindi sposta la reazione in base alla posizione del centro di istantanea rotazione ma con l?effetto aggiuntivo (non rappresentato in figura) per i casi ?b2? e ?d? di figura 5 in cui l?asse di sterzo della ruota B appartenendo al suddetto elemento inferiore del meccanismo di sterzo, nel molleggio cambia inclinazione e quindi il veicolo cambia anche avancorsa.

In figura 7 si mostra una ulteriore variante permessa dal meccanismo a forbice che ? quella di integrare la sospensione.

Detta soluzione pu? essere sempre fatta fra i due elementi del rinvio in quanto cambia l?angolo relativo fra loro e quindi anche per gli schemi delle figure 2 e 3 ma risulta pi? vantaggioso posizionare il gruppo molla ammortizzatore 8 fra il rinvio a forbice e un punto fisso 31 ma sterzante del piantone 3, nel caso di sospensione con i gruppi telescopici 14?, 14?? per introdurre una progressivit? sconosciuta nella curva di compressione della sospensione, visto che gli steli forcella tradizionali sono anzi moderatamente regressivi perch? in affondamento tendono a posizionarsi sempre pi? verticali rispetto al terreno.

Introducendo un gruppo molla ammortizzatore esterno agli steli ovviamente quest?ultimi perdono i corrispondenti elementi elastici e di smorzamento interni mantenendo solo funzione di guida della traiettoria della ruota.

La versione a sinistra ha il gruppo molla ammortizzatore 8 che lavora in compressione mentre quello a destra in trazione ma in entrambi i casi la geometria del sistema di rinvio a forbice assicura un andamento della variazione di lunghezza del gruppo molla ammortizzatore che pu? introdurre la cercata progressivit? geometrica.

- la Figura 8 mostra l?adozione del sistema di rinvio a forbice ?b2? di figura 3 su un veicolo a due ruote anteriori, ottenuta utilizzando un meccanismo per ciascuna delle due ruote: gli apici (?) si riferiscono agli elementi posti a sinistra del piano M e quelli con due apici (??) a quelli simmetricamente a destra del medesimo piano M. Dove si erano gi? utilizzati gli apici per distinguere gli assi, adesso per distinguere quelli relativi alla ruota destra da quelli della sinistra, si aggiungeranno invece le desinenze: sx per sinistra e dx per destra.

Rispetto allo schema ?b2? di figura 3 si introduce comunque la variante di porre la cerniera sferica che era presente fra gli elementi 1 e 2? (quindi adesso, raddoppiando il cinematismo, fra gli elementi 1? e 2? e 1?? e 2??) fra la barra di sterzo 21 e gli elementi 1?, e 1??, denominate 13?, 13??.

Nella descrizione del sistema in figura 1 si ricordava di deve fare attenzione che la cerniera sferica 13 non abbia il centro sull?asse A in quanto non sarebbe stata in grado di trasmettere l?angolo di rotazione manubrio, ma con un due ruote anteriori il problema non esiste perch? le sfere 13?, 13?? vengono poste necessariamente ad una distanza sensibile dall?asse di sterzo A.

La distanza fra le cerniere sferiche 13?, 13?? viene determinata in base al tipo di sterzata che si vuole ottenere dal veicolo, se ? uguale alla distanza fra gli assi di sterzo B?, B??, allora nel piano ortogonale a detti assi B?, B?? e passante per i centri delle sfere 13?, 13?? , a veicolo non rollato e sterzo dritto si individua un rettangolo costituito da una prima coppia di lati opposti uguali dati dalla distanza dei centri delle cerniere 13?,13?? e le tracce sul piano di B?, B?? e da una seconda coppia data dalla distanza fra i centri delle cerniere e le tracce sul medesimo lato rispetto al piano di mezzerie M, ovvero centro cerniera 13? e traccia B? e centro cerniera 13?? e traccia B??. Essendo un rettangolo, deformandosi in sterzata mantiene il parallelismo fra i lati per cui si ha una sterzata parallela ovvero le ruote 9?, 9?? ruotano del medesimo angolo rispetto a B?, B??.

? una condizione per? che porta ad avere due centri di istantanea rotazione distinti per le due ruote, procurando strisciamenti relativi a terra degli pneumatici che si usurano precocemente e la sterzata risulta contrastata, anche se il maggior impegno di aderenza ? ad esempio sfruttato in veicoli particolari come i kart privi di differenziale o in automobili come la Porsche 911 caratterizzate da un grande sbilanciamento di pesi al posteriore.

Notoriamente si preferisce fare in modo che le due ruote abbiamo un unico centro di istantanea rotazione anche con l?asse posteriore denominando la condizione ?sterzata cinematica? realizzandola con i ben noti cinematismi di Jantaud o Ackerman. Si tratta di realizzazioni facili che danno una buona approssimazione della sterzata cinematica e sono ottenibili disegnando sul suddetto piano ortogonale agli assi di sterzo B?, B?? due linee J?, J?? che si intersecano fra loro all?altezza del punto a terra della singola ruota posteriore, o della linea che unisce i punti a terra delle due ruote posteriori, in caso di due ruote.

Se i centri sfera 13?, 13?? sono su dette linee J?, J?? si ottiene la voluta sterzata cinematica indipendentemente da quale distanza sia presente fra detti centri e gli assi B?, B?? anche se chiaramente pi? tale distanza ? grande quanto pi? la barra 21 risulta stretta.

Con la sterzata cinematica riportata in figura 8, quando la barra viene traslata, non essendo pi? il quadrilatero dato dai centri delle sfere 13?, 13?? e le tracce di B?, B?? un rettangolo bens? un trapezio, le ruote sterzeranno di un angolo diverso (quella interna sterza maggiormente) e per farlo l?avantreno subir? dei movimenti pi? complessi perch? per compensare la differenza di lunghezza fra basi e lati del trapezio (notoriamente un trapezio a lati rigidi non pu? deformarsi) ? necessario che entrino in gioco altri gradi di libert?, in particolare le rotazioni attorno agli assi C??sx e C??dx. Il fatto poi che la barra con il cinematismo di movimentazione (spiegato poi nel dettaglio in figura 10) presenta uno spostamento non solo trasversale ma anche longitudinale, aumenta questa necessit? di compensazione senza cambiare per? la sostanza della cosa.

In figura 11 ? mostrato il confronto fra l?avantreno di figura 8 a ruote dritte e sterzate.

Anche con lo sterzo cinematico, a manubrio non sterzato, in presenza di buche o di rollio, ovvero di rotazione qualsiasi dei bracci 6?, 6??, le ruote rimangono dritte e parallele fra loro, ovvero non subiscono rotazioni non controllate dal manubrio, viceversa dette scorrezioni sono presenti quando il manubrio non ? dritto ma rappresentano una frazione trascurabile dell?angolo imposto dal manubrio stesso.

L?adozione della sequenza invertita fra le cerniere C?? e B permessa dall?invenzione su un veicolo rollante in cui ciascun asse di sterzo B?, B?? e collegato ad una sospensione a braccio spinto 6?, 6??, risulta assolutamente fondamentale perch? il rollio viene ottenuto proprio ruotando in senso opposto i bracci spinti 6?, 6?? su cui sono collegate le ruote 9?, 9?? (vedi figura 9) e quindi se gli assi B?, B?? fossero ricavati direttamente sui bracci 6?, 6?? cambierebbero enormemente la loro giacitura rispetto al terreno con il risultato di avere un valore di avancorsa grandissimo su una ruota e piccolissimo, -anche negativosull?altra. Con l?inversione invece si pu? scegliere di avere un elemento 1?, 1?? del rinvio a forbice della medesima lunghezza del braccio spinto 6?, 6??, formando quindi nella proiezione sul piano mediano M, un rettangolo con il fusello 2?, 2?? della ruota considerato solidale con il corrispettivo 5?, 5??, garantendo quindi che nei movimenti della ruota dovuti al molleggio, ma soprattutto dovuti al rollio, l?incidenza a terra (ovvero l?angolo che B?, B?? fa con il terreno) rimanga costante! Nella deformazione di detti rettangoli costituiti dagli elementi 4,1?, 2?e 5?, 6? e 4, 1??, 2?? e 5??, 6??, gli assi che permettono la deformazione sono E, C??sx e C??dx, C?sx. C?dx e C che sul tre ruote descritto ? individuato dalla linea che unisce i centri delle sfere 13?, 13?? sulla barra 21.

Da notare che rispetto ai tre ruote dotati di sospensione trasversale gli ingombri interni alle ruote sono notevolmente ridotti e quindi ? facile imporre un asse di sterzo B?, B?? privo di offset trasversale ovvero appartenente al piano medio dello pneumatico della ruota di pertinenza senza operare sulla eccessiva campanatura del cerchio ruota. Detto bracco a terra trasversale ? presente, ad esempio, ? presente sul Piaggio MP3 dove vale 25mm e rende la guida meno reattiva.

- In Figura 9 si mostra il dettaglio del meccanismo che gestisce il rollio e il molleggio dell?avantreno con il bilanciere orizzontale e il blocco di rollio.

L?utilizzo di un bilanciere 18, fulcrato sul telaio 4 rispetto ad un asse F appartenente al piano medio M e sostanzialmente ortogonale al piano individuato dagli assi S?, S?? dei gruppi ammortizzatore 8? e 8??, ? una soluzione nota anche se in questo caso ? presente una originalit? nella disposizione, con il gruppo del bilanciere posto in linea con i bracci spinti e dietro di essi in modo da venirsi a trovare sotto la pedana poggiapiedi del veicolo senza ingombrare la parte frontale dello stesso, come accadrebbe nella configurazione pi? usuale con il gruppo bilanciere verticale fra le ruote. Questa configurazione permette anche di ridurre al massimo la carreggiata proprio perch? fra le ruote non ci sono ingombri della sospensione ma solo i bracci spinti 6?, 6?? ad una minima distanza fra loro. Nel fulcro comune E dei bracci spinti 6?, 6?? ricavato sulla struttura 41 solidale al telaio 4, parallelo all?asse C??, ? posizionato un sistema di blocco di rotazione relativo fra i due in grado di renderli solidali fra loro mantenendoli per? libero rispetto al telaio. Tale blocco pu? essere realizzato in uno dei vari modi noti, ovvero, freno a nastro, a tamburo, a disco, o anche con un arpionismo e pu? essere azionato automaticamente dalla centralina del veicolo quando la velocit? e l?inclinazione scendono sotto un certo valore di soglia, con o meno l?intervento del pilota, oppure a discrezione esclusiva del pilota stesso secondo strategie note.

In figura 9 si vede bene la pinza meccanica 19 fissata sul braccio spinto 6? e si intravede il settore di disco 20 fissato sul braccio spinto 6??.

La possibilit? di rendere solidali fra loro i bracci spinti 6?, 6?? lascia comunque la possibilit? di molleggio dell?intero avantreno come se fosse un ponte rigido, quindi con il solo beccheggio del veicolo (no rollio) a favore del comfort, migliorando comunque il comportamento dei blocchi di rollio attualmente in commercio di Piaggio MP3 e Peugeot che una volta attuati rendono invece impossibile sia il rollio che il beccheggio perch? bloccano anche il moto delle sospensioni.

A rollio nullo e molleggio simmetrico, le estremit? dei due bracci spinti hanno assi C?? coincidenti, in presenza del solo rollio invece le rotazioni dei bracci 6?, 6?? attorno al fulcro comune E sono uguali in modulo e di verso opposto, per cui ciascuna estremit? avr? un asse C??sx (sinistro) e C??dx (destro) distinto seppure questi restino costantemente paralleli fra loro e ad E; le estremit? posteriori dei bracci 6?, 6?? presentano delle sporgenze 61?, 61?? su cui vengono fissate le cerniere sferiche delle estremit? degli ammortizzatori 8?, 8??, che vengono posti in movimento senza sostanzialmente cambiare la propria lunghezza, quindi senza fornire forze contrarie apprezzabili, grazie anche alla rotazione libera del bilanciere fissato alle cerniere sferiche poste alle estremit? opposte degli ammortizzatori. Nel caso di molleggio simmetrico dovuto ad un carico sul veicolo, ad uno ostacolo affrontato contemporaneamente con le due ruote come, ad esempio, un dissuasore stradale o in condizioni di blocco di rollio attuato, i bracci 6?, 6?? ruoteranno solidalmente verso l?alto comprimendo ugualmente i due ammortizzatori 8?, 8?? senza far ruotare il bilanciere 18. Un urto asimmetrico, infine, far? muovere il braccio di pertinenza, mentre il bilanciere provveder? a distribuire il carico e quindi ad accorciare gli ammortizzatori in valore uguale fra loro.

- In Figura 10 si mostra la barra di sterzo 21 che ? il cuore del sistema ed ? quella che rende possibile adottare su un avantreno dotato di due ruote 9?, 9?? molleggianti, rollanti e sterzanti, lo schema di rinvio di sterzo a forbice oggetto dell?invenzione.

In ogni figura precedente, relative a veicoli dotati di un?unica ruota anteriore, l?asse C fra elemento 1 del rinvio a forbice e il piantone 3 ruota attorno all?asse A; l?evoluzione pi? ovvia prevederebbe di fissare le sfere 13?, 13??, che abbiamo detto essere alle estremit? posteriori di entrambi gli elementi 1? e 1??, direttamente al piantone di sterzo 3. Cos? facendo per? non si riuscirebbe a trasmettere la sterzata perch?, trovandosi dette sfere molto distanti trasversalmente dal piano medio M, l?angolo manubrio si tradurrebbe, nel suddetto punto di fissaggio, in uno spostamento quasi completamente longitudinale quando invece il cinematismo ? pensato per lavorare con spostamenti trasversali. Risulta quindi indispensabile introdurre una barra di sterzo trasversale che traduca la rotazione del manubrio in spostamenti trasversali delle sfere di estremit? degli elementi 1?, 1??.

Detta barra al contrario di quanto avviene solitamente, deve avere la caratteristica originale di rimanere sempre ortogonale al piano medio verticale longitudinale del veicolo M anche durante la sterzata del manubrio e ad una quota indipendente dagli elementi 1?, 1?? del rinvio a forbice di ciascuna ruota. Gli elementi 1?, 1?? sono fissati anteriormente su cerniere cilindriche lungo gli assi C?sx e C?dx quindi la barra deve essere sostenuta ad una quota prestabilita per evitare che per il proprio peso cada verso il basso portando con s? gli elementi 1?, 1??, causando un aumento enorme dell?angolo che gli assi B?, B?? di ciascuna ruota presentano rispetto al terreno. Tale angolo ? definito incidenza ed ? legato direttamente al valore di avancorsa per cui se gli angoli aumentano, aumenta anche l?avancorsa e quindi stabilit? e durezza di guida. Appendendo semplicemente la barra di sterzo 21 al piantone 3 si garantirebbe la quota verticale evitando il problema appena descritto ma se lo snodo fra piantone e barra permettesse un suo orientamento attorno ad un asse tendenzialmente verticale allora le due sfere alle estremit? degli elementi 1?, 1?? potrebbero essere a quote longitudinali diverse perch? agirebbe sostanzialmente come il bilanciere descritto per figura 9, quindi con il movimento di inclinazione dell? asse B? che sarebbe legato a B?? ma di verso opposto.

In sostanza la caratteristica originale che l?invenzione prevede per la barra di sterzo ? di tradurre la sterzata manubrio attorno all?asse A in un moto sostanzialmente trasversale, ossia ortogonale al piano M, che, a seconda di come poi viene realizzato potr? comportare anche uno spostamento traslatorio in direzione longitudinale e\o verticale senza per? perdere la caratteristica dell?ortogonalit? descritta sopra, quindi senza alcuna rotazione.

In figura a sinistra ? mostrata una soluzione con barra di sterzo 21 dotata di accoppiamento cilindrico trasversale ricavato su un opportuno supporto 42 solidale al telaio 4. La sterzata avviene perch? il manubrio ruotando forza la barra a muoversi di moto puramente trasversale e quindi l?estremit? di quest?ultima dotata di un giunto sferico 13?, 13?? di fissaggio sugli elementi 1?, 1?? dei rinvii a forbice costringe le due ruote a sterzare lungo i rispettivi assi B?, B??.

Il sistema di trasmissione della rotazione manubrio attorno all?asse A al movimento trasversale della barra di sterzo 21 ? ottenuta con un sistema noto costituito da una biella 22 con due cerniere cilindriche parallele fra loro alle opposte estremit?, e un secondo elemento 23 composto di due parti 231 e 232 unite fra loro da una cerniera cilindrica di asse Q per permettere all?asse P di rimanere parallelo all?asse A in sterzata.

Con lo schema descritto, la reazione alla frenata viene assorbita direttamente dal telaio 4 tramite la sede della cerniera cilindrica trasversale, lasciando scarico il piantone dello sterzo 3.

In figura centrale ? mostrata una prima variante dello schema che mantiene il medesimo sistema di trasferimento dell?angolo manubrio alla barra 21 costituito dagli elementi 22 e 23 con la cerniera cilindrica trasversale sostituita per? da un quadrilatero fissato al telaio, costituito oltre che dalla barra di sterzo 21 stessa, da due bielle 43?, 43?? identiche, montate preferibilmente in modo simmetrico rispetto al piano M e con tutti gli assi Pa (anteriore) e PP (posteriore) paralleli fra loro e all?asse P dell?elemento 232.

I carichi sono ancora assorbiti dl telaio 4 lasciando scarico il piantone 3 ma il movimento risulta sicuramente pi? libero perch? si sostituisce l?attrito radente dell?accoppiamento cilindrico trasversale (con i suoi potenziali problemi anche in termini di lubrificazione) con delle normali bielle 43?, 43?? montate su cuscinetti volventi. Unica differenza ? che la barra adesso non ha pi? un moto puramente trasversale rispetto al piano medio M ma trasla rimanendo perpendicolare a detto piano medio M, spostandosi in base alla giacitura delle biellette 43?, 43??. I piccoli spostamento longitudinali appena descritti per la barra di sterzo 21 causano una piccola variazione di incidenza degli assi B?, B?? durante la sterzata, comunque identica fra le due ruote proprio perch? la barra rimane parallela s? stessa durante il movimento.

Una terza configurazione prevede infine di utilizzare ancora un quadrilatero per determinare un movimento puramente traslatorio ma stavolta il quadrilatero viene fissato al piantone 3 anzich? al telaio 4; se da un lato questo comporta che la reazione alla frenata si scarichi sul piantone anzich? sul telaio come nelle configurazioni viste prima, dall?altro risulta essere una soluzione molto pi? semplice, leggera ed economica perch? una delle due bielle del quadrilatero ? costituita direttamente dal prolungamento 31 del piantone 3 su cui viene ricavato l?asse P e l?altra viene ottenuta da un piantone 3?? identico al primo anche se molto pi? corto, fissata al telaio 4 tramite un cannotto con asse A?? parallelo ad A, e facendo a meno del complesso sistema dato dagli elementi 22 e 23 di rinvio fra piantone 3 e barra 21 delle configurazioni precedenti.

Preferibilmente proiettando sul piano M gli assi del quadrilatero si hanno le coincidenze A = A?? e P = P?? ma questo non ? un vincolo progettuale: per garantire un movimento traslatorio della barra 21 ? necessario solo che gli assi A, A??, P, P?? siano tutti paralleli fra loro e che le distanze siano uguali almeno a coppie: in figura si ha che le distanze fra A, A?? e P?P?? sono uguali cos? come quelle fra A e P, A?? e P??.

Relativamente al maggior carico sostenuto da questa soluzione di sistema di sterzo si ricorda che se ci confrontiamo ad una motocicletta, nel nostro caso le forze di molleggio si scaricano sulla parte bassa del telaio tramite i fulcri dei bracci spinti 6?, 6?? e del bilanciere 18, mentre in frenata a sterzo dritto se una moto con un solo disco pu? far avvertire una coppia sterzante al manubrio a causa della cedevolezza delle parti, in questo caso una forza frenante asimmetrica causata ad esempio da un fondo stradale con attrito diverso sotto le ruote 9?, 9?? non pu? causare uno spostamento trasversale della barra e quindi una coppia sullo sterzo per avere il braccio a terra trasversale nullo. Da notare infine che in ogni caso i piantoni sul telaio sono due (3, 3??) e quindi una quota parte dei carichi flessionali sarebbe comunque assorbito dal piantone 3?? non connesso al manubrio.

- In Figura 11 si mostra il veicolo di figura 8, quindi con il doppio piantone 3, 3? in condizioni di manubrio dritto a sinistra e sterzato 30? a destra in condizioni di blocco di rollio attuato per cui il piano mediano M del veicolo risulta ortogonale al terreno. Per facilitare la lettura si ? omessa la ruota di sinistra in modo da vedere meglio quali componenti sono interessati nella sterzata. Per le spiegazioni si fa riferimento a quanto gi? descritto per le figure 8, 9 e 10.

- In Figura 12 si mostra il veicolo di figura 8 modificato nella parte relativa alla sospensione e al blocco di rollio: il movimento di molleggio e di rollio viene realizzato grazie ad una opportuna variazione di lunghezza di due gruppi di guide telescopiche non sterzanti 141?, 142? e 141??, 142??, poste simmetricamente rispetto a piano medio M che sostituiscono funzionalmente i bracci spinti 6?, 6??.

Rispetto ai veicoli rappresentati nelle figure 4, 5, 6 e 7 le guide telescopiche sono diventate quattro per fare in modo che lo spostamento di ciascuna ruota sia determinato da due accoppiamenti cilindrici anzich? uno perch? altrimenti si potrebbe avere una rotazione indesiderata attorno all?asse dell?accoppiamento cilindrico residuo. Dette guide cilindriche hanno una prima parte fissata al telaio 4 e una, opposta alla prima, all?elemento 5?, 5??, che mantiene lo stesso collegamento con l?elemento 2?, 2?? attraverso l?asse B?, B?? gi? descritto a proposito della figura 8 perch? i componenti interni alla ruota non variano se non per il fissaggio creato sul fusello 2?, 2?? per montare il bilanciere 24, tramite le cerniere sferiche 26?, 26?? poste alle sue opposte estremit? che comanda il valore effettivo di compressione del gruppo molla ammortizzatore 28.

Dette cerniere cilindriche 26?, 26?? devono permettere sia la rotazione legata alla sterzata delle ruote 9?, 9?? (sterzata di tipo cinematico perch? le cerniere sferiche 13?, 13?? si trovano ancora sugli assi J?, J?? come descritto per figura 8) che il rollio del veicolo (ovvero l?inclinazione del piano M rispetto al piano stradale) che si traduce in un diverso scorrimento fra i gruppi telescopici 141?, 142? di pertinenza della ruota 9? da quelli 141??, 142?? di pertinenza della ruota 9??, nonch? il molleggio, che pu? essere simmetrico quando dovuto ad un maggior carico a bordo o ad un ostacolo affrontato contemporaneamente con le due ruote, o asimmetrico quando l?ostacolo viene affrontato con una sola ruota. Detto molleggio si traduce in un accorciamento del gruppo telescopico di pertinenza della ruota interessata ed ?, dal punto di vista del movimento che deve assorbire la cerniera sferica, identico a quanto avviene per la ruota interna alla curva nel rollio.

Ovviamente la corsa dei gruppi telescopici deve permettere anche una parte in estensione perch? rispetto alla marcia in rettilineo, al momento in cui il veicolo rolla, i due gruppi della ruota esterna alla curva si devono allungare della stessa quantit? di cui si accorciano quelli della ruota interna a partire da un uguale valore di lunghezza determinato dal carico cui l?avantreno era sottoposto prima di affrontare il rollio stesso.

Poich? il bilanciere 24 si muove trasversalmente seguendo la sterzata del veicolo, deve variare la sua lunghezza perch? le ruote nella sterzata cinematica si divaricano fra di loro, quindi per permettere detta variazione di lunghezza le cerniere sferiche 26?, 26?? di estremit? sono montate su terminali sfilabili 27?, 27?? del bilanciere 24. Affinch? in sterzata il gruppo molla ammortizzatore 28 non cambi lunghezza, ovvero al pilota non venga richiesto un carico aggiuntivo in sterzata per vincere tale variazione, anche il fissaggio superiore dell?ammortizzatore 28 deve seguire il movimento di sterzata; perci?, il fissaggio superiore del gruppo molla ammortizzatore 28 ? ricavato su una sporgenza 32 solidale al piantone 3.

Il gruppo molla ammortizzatore 28 ha dei fissaggi di estremit? particolari perch? a lui ? demandata sia la funzione di resistere alla coppia di caduta una volta attuato il tamburo del blocco di rollio 29 che di mantenere centrato il bilanciere 24 fra le due cerniere sferiche 26?, 26?? sfilabili alle estremit?: superiormente la forchetta dell?ammortizzatore 28 ? fissata tramite un accoppiamento puramente cilindrico di asse U ortogonale ad A, sulla sporgenza 32 del piantone e non con una cerniera sferica come normalmente si fa sugli ammortizzatori comuni che utilizzano per tale funzione dei silent-block in gomma se non addirittura dei giunti sferici veri e propri, mentre inferiormente, per evitare rotazioni indesiderate, si pone la cerniera sferica 30 di collegamento fra gruppo ammortizzatore 28 e bilanciere 24 con il proprio centro sulla congiungente i centri di quelle di estremit? 26?, 26??.

I gradi di libert? che lo snodo sferico 30 deve rendere possibile per il corretto funzionamento del gruppo ammortizzatore 28 e bilanciere 24 sono due: una rotazione diretta come l?asse S dell?ammortizzatore per permettere al bilanciere 24 di mantenere una giacitura trasversale come la barra di sterzo 21 durante la sterzata quando invece il corpo dell?ammortizzatore 28 segue la rotazione imposta dal piantone 3 tramite la sporgenza 32 e il gi? ricordato accoppiamento cilindrico lungo l?asse U; l?altro grado di libert? che la sfera 30 deve rendere possibile ? l?inclinazione del bilanciere per assecondare rollio e molleggio lungo l?asse T. Entrambe le richieste sono chiaramente soddisfatte se il centro della cerniera 30 ? posto nell?intersezione degli assi S e T.

La cerniera 30 permette per? una ulteriore rotazione ortogonale alle altre due descritte che per un funzionamento corretto del sistema non deve introdurre movimenti aggiuntivi; tale condizione ? soddisfatta perch? il centro della cerniera 30 oltre ad essere sulla congiungente fra S e T ? anche sulla congiungente i centri delle altre due di estremit? 26?, 26?? per cui il grado di libert? temuto ? in realt? gi? presente sia per effetto delle cerniere sferiche sia per gli elementi sfilabili 27?, 27?? e quindi quello dovuto alla cerniera sferica 30 risulta ridondante con essi e non introduce indesiderati movimenti aggiuntivi.

Il tamburo del blocco 29 avr? una parte 291 solidale al bilanciere 24 mentre l?altra 292 sar? guidata nel rollio tramite una rotazione lungo l?asse T del tamburo stesso, dal gruppo molla ammortizzatore 28 tramite un collare cilindrico coassiale ad S che lascia la possibilit? al gruppo molla ammortizzatore di ruotare al suo interno per mantenere la rotazione lungo il proprio asse S imposta dalla cerniera all?estremit? superiore di asse U.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1) Avantreno di veicolo rollante dotato di:

- Un manubrio 31 solidale ad un piantone 3 fulcrato al telaio 4 lungo l?asse di sterzo A

- almeno una ruota 9 sterzante attorno ad un asse B, supportata da un elemento 6 di un meccanismo non sterzante collegato al telaio 4 in grado di permettere il suo movimento di molleggio

- un cinematismo che permetta la trasmissione dell?angolo di rotazione del manubrio 31 lungo l?asse A all?angolo di sterzata della ruota 9 lungo l?asse B

caratterizzato dal fatto che detto sistema di trasferimento dell?angolo di rotazione del manubrio 31 alla ruota 9 consiste in un meccanismo a forbice costituito da due elementi 1 e 2 e tre cerniere lungo assi C, C?, C?? paralleli fra loro e preferibilmente ortogonali agli assi A e B e caratterizzato dal fatto che uno di detti due elementi -preferibilmente il 2- integra il fusello 7 e quindi l?asse di rivoluzione G della ruota sterzante 9 nonch? la parte fissa del freno: ceppi nel caso di freno a tamburo, pinza 11 nel caso di freno a disco

2) Veicolo come da rivendicazione 1 in cui la traiettoria che segue l?elemento 2 (comprendente il fusello 7 e la parte fissa del freno) durante la frenata ? governata dalla collaborazione dell?elemento 1 del rinvio e al cinematismo della sospensione (per esempio ai bracci spinti 6, 6? di figura 2; 6?, 6?? di figura 8 o ancora alle guide telescopiche 14?, 14?? di figura 6). Tale controllo ? finalizzato a governare l?effetto di affondamento della sospensione in frenata tramite il controllo della posizione del centro di istantanea rotazione del punto di contatto a terra della ruota 9 che in frenata si assume appartnere all?elemento 2 di invenzione.

3) Veicolo come da rivendicazione 1 in cui gli assi C?? e B hanno ordine invertito (come descritto ad esempio nei casi ?b1? e ?b2? di figura2), ovvero C?? non collega il fusello 7 integrato nell?elemento 2 del rinvio a forbice al perno di sterzo 5 bens? il perno di sterzo 5 al supporto 6 della sospensione e B non collega il perno di sterzo 5 al supporto della sospensione 6 bens? il fusello 7 integrato nell?elemento 2 al perno di sterzo 5, in modo che durante l?affondamento il perno di sterzo 5 e il suo asse di sterzo B possano cambiare inclinazione rispetto al supporto della sospensione 6 e quindi il veicolo possa cambiare avancorsa in funzione della geometria del quadrilatero costituito dagli elementi 1, 2 e 6.

4) Veicolo come da rivendicazione 1 in cui il meccanismo a forbice a due elementi ? caratterizzato dal fatto di avere il primo elemento 1 connesso al piantone di sterzo 3 e quindi al manubrio 31 tramite una cerniera cilindrica C ortogonale all?asse A di rotazione del piantone 3, il secondo 2 connesso al primo 1 tramite una seconda cerniera cilindrica C? parallela alla prima C e all?elemento 6 del meccanismo non sterzante che guida il molleggio della massa non sospesa della sospensione, tramite una cerniera sferica 13 che il cinematismo della sospensione mantiene sull?asse di sterzo A durante il molleggio.

5) Veicolo come da rivendicazione 4 in cui il centro sfera 13 ? situato al di fuori dell?asse di sterzo del manubrio A e l?elemento 1 del rinvio di sterzo a forbice risulta diviso in due parti 1a e 1b in grado di ruotare relativamente fra loro attorno ad un asse D incidente con l?asse A di sterzata del piantone 3 in modo che in sterzata il cinematismo di rinvio a forbice a due elementi possa introdurre un angolo di camber aggiuntivo della ruota 9.

6) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il meccanismo non sterzante collegato al telaio 4 in grado di permettere il movimento di molleggio della sospensione ? costituito da gruppi telescopici 14?, 14?? fissati al telaio 4 stesso e quindi non sterzanti

7) Veicolo come rivendicazione 6 in cui il gruppo molla ammortizzatore 8 si trova fra l?elemento superiore 1 del meccanismo a forbice ed il piantone 3.

8) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5 in cui il meccanismo non sterzante collegato al telaio in grado di permettere il movimento di molleggio della sospensione ? costituito da uno ? pi? bracci spinti 6

9) Veicolo rollante dotato di due ruote anteriori 9?, 9?? in posizione di simmetria rispetto al piano longitudinale M solidale al telaio 4 e definito dall?asse di sterzo A del piantone 3 e dal punto medio dell?asse posteriore che pu? essere dotato di una o due ruote. Le ruote anteriori 9?, 9?? sono girevolmente connesse agli elementi 2?, 2?? tramite gli assi G?dx, G?sx, detti elementi 2?, 2?? presentano anche delle cerniere C?dx, C?sx parallele a G?dx, G?sx, di connessione agli elementi 1?, 1??. Gli elementi 1?, 1?? e 2?,2?? costituiscono due rinvii a forbice, ciascuno di rispettiva pertinenza alla ruota 9?, 9?? e vengono azionati dalla barra di sterzo 21 attraverso due cerniere sferiche 13?, 13?? poste all?estremit? posteriore degli elementi 1?, 1??. Detta barra di sterzo 21 ? caratterizzata dal fatto che l?asse C che unisce i centri delle cerniere sferiche 13?, 13??, si muove comandato univocamente dal manubrio 13 rimanendo sempre ortogonale al piano M e ad una altezza rispetto al terreno imposta dal cinematismo utilizzato per muoverla. Detto cinematismo pu? essere costituito da un accoppiamento cilindrico trasversale 42 ricavato sul telaio 4 in cui la barra 21 viene spostata trasversalmente dal piantone 3 tramite un rinvio meccanico di elementi 231 e 232 e asse di comando P, un quadrilatero fissato al telaio 4 costituito da due bielle 43?, 43?? con assi PA?, PA??, PP?, PP?? tutti paralleli fra loro e a P o al preferito quadrilatero ottenuto direttamente dal piantone 3 tramite la sporgenza 31 che termina con l?asse di comando P, associato ad un secondo piantone di asse A?? parallelo ad A. Il movimento di molleggio della sospensione e di rollio ? ottenuto tramite i bracci spinti 6?, 6?? dotati di comune fulcro E sul telaio 4 che presentano anteriormente delle cerniere di assi C?? dx e C??sx, paralleli fra loro e all?asse E, su cui vengono connessi gli elementi 5?, 5?? a loro volta fulcrati agli elementi 2?, 2?? lungo gli assi di sterzo B?, B??. Le tracce sul piano M, degli assi C, E, C?dx coincidente con C?sx, C??dx coincidente con C??sx, in condizioni di sterzo dritto, formano un parallelogramma.

10) Veicolo rollante come da rivendicazione 9 ma con la differenza che il movimento delle cerniere di assi C??dx e C??sx, anzich? essere determinato dai bracci spinti 6?, 6??, fulcrati lungo l?asse E al telaio 4, risulta essere rettilineo lungo la direzione data dagli assi W1, W2, W3, W4 delle guide rettilinee: 141?, 142? per l?asse C??sx sull?elemento 5? e 141??, 142?? per l?asse C??dx l?elemento 5??. Gli assi W1, W2, W3, W4 devono essere paralleli fra loro ma non necessariamente paralleli agli assi A?, A??, B?, B?? anche se la condizione preferita vede tutti gli otto assi citati paralleli fra loro. Dette guide sono costituite da gruppi telescopici dotati di accoppiamenti cilindrici di cui la parte superiore ? resa solidale al telaio 4 mentre quella inferiore come gi? detto contiene gli assi C??sx e C??dx di connessione agli elementi 5?, 5?? che, assieme agli elementi 2?, 2??, le ruote 9?, 9?? e i rispettivi assi B?, B?? e G?dx, G?sx, rimangono i medesimi della rivendicazione 9. L?elemento molleggiante adesso ? invece ricavato da un gruppo molla ammortizzatore 28 fissato superiormente alla sporgenza 32 del piantone 3 lungo un accoppiamento cilindrico di asse U, ortogonale ad A e inferiormente tramite una cerniera sferica 30 posta sia sulla congiungente degli assi S (diretto come lo stelo del gruppo molla ammortizzatore 28) e T (asse di rotazione relativa delle due parti del freno a tamburo, disco o nastro utilizzato per effettuare il blocco di rollio) che sulla congiungente delle due ulteriori cerniere sferiche 26?, 26?? poste ad altrettante estremit? allungabili 27?, 27?? del bilanciere 24 per connetterlo agli elementi 2?, 2??. Il freno a tamburo 29 ha due parti coassiali lungo T, di cui la parte 291 ? solidale al bilanciere 24 e la parte 292 ? guidata nell?inclinazione relativa fra ammortizzatore 28 e bilanciere 24, durante il rollio e il molleggio asimmetrico delle ruote, tramite una cerniera cilindrica coassiale a S all?ammortizzatore 28.