IT8046870A1 - Procedimento e dispositivo per la servoassistenza idraulica di un movimento sterzante di un volante di guida ad azionamento manuale - Google Patents

Description

D E S C R ? Z I O N E

di Brevetto di Invenzione Industriale per il trovato avente per titolo: "PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER LA SER-VOASSISTENZA IDRAULICA DI UN MOVIMENTO STERZANTE DI UN VO-LANTE DI GUIDA AD AZIONAMENTO MANUALE",

R IA S S U N T O

Procedimento per la servoassistenza idraulica di un movimento sterzante nel quale una valvola di comando alimenta con un liquido idraulico un cilindro operatore provvisto di uno stelo su un solo lato, il quale inoltre prevede la creazione, nella valvola di comando, a parit?,di forza agente sul volante di guida ad azionamento manuale, di pressioni di lavoro differenti per i due lati contrapposti del pistone in guisa che la servoassistenza idraulica avviene allo stesso modo per entrambe le direzioni di sterzatura, a pariti di forza di azionamento.

Dispositivo per l'attuazione del procedimento di cui sopra il quale comprende una valvola di comando che presenta uno o pi? pistoni di comando i quali sono scorrevolmente o girevolmente posti dentro ad un corpo di valvola e dove sono previste, tra i pistoni di comando ed il corpo della valvola, delle spallature-pilota, nel quale inoltre le spallature-pilota di.mandata e le spallature-pilota di ritorno per le camere operatrici (11, 11') del cilindro operatore (12) sono conformate in modo diverso cos? che le spallature-pilota (9, 14'), preposte a regolare la servopressione per la camera operatrice dove ? prevista la maggiore superficie (110) del pistone, generano, lungo il percorso attraverso la valvola, una minore resistenza di strozzatura.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione in oggetto concerne un procedimento e un dispositivo per la servoassistenza idraulica di un movimento sterzante di un volante di guida ad azionamento manuale nel quale una valvola di comando alimenta con un adatto liquido idraulico.un cilindro operatore provvisto di uno stelo o asta su un solo lato.

Per i servosterzi idraulici ? oggi auspicabile, per motivi costruttivi e/o di costo, l'utilizzo di un solo cilindro operatore idraulico che presenta una sola asta la quale, derivandosi. da un lato soltanto del pistone, rende disponibili, sul pistone, delle superfici attive con aree differenziate .

Un servosterzo provvisto di un cilindro operatore di questo tipo e per esempio illustrato in DE-OS 1959020

Simili stervosterzi hanno per? lo svantaggio di rendere disponibili, in conseguenza delle differenti superiici attive del pistone, delle forze sterzanti asimmetriche. Degli errori di tolleranza che ad esempio provocano l'insorgere di pressioni diverse nelle due camere operatrici, possono addirittura aumentare queste differenze di forza sterzante. Per il guidatore questo significa che, a parit? di forza sterzante, la forza di azionamento alla quale sottoporre il volante ? differente tra sinistra e destra.

Lo scopo principale della presente invenzione ? quello di proporre un procedimento e un dispositivo riguardanti un servosterzo del tipo sopra citato mediante i quali, nonostan te l'impiego di un cilindro provvisto di asta su un solo lato, si evita una guida asimmetrica durante la marcia.

Secondo l'invenzione questo scopo viene raggiunto facendo in modo che la valvola di comando, a parit? di forza di azionamento impressa al volante, crei.delle differenti pressioni di lavoro sui due lati contrapposti del pistone del cilindro operatore cosi che la servoassitenza idraulica risulti uguale, a parit? di forza di azionamento, per entrambe le direzioni di sterzatura,

Mentre fino ad ora nella valvola di comando si avevano per entrambe le direzioni di sterzatura delle pressioni uguali, conformemente all'invenzione in questo modo si.opera con due pressioni operatrici differenti. Secondo l'invenzione dunque si.viene ad avere una valvola con caratteristiche asimmetriche ,

Nella camera operatrice presentante la maggiore superficie attiva del pistone in pratica si applica una corrispondente "minore pressione di lavoro" cos? che la spinta generata dal pistone ? uguale a quella ottenuta con l'altra camera operatrice.

Un dispositivo conforme all'invenzione per l'attuazione del procedimento mediante una valvola di comando la quale comprende uno o pi? pistoni di comando i quali sono alloggiati la un corpo di valvola in maniera da poter effettuare traslazion? e/o rotazioni e dove tra il pistone o i pistoni di comando e il corpo della valvola sono previste delle spallature-pilota secondo il trovato ? costituito in modo tale che le spallature-pilota di mandata e di ritorno per le camere operatrici del cilindro operatore sono conformate diversamente, vale a dire in modo tale che le spallature-pilota atte a regolare la servopressione della camera operatrice dove ? prevista la maggiore superficie del pistone sono atte a generare in corrispondenza della valvola una minore resistenza di strozzatura.

Con questo procedimento si ottengono, in maniera estremamente semplice, le necessarie differenti pressioni per le due camere operatrici.

Questa soluzione pu?, secondo l'invenzione, essere applicata ai diversi tipi costruttivi d? valvole di comando, per esempio a valvole con pistone rotante, a movimento assiale o rotante.

Conformemente all'invenzione la semplice realizzazione di spallature-pilota differenziate consiste nel fatto che il pistone o i pistoni di comando con superficie maggiore presentano degli alloggiamenti pi? grandi rispetto alle spallature-pilota per l?altra camera operatrice.

Un'altra soluzione conforme all'invenzione si sostanzia nel fatto che, specialmente per una valvola a pistone rotante con effetto idraulico retroattivo, i due corpi cilindrici che sf.trovano alle estremit? di entrambi i pistoni di comando presentano dei diametri attivi o efficaci differenti cosi che il corpo cilindrico relativo alla camera operatrice dove ? prevista la maggiore superficie del pistone presenta un diametro efficace minore.

Anche con questo dispositivo si generano delle pressioni differenti nelle due camere operatrici.

Qui di seguito vengono descritte, con riferimento alle figure delle allegate tavole-disegni, alcune forme di realizzazione dell'invenzione, peraltro date a titolo puramente esemplif ?cat?vo.

La FIG. 1 mostra una sezione trasversale di una valvola di comando del tipo a pistone rotante.

La FIG, 2 ? una sezione longitudinale d? una valvola d? comando del tipo a cassetto assiale..

La FIG. 3 ? una sezione trasversale di una valvola di comando del tipo a cassetto rotante.

La FIG. 4 ? una sezione trasversale di una valvola di comando a pistone rotante con effetto idraulico retroattivo.

La FIG. 5 mostra un diagramma pressione/coppia.

Nella allegata FIG, 1 e rappresentata una valvola di comando che comprende un corpo di valvola (2) e due pistoni di comando (4a) e (4b) della valvola, disposti nella camera di mandata dell'olio, i quali presentano un foro, rispettivamente (5 e 6), dove agiscono delle spine che sono preposte all'azionamento dei pistoni della valvola di comando.

Il corpo (2) della valvola ? dotato di un foro (7) attraverso il quale un albero di torsione trasmette il moto rotatorio proveniente da un usuale albero dello sterzo, quest'ultimo non rappresentato, ad un pignone che a sua volta fa capo ad una cremagliera. Questo collegamento meccanico tra un volante e le ruote sterzanti permette,di guidare il veicolo anche quando il sistema idraulico ? danneggiato e/o inutilizzabile, Attraverso una conduttura (8) il mezzo fluido viene immesso nella valvola di comando (1). Il mezzo fluido, o pi? semplicemente il fluido, raggiunge dapprima una spellatura-pilota (9) di mandata e poi.il pistone (4a) della Valvola di comando,inoltre perviene ad una spallatura-pilota (9').di mandata, e successivamente al pistone {4b), ed ?nfine, attraverso le condutture (10 e 10')/ si immette nelle camere operatrici (11 e 111) d? un cilindro operatore (12) che presenta uno stelo su un solo lato. Si fa notare che la camera operatrice (11') ? quella dove ? prevista la superficie attiva pi? estesa del pistone. Attraverso i punti di derivazione (13) e (13'), e tramite rispettive spallaturapilota di ritorno (14) sul pistone di comando (4b) e spallatura-pilota di ritorno (141) sul pistone di.comando (4a), il fluido passa dal foro (15a) del corpo (2) della valvola (1) nella conduttura di ritorno (15).

