ITAP20090007A1 - Sospensione per autoveicoli con controllo separato di beccheggio e rollio ed innovativo schema operativo di molle ed ammortizzatori - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“SOSPENSIONE PER AUTOVEICOLI CON CONTROLLO SEPARATO DI BECCHEGGIO E ROLLIO ED INNOVATIVO SCHEMA OPERATIVO DI MOLLE ED AMMORTIZZATORIâ€

CAMPO DELLA TECNICA

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di sospensioni per autoveicoli che ottimizza meccanicamente lo smorzamento dei movimenti di beccheggio e rollio. In particolar modo il sistema à ̈ in grado di gestire e regolare separatamente i due tipi di movimento attraverso un’efficace schema di funzionamento di molle ed altri componenti.

STATO DELLA TECNICA

In un’automobile, in momenti diversi o simultaneamente, si hanno movimenti che vanno in qualche modo smorzati e controllati, al fine di ottenere una guidabilità accettabile. Se si sta frenando o accelerando bruscamente si ha un movimento rotatorio intorno all’asse trasversale del veicolo, il cosiddetto beccheggio. Se si sta percorrendo una curva l’auto ruota intorno al proprio asse longitudinale, dando luogo al movimento di rollio. Le asperità e le irregolarità del terreno danno luogo infine a movimenti che hanno sia una componente traslatoria che rotatoria. Le sospensioni di una vettura dovranno quindi essere abbastanza rigide per far si che la stessa non soffra di un’inerzia eccessiva, ma nello stesso tempo dovranno essere sufficientemente cedevoli per poter ammortizzare i movimenti dovuti alle asperità del terreno. Le sospensioni classiche di un’automobile si compongono di elementi quali molle, ammortizzatori ed eventuali barre antirollio. Gli ammortizzatori, che hanno lo scopo di smorzare prontamente le oscillazioni che la carrozzeria subirebbe in presenza delle sole molle, sono di solito del tipo idraulico telescopico. La barra antirollio, unendo le due sospensioni indipendenti situate ai lati opposti dello stesso asse, limita il rollio ed il coricamento laterale della vettura durante la percorrenza di una curva. Le molteplici possibilità di taratura dei diversi componenti possono dar luogo a caratteristiche di guidabilità ben diverse fra loro, ma si tratta pur sempre di compromessi. Se ad esempio si tarano gli ammortizzatori per un maggior confort riguardo alle irregolarità del terreno, à ̈ probabile che la regolazione possa risultare parzialmente adatta anche nei riguardi del beccheggio, ma magari inopportuna se si considera il movimento di rollio. E quindi esigenze e attitudini di chi guida, caratteristiche del percorso, e numerosi altri fattori, entrano in gioco nella scelta e nelle tarature dei diversi componenti. In un sistema di sospensioni classico però, il tipo di installazione dei vari componenti limita di fatto la possibilità di avere una regolazione adatta un pò a tutte le esigenze.

PROBLEMA TECNICO DA RISOLVERE

In un sistema di sospensioni di una vettura, un passo avanti notevole sarebbe rappresentato dalla possibilità di gestire e controllare separatamente i movimenti di beccheggio e rollio. L’unica maniera per ottenere tutto ciò à ̈ quella di avere un sistema di molle ed ammortizzatori preposti allo smorzamento del beccheggio distinti da quelli che invece dovranno occuparsi del rollio. Un altro problema affrontato con la presente invenzione à ̈ quello di avere le molle di rollio che lavorano a compressione rispetto al bilanciere centrale al quale sono ancorate. Questo aspetto come si vedrà à ̈ teso a rendere molto più rapido e funzionale il montaggio dei perni cui fanno capo le molle, sul bilanciere stesso. Un sottosistema basato principalmente su un bilanciere ad L permetterà infine di moltiplicare il valore di escursione del pistone dell’ammortizzatore rispetto al movimento di rollio della vettura.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Il sistema di sospensione ha in un apposito bilanciere centrale l’elemento per così dire di raccordo dei vari elementi. Al bilanciere fa capo infatti il monoammortizzatore longitudinale, con la classica disposizione della molla attorno all’ammortizzatore, attraverso il quale viene smorzato il movimento di beccheggio. Al bilanciere sono collegate anche le ruote tramite aste, e fissati lateralmente abbiamo anche i due perni che fanno pressione sulle molle per contrastare il rollio. L’alloggiamento di queste molle à ̈ ricavato all’interno di due appositi manicotti laterali solidali con la struttura di supporto fissata alla vettura. Per far si che l’escursione del pistone dell’ammortizzatore non sia in rapporto 1:1 con il movimento di rollio della vettura à ̈ previsto un sottosistema che partendo dal bilanciere centrale termina sul corpo vettura con interposti sia l’ammortizzatore che un bilanciere ad L le cui proporzioni dimensionali consentiranno di ottenere l’opportuno fattore di moltiplicazione del movimento.

VANTAGGI DELL’INVENZIONE

I vantaggi dell’invenzione sono di tre tipologie e tutti molto importanti. Quello principale deriva dal fatto di avere la possibilità di gestire molla ed ammortizzatore longitudinale per la regolazione del beccheggio, senza che si vada ad influenzare minimamente il comportamento della vettura rispetto al rollio, che risulterà controllato da un sistema separato. Il secondo vantaggio à ̈ quello di avere le molle per il rollio che in nessun momento lavoreranno per estrarre i perni rispetto al bilanciere centrale al quale sono ancorati. Questo fa si che non si renda necessario un ancoraggio serrato e quindi complesso dei perni rispetto al bilanciere, con conseguente facilitazione delle operazioni di installazione e sostituzione degli stessi. Il terzo vantaggio à ̈ quello di poter avere l’ammortizzatore per il rollio con escursione maggiore e quindi più efficace, grazie al sistema in grado di moltiplicare in valore assoluto i movimenti di coricamento laterale della vettura.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Fig.1 à ̈ una mezza vista sezionata che mostra in dettaglio il posizionamento delle molle (1) che contrastano il rollio ed il loro collocamento all’interno dei due manicotti laterali (2) solidali con il supporto (3) fissato alla vettura. Si notano anche i perni (4) montati sul bilanciere (5) che comprimeranno o meno le molle a seconda del grado di coricamento della vettura.

La Fig.2 à ̈ una vista frontale che mette in risalto le parti che compongono il sistema in grado di moltiplicare l’escursione dell’ammortizzatore (7) rispetto al movimento del corpo vettura in fase di rollio. L’elemento fondamentale à ̈ rappresentato da un bilanciere ad L (6).

La Fig.3 à ̈ una vista laterale che pone in evidenza il monoammortizzatore con relativa molla (8) il cui compito à ̈ quello di regolare invece il beccheggio.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alla Fig.1 abbiamo nel bilanciere centrale (5) l’elemento di raccordo principale dell’intero sistema. La regolazione in fase di beccheggio à ̈ demandata ad un sistema piuttosto semplice. Un monoammortizzatore, con intorno la relativa molla, à ̈ infatti incernierato al bilanciere (5) il quale sarà libero di ruotare rispetto al proprio asse trasversale, determinando quindi l’azione di contrasto dell’ammortizzatore durante il movimento di beccheggio. I bracci delle ruote sono anche essi collegati al bilanciere (5). Il sistema che consente di ammortizzare il rollio, pur facendo capo allo stesso bilanciere (5), à ̈ gestito in maniera del tutto indipendente. Al supporto (3) sono fissati due manicotti (2) di diametro interno tale da poter ospitare le molle (1). Durante il movimento di rollio lo spostamento del bilanciere verso un lato farà sì che i perni (4) si comportino come dei pistoni comprimendo una molla con l’altra libera di allungarsi. Per la funzionalità del sistema, le molle dovranno avere un valore di precarico tale che la massima lunghezza che potranno raggiungere durante l’allungamento, sarà comunque minore della lunghezza a riposo. Lo scorrimento dei perni in senso assiale sarà consentito da un cuscinetto radiale (9) presente in ognuno dei due manicotti. Durante il movimento di beccheggio invece il sistema ruoterà rispetto all’asse dei perni, motivo per il quale sarà necessario l’utilizzo di un cuscinetto assiale (10). Tale cuscinetto verrà montato su di un pezzo denominato “centraggio†(11), il quale provvederà anche ad allineare gli assi della molla e del perno. Il cuscinetto sarà bloccato assialmente dalla forza prodotta dalla molla stessa. Un ulteriore accorgimento viene adottato per ottimizzare il sistema rispetto al rollio. Con riferimento alla Fig.2 à ̈ previsto l’ammortizzatore di rollio (7) ancorato in basso al corpo della vettura, ed in alto con l’estremità del lato lungo di un bilanciere ad L (6). L’altra estremità del bilanciere ad L (6) viene invece incernierata al bilanciere centrale (5) mediante un’asta (12). L’asse di rotazione del bilanciere ad L (6) à ̈ fissato sul vertice intermedio (13). In questo modo l’ammortizzatore potrà svolgere in maniera ottimale il suo compito di smorzamento del rollio visto che avrà una maggiore escursione. Il fattore di moltiplicazione rispetto al movimento di rollio della vettura sarà proporzionale al rapporto di lunghezza tra lato lungo e lato corto del bilanciere ad L. Il sistema risulta quindi più flessibile per quanto riguarda le possibili regolazioni, ed anche il bilanciere ad L diventa un componente sul quale poter agire per ottenere la configurazione ottimale.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di sospensioni composto da monoammortizzatore longitudinale, bilanciere centrale, bracci ruote, molle, manicotti laterali, perni, cuscinetti e sistemi di centraggio. Il sistema di sospensioni à ̈ in grado di gestire separatamente beccheggio e rollio di una vettura, ed à ̈ schematicamente adattabile sia sulle ruote anteriori che posteriori. Il movimento di beccheggio viene contrastato da un monoammortizzatore longitudinale, con una molla intorno, incernierato ad un bilanciere centrale, al quale sono ancorati a loro volta i bracci delle ruote. Le traslazioni laterali dello stesso bilanciere dovute invece al rollio, vengono contrastate da due molle poste all’ interno di due manicotti laterali, solidali con il supporto di fissaggio alla vettura. Due perni posti sui lati del bilanciere comprimeranno infatti le due molle in maniera alternativa a seconda dell’ angolo di rollio prodotto dalla percorrenza della vettura. Il sistema prevede un sistema di cuscinetti e centraggi per garantire i corretti movimenti dei vari organi. Lo scorrimento dei perni in senso assiale sarà consentito da un cuscinetto radiale presente in ognuno dei due manicotti. Tale cuscinetto verrà montato su un sistema di centraggio, il quale prowederà anche ad allineare gli assi della molla e del perno. 2. Sistema di sospensioni secondo la rivendicazione 1 nel quale il RIVENDICAZIONI 1. Sistema di sospensioni composto da monoammortizzatore longitudinale, bilanciere centrale, bracci ruote, molle, manicotti laterali, perni, cuscinetti e sistemi di centraggio. II sistema di sospensioni à ̈ in grado di gestire separatamente beccheggio e rollio di una vettura, ed à ̈ schematicamente adattabile sia sulle ruote anteriori che posteriori. Il movimento di beccheggio viene contrastato da un monoammortizