IT8903695A1 - Dispositivo di orientamento della ruota anteriore direttrice di motoveicoli. - Google Patents

Description

comando (16) cinematicamente collegata, tramite organi di trasmissione meccanica (17, 18), al manubrio del motoveicolo. (Fig.3)

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo di orientamento della ruota anteriore direttrice di motoveicoli.

Dal Brevetto Italiano n. 1 171971 a nome della medesima Richiedente, ? noto un dispositivo di orientamento che si propone di risolvere i problemi propri delle sospensioni anteriori dei motoveicoli, comunemente note col nome di "forcelle", I problemi di queste forcelle, costituite essenzialmente da una coppia di ammortizzatori telescopici disposti da bande opposte della ruota anteriore e supportanti il perno della ruota, consistono nella diversa reazione dei due ammortizzatori e nella incapacit? di questi ultimi di assorbire facilmente le piccole asperit? del suolo e contemporaneamente di opporsi in modo progressivo alle grandi asperit? del suolo.

Lo stesso dispositivo di orientamento si proponeva altres? di risolvere nuovi problemi nati con precedenti dispositivi di orientamento in grado di risolvere i problemi tipici delle forcelle ma necessitanti di ruote direttrici non simmetriche e non in grado di consentire la realizzazione di? un motociclo efficiente e facilmente conducibile.

Il dispositivo di orientamento secondo il citato Brevetto Italiano constava di un primo mozzo, recante la ruota anteriore, di un secondo mozzo, coassialmente interno al primo e girevole rispetto ad esso, di un perno di sterzatura, perpendicolarmente interno al secondo mozzo e girevole rispetto ad esso attorno al proprio asse, e di un perno di rotolamento perpendicolare al perno di sterzatura e ad esso solidale.

Il perno di rotolamento era solidale al telaio del motoveicolo tramite un sistema meccanico a quadrilatero articolato che gli impediva rotazioni attorno al proprio asse. Il secondo mozzo era provvisto di una leva fuoriuscente dal primo mozzo ed articolata, con la sua estremit? esterna, a mezzi di comando azionati dal manubrio del motoveicolo .

Il dispositivo di orientamento proposto prevedeva l'impiego di mezzi di comando idraulici, ad esempio un cilindretto fluidodinamico interposto tra la leva del secondo mozzo e la biella del quadrilatero articolato, asserviti al manubrio del motoveicolo.

Un siffatto sistema, anche se da un lato sembra attuale pensando ai servosistemi adottati nella maggior parte degli autoveicoli per renderli pi? facilmente manovrabili, presenta per? notevoli svantaggi inaccettabili per un motoveicolo per uso stradale e, maggiormente, per un motoveicolo da competizione.

In primo luogo si ha il problema della sicurezza poich? il cilindretto fluidodinamico funziona solo se collegato ad un impianto idraulico in pressione. Ci? pu? essere ottenuto od utilizzando il motore del motoveicolo stesso per mettere in pressione un circuito idraulico cui viene collegato il cilindretto fluidodinamico, oppure collegando quest'ultimo ad un circuito idraulico indipendente e mantenuto in pressione da un serbatoio con gas in pressione.

Entrambi le soluzioni presentano degli inconvenienti: la prima necessita del motore del motoveicolo acceso per il governo della ruota anteriore e la seconda necessita di una manutenzione ordinaria periodica con frequenza abbastanza contenuta.

Il gas contenuto entro il rispettivo serbatoio deve essere infatti mantenuto ad una elevata pressione, dell'ordine di qualche decina di atmosfere, per poter svolgere efficacemente il suo compito, ma questa elevata pressione facilita le perdite e non pu? venire reintegrata mediante l'ausilio di normali e poco costosi compressori . Risulta evidente che, anche se il serbatoio con gas in pressione garantisce una sicurezza di funzionamento anche a motore spento, questa sicurezza ? limitata nel tempo : ci? ? poco accettabile per in motoveicolo da competizione, ma totalmente inaccettabile in un motoveicolo di normale produzione per ovvii motivi.

Un altro problema ancora del sistema idraulico ? costituito dalla sua inerzia: per quanto, infatti, il fluido di azionamento del cilindretto idraulico venga sottoposto ad una elevata pressione, esso non trasmette contemporaneamente alla ruota anteriore un qualsiasi movimento impartito al manubrio. Questa inerzia, pericolosa su un motoveicolo stradale soprattutto nel caso di manovre repentine ed improvvise, risulta intollerabile in un motoveicolo da competizione dove ? fondamentale ridurre al minimo i tempi di qualsiasi manovra.

Lo scopo del presente trovato ? pertanto quello di fornire un dispositivo di orientamento per motoveicoli dotato delle necessarie caratteristiche di precisione e rapidit? di manovra tipiche delle normali forcelle e dotato altres? delle caratteristiche positive di questuitima soluzione.

Il trovato, quale esso ? caratterizzato dalle rivendicazioni, risolve il problema affrontato con un dispositivo di orientamento le cui caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati che ne rappresentano una forma di realizzazione esemplificativa e preferita, ma non limitativa, e nei quali:

la figura 1 illustra una vista schematica, in sezione trasversale e con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre, della ruota anteriore di un motoveicolo in conformit? col presente trovato;

la figura 2 illustra una vista laterale schematica della parte anteriore di un motoveicolo provvisto del dispositivo di orientamento secondo il presente trovato;

la figura 3 illustra una vista laterale schematica osservata secondo la direzione contraria a quella di cui a fig. 2 e con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Con riferimento alle figure allegate, il dispositivo di orientamento secondo il presente trovato si compone, essenzialmente, di una coppia di mozzi coassiali 9 e 10, di due perni, di sterzatura 6 e di rotolamento 8, reciprocamente solidali.

Il primo mozzo 9, esterno, ? destinato a supportare il cerchio 1a della ruota 1, mentre il secondo mozzo 10 ? disposto all'interno del primo 9 e pu? ruotare liberamente rispetto ad esso attorno al suo asse longitudinale.

Il perno di sterratura 6 ? alloggiato all'interno del mozzo 10 ? pu? ruotare attorno al suo asse 6a disposto, come visibile in fig. 1, perpendicolarmente all'asse del mozzo 10. Il perno di sterratura 6 ? disposto col suo asse 6a, di sterzatura del motoveicolo, inclinato rispetto al terreno verso il motoveicolo stesso come illustrato in fig. 2.

Il perno di rotolamento 8 ? perpendicolare al perno di sterzatura 6 e fuoriesce dal mozzo 10 in corrispondenza di rispettive asole 11 ricavate in quest'ultimo con dimensioni tali da evitare qualsiasi impedimento al perno di rotolamento 8 durante le sue oscillazioni attorno all'asse di sterzatura 6a.

Il perno di rotolamento 8 ? collegato al telaio 3 del motoveicolo per il tramite di un quadrilatero articolato 7 costituito da due bilancieri 2 e 4 e da una biella 5. I bilancieri 2 e 4 sono articolati, ad una loro estremit?, al telaio 3 e, all'altra estremit?, alle opposte estremit? della biella 5. Il perno di articolazione tra bilanciere 2 e biella 5 ? costituito dal perno di rotolamento 8 come rilevabile confrontando le figure 1 e 2. Il bilanciere 2 ? vincolato al perno di rotolamento 8 liberamente girevole rispetto ad esso, mentre la biella 5 ? vincolata al medesimo in modo solidale, ad esempio mediante un innesto scanalato (vedi fig. 1). In tal modo, il perno di rotolamento 8, rispetto al telaio 3, ha un solo grado d? libert? coincidente con la possibilit? di muoversi lungo un arco di cerchio'il cui centro coincide con l'asse di fulcro del bilanciere 2 rispetto al telaio 3. Essendo il perno di rotolamento 8 praticamente "fisso", la rotazione della ruota 1 attorno all'asse di sterzatura avviene in seguito ad una rotazione del mozzo 10 attorno allo stesso asse 6a come risulter? pi? chiaro in seguito.

Grazie a questa conformazione del dispositivo di orientamento, il bilanciere 2, che sostituisce la forcella dei tradizionali dispositivi di orientamento, pu? essere costituito da una forcella ad un solo braccio, cosicch? il perno d? rotolamento 8 viene sostenuto a sbalzo, oppure essere costituita da una forcella a due bracci come chiaramente visibile in fig. 3.

Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 1, il perno di rotolamento 8 comporta un corpo intermedio 14 al quale sono associabili, da bande opposte rispetto all'asse 8a del perno di rotolamento 8, due perni coassiali 66 materializzanti, nel loro complesso, il perno di sterzatura 6. Per migliorare la precisione e la rapidit? di movimentazione del perno 6, ciascun perno 66 pu? essere sostenuto dal mozzo 10 per il tramite di rispettivi cuscinetti 66a alloggiati in rispettive sedi ricavate nel mozzo 10 stesso ed ivi bloccati, esternamente al corpo intermedio 14, da corrispondenti coperchi di chiusura 15 (vedi fig. 1).

Una siffatta struttura dei perni di rotolamento 8 e di sterzatura 6 consente di disporre i perni 66 con i propri assi, coincidenti con l'asse di sterzatura 6a, perpendicolari ma non intersecanti l'asse di rotolamento 8a. In particolare, l'asse di rotolamento 8a viene disposto in una posizione avanzata rispetto all'asse di sterzatura 6a in modo che la ruota 1 si trovi costantemente, durante la normale marcia del motoveicolo, in una condizione di equilibrio instabile. Questa disposizione, normale in una forcella di tipo tradizionale, consente di sterzare la ruota 1 con pochissima fatica e molto rapidamente.

Il mozzo 10 comporta una leva 13 fuoriuscente dal mozzo 9 ed articolata, con la sua estremit?, ad una estremit? di una asta di comando 16 cinematicamente collegata, tramite organi meccanici di trasmissione 18, all'organo di sterzo del motoveicolo, solitamente un manubrio 23.

Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 3, i mezzi 18 sono costituiti da un bilanciere fulcrato, in un suo punto intermedio, al telaio 3 e collegato, tramite una asta di rinvio 22 ad un punto del manubrio 23 d?sassato rispetto all'asse di rotazione o di sterzo dello stesso. Il bilanciere 18, alle cui opposte estremit? sono articolate le aste di comando 16 e di rinvio 22, ? strutturato come un'asta 18a pressoch? verticale sostenuta dal telaio 3 con possibilit? di ruotare attorno al proprio asse e recante, alle proprie opposte estremit?, due bracci 18c e 17 cui sono articolate, rispettivamente, le aste di comando 16 e di rinvio 22.

Le distanze tra i vari fulcri della catena cinematica che collega il mozzo 10 al manubrio 23 sono calcolate in modo tale per cui, a manubrio 23 fermo in una qualsiasi posizione ed a forcella 2 in movimento, non si ha alcun movimento relativo tra mozzo 10 e perno di sterzatura 6.

Con un dispositivo di orientamento cos? strutturato, risulta evidente che una qualsiasi rotazione in un senso od in quello opposto, anche se di entit? irrilevante, del manubrio 23 viene immediatamente e direttamente trasmesso al mozzo 10, il quale, essendo il punto di articolazione dell'asta di comando 16 rispetto alla leva 13 disassato rispetto all'asse di sterzo 6a, viene cos? fatto ruotare attorno all'asse di sterzo 6a di un corrispondente ango-1o.

Per un migliore sfruttamento dei vari elementi costituenti il dispositivo di orientamento secondo il presente trovato, il bilanciere 4 e l'asta di comando 16 sono disposte da bande opposte della ruota 1 come rilevabile dalle figure 2 e 3.

In conformit? con una ulteriore caratteristica del presente trovato, intesa a migliorare le prestazioni del dispositivo di orientamento in oggetto, la forcella 2 comporta una staffa superiore 24 ed una inferiore 25 ad essa solidali. Alla staffa 24 ? articolata una estremit? di una bielletta 19 la cui altra estremit? ? articolata ad una estremit? di un bilanciere 20 fulcrato, in un suo punto intermedio, al telaio 3. Alla staffa 25, realizzata in due parti rettilinee congiungentisi per motivi di maggiore leggerezza, ? articolata una estremit? di un ammortizzatore 21 articolato, con l'altra estremit?, alla estremit? libera del bilanciere 20 (vedi fig. 2). Per un migliore bilanciamento delle forze in gioco e qualora la forcella 2 sia del tipo a due bracci, ciascun braccio della forcella 2 pu? comportare le staffe 24 e 25 e 1'ammortizzatore 21 pu? essere unico e disposto tra i bracci della forcella 2.

Le distanze tra i vari fulcri di questo sistema cinematico sono tali che l 'ammortizzatore 21 viene sollecitato subito quando la ruota 1 incontra asperit? del terreno e sono altres? tali che, qualora si abbiano delle sollecitazioni non direttamente influenti sulla ruota 1, quali ad esempio le masse in frenata, tali sollecitazioni vengano scaricate quasi completamente sul telaio 3 del motoveicolo prima di venire scaricate sull'ammortizzatore 21. Ci? consente una ottima risposta del motoveicolo nelle fasi di frenata su terreno accidentato : diversamente, infatti, le masse in frenata e le asperit? del terreno agirebbero entrambe nel senso di comprimere l'ammortizzatore 21 che, in tal caso, reagirebbe in modo errato.

Il trovato cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Ad esempio, il comando della rotazione del braccio 17 pu? venire impartito dal manubrio 23 attraverso un albero cardanico od una qualsiasi organo di trasmissione meccanica praticamente privo di inerzia. I-noltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Nella pratica sono ovviamente possibili delle modifiche e/o delle migliorie rientranti comunque nell'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di orientamento della ruota anteriore direttrice di motoveicoli, caratterizzato dal fatto di comprendere, essenzialmente: un primo mozzo (9) ad asse orizzontale di supporto del cerchio (1a) della ruota (1); un secondo mozzo (10) disposto coassialmente ed all'interno del primo con possibilit? di ruotare rispetto ad esso; un perno di sterzatura (6) associato al detto secondo mozzo (10) internamente ad esso con possibilit? di ruotare attorno al suo asse (6a) il quale ? inclinato rispetto all'orizzontale; un perno di rotolamento (8) solidale al detto perno di sterzatura (6), giacente su un piano perpendicolare al detto perno di sterzatura (6) e fuoriuscente dal detto secondo mozzo (10) attraverso rispettive asole (11) di dimensioni tali da non intercettarlo durante le sue rotazioni attorno al detto perno di sterzatura (6); la biella (5) ed un primo bilanciere (2) di almeno un quadrilatero articolato (7), i cui bilancieri (2, 4 ) sono fulcrati al telaio fisso (3) del motoveicolo, essendo associati, liberamente girevole e rispettivamente solidale, al detto perno di rotolamento (8) esternamente al detto secondo mozzo (10); quest'ultimo comportando una leva (13) ad esso solidale e fuoriuscente dal detto primo mozzo (9) con una estremit? alla quale ? articolata una estremit? di una rispettiva asta di comando (16) cinematicamente collegata, tramite rispettivi organi meccanici di trasmissione (17, 18), al manubrio del motoveicolo.
2. 2. Dispositivo di orientamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta asta di comando (16) ? articolata, con l'altra sua estremit?, ad una leva (17) fulcrata al telaio (3) del motoveicolo e posta in rotazione, in un senso od in quello opposto attorno al suo fulcro (17f), da organi meccanici di trasmissione (18) cinematicamente collegati direttamente al manubrio del motoveicolo.
3. 3. Dispositivo di orientamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta leva (17) coincide con un braccio di un bilanciere (18) articolato, in un suo punto intermedio, al telaio (3) del motoveicolo ed alla cui estremit? libera ? articolata una estremit? di un'asta di rinvio (22) articolata con l'altra sua estremit? in un punto disassato del manubrio (23); le dimensioni ed i fulcri dei detti manubrio (23), asta di rinvio (22), bilanciere (18), asta di comando (16) e leva di comando (13) essendo tali da impedire qualsiasi rotazione del detto secondo mozzo (10) attorno all'asse del detto perno di sterzatura (6) in seguito ad un movimento della ruota anteriore (1) rispetto al telaio (3).
4. 4 . Dispositivo di orientamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto perno di rotolamento (8) ? assialmente sfalsato rispetto al detto perno di sterzatura (6) e, rispetto alla direzione di avanzamento del motoveicolo, ? avanzato rispetto al medesimo perno di sterzatura (6).
5. 5. Dispositivo di orientamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che al detto primo bilanciere (2) ? superiormente articolata una estremit? di una bielletta (19) articolata con l'altra sua estremit? ad una estremit? di un terzo bilanciere (20) fulcrato, in un suo punto intermedio, al telaio (3) del motoveicolo; all'altra estremit? del detto terzo bilanciere (20) essendo articolata una estremit? di un ammortizzatore telescopico (21) articolato, con l'altra sua estremit?, al detto primo bilanciere (2) in un punto posto ad una quota inferiore a quella di articolazione del medesimo con la detta bielletta (19); le distanze tra i fulcri dei detti primo bilanciere (2), bielletta (19), terzo bilanciere (20) ed ammortizzatore telescopico (21) essendo tali da scaricare sul detto telaio (3) le forze non direttamente influenti sulla ruota anteriore (7).
6. 6. Dispositivo di orientamento secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.