Le spallature-pilota (9 e 14'), che regolano la pressione della camera operatrice (111), provocano, unitamente a degli adeguati alloggiamenti che sono stati rappresentati in scala maggiore per chiarezza di disegno, una resistenza di strozzatura che ? inferiore a quella prodotta dalle spallature-pilota (9') e (14) per la camera operatrice (11) per cui nella conduttura (10') si avr? una pressione minore.

Con una opportuna disposizione delle diverse regolazioni in questo modo si pu? ottenere una servoassistenza idraulica di uguale intensit? nelle due direzioni di azionamento nonostante le differenti superfici attive del pistone. La FLG?. 2 mostra un'altra forma di realizzazione conforme all'invenzione dove la valvola di comando ? del tipo comunemente detto a cassetto assiale.

in questa valvola di comando le parti che corrispondono ad

analoghe parti della FIG. 1 sono state contrassegnate con gli stessi numeri di riferimento.

Una rotazione del volante di guida viene trasmessa al pistone (4) della valvola di comando il quale si sposta assialmente. Anche in questo esempio di realizzazione le spallature-pilota (9) e (141) creano una minore resistenza di strozzatura di quella prodotta dalle spallature-pilota (9') e (14), e ci? a causa dell'alloggiamento relativamente maggiore, per cui nella conduttura (10') si ottiene la desiderata pressione inferiore.

La FIG. 3 mostra un ulteriore esempio di realizzazione dell'invenzione dove la valvola di comando ? del tipo comunemente detto a cassetto rotante.

La mandata del fluido avviene attraverso le condutture (8, 8a, 8b, 8c) e le altre spallature-pilota di mandata (9) fino a raggiungere la camera operatrice a superficie minore (11), e attraverso le tre spallature-pilota di mandata (9?) fino a raggiungere la camera operatrice a superficie maggiore (11').

Il ritorno del fluido avviene attraverso le rispettive tre spallature-pilota di ritorno (14 e 14?).e i tre fori radiali (15a), 15b e 15c) che sono operati nel pistone (4) della valvola di comando fino a raggiungere infine la conduttura di ritorno (15).

Come,per i due esempi di realizzazione di cui alle FIGG. 1 e 2 le spallature-pilota. (91 e 14) presentano, in relazione alla camera operatrice (111) a superficie maggiore, degli alloggiamenti pi? grandi.

Nella FIG. 4 e rappresentata una valvola d? comando del tipo comunenemente detto a pistone rotante con effetto idraulico retroattivo; anche qui a particolari costruttivi analoghi corrispondono gli stessi numeri di riferimento.

Le sedi nelle quali i due pistoni (4a e 4b) della valvola di comando possono scorrere assialmente sono chiuse, da un lato, mediante dei corpi cilindrici (20 e 21). Tra i due pistoni di comando (4a e 4h) e i corpi cilindrici (20 e 21) si viene a formare una camera anulare (22 e 23). Entrambe le camere anulari sono singolarmente collegate con un foro (24 e 25) e con una scanalatura anulare (26 e 27). Alla estremit?. opposta i due pistoni di comando sono provvisti di una scanalatura anulare (28 e 29). Queste scanalature anulari sono collegate con la camera di pressione (30), ovviamente con riferimento a quei pistoni di comando che vengono spostati, in una direzione che ? contrapposta a quella occupata dai corpi,cilindrici. E' evidente che nel caso di spostamento nella direzione opposta il collegamento tra le scanalature e la camera di pressione ? chiuso.

Questa valvola di comando funziona in maniera tradizionale per cui qui.di seguito non viene descritta in modo dettagliato. Le scanalature anulari (22 e 23) sono sempre collegate, anche se non espressamente rappresentato, alle scanalature d? mandata (23 e 29) che si trovano sul lato opposto. Si sar? certamente notato che ? due corpi cilindrici (20 e 21) hanno due diametri differenti. Per questo motivo il corpo cilindrico pi? piccolo (21) oppone una maggiore resistenza alla forza manuale. Poich? esso agisce sulla camera operatrice (11') dove ? prevista la maggiore superficie (110) del pistone, la forza manuale viene trasformata in "minore pressione di lavoro" per la maggiore superficie (110) del pistone.

Nella FIG, 5 ? riportato, per una migliore comprensione della invenzione, un diagramma pressione/coppia. In ordinata ? stata posta la pressione nel cilindro e in ascissa la coppia agente sul volante (da sinistra a destra). Il riferimento numerico (30) si riferisce alla linea caratteristica per la camera grande del cilindro mentre il riferimento numerico (31) si riferisce alla linea caratteristica per la camera piccola dello stesso cilindro. Come appare evidente, le linee caratteristiche hanno un andamento diverso nella parte .determinante. che ? quella inferiore, del diagramma.

Ad una stessa coppia al volante di guida corrispondono delle differenti pressioni per l? direzioni di sterzatura a destra o a sinistra nella corrispondente camera del cilindro, La pressione relativa alla camera pi? piccola del cilindro ? pi? elevata per cui, conformemente all'invenzione

Claims (6)

R I V E N D I C A Z I 0 N I

1) Procedimento per la servoassistenza idraulica di un movimento sterzante di un volante di guida ad azionamento manuale, secondo quanto precedentemente descritto, nel quale una valvola di comando alimenta con un liquido idraulico un cilindro operatore provvisto di uno stelo su un solo lato, caratterizzato per il fatto di prevedere la creazione, nella valvola di comando, a parit? di.forza agente sul volante di guida ad azionamento manuale, di pressioni di lavoro differenti per ? due lati contrapposti del pistone in guisa che la servoassistenza idraulica avviene allo stesso modo per entrambe le.direzioni d? sterzatura, a parit? di forza di azionamento.

2) Dispositivo per la realizzazione del procedimento conforme alla rivendicazione 1, secondo quanto precedentemente descritto, del tipo comprendente una valvola di comando che presenta uno o pi? pistoni di comando i quali sono scorrevolmente o girevolmente posti dentro ad un corpo di valvola e dove sono previste, tra i pistoni di comando ed il corpo della valvola , delle spallature-pilota, caratterizzato dal fatto che le spallature-pilota di mandata e le spallaturepilota di ritorno per le camere operatrici (11, 11') del cilindro operatore (12) sono conformate in modo diverso cosi che le spallature-pilota (9, 14'}, preposte a regolare la servopress?one per la camera operatrice dove ? prevista la maggiore superficie (310) del pistone, generano lungo il percorso attraverso la valvola, una minore resistenza di strozzatura.

3) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato per il fatto che il pistone o i pistoni (4a, 4b) presentano, in corrispondenza delle spallature-pilota (9, 14') per la camera operatrice (111) dove ? prevista la maggiore super-' ficie (110) del pistone, degli alloggiamenti pi? grandi di quelli che competono alle spallature-pilota (9', 14) relative all'altra camera di lavoro (11),

4) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che nella valvola d? comando, del tipo a pistone rotante con effetto idraulico retroattivo, dei corpi cilindrici (20, 21) che sono rispettivamente posti ad una estremit? di due pistoni di comando (4a, 4b) presentano un diametro attivo differente cosi che il corpo cilindrico (21) che corrisponde alla camera operatrice (11') dove ? prevista la maggiore superficie (110) del pistone ? dotato di un diametro attivo minore,

5) Procedimento secondo guanto precedentemente descritto.

6) Dispositivo secondo quanto precedentemente descritto ed illustrato nelle allegate tavole-disegni ed agli scopi dianzi specificati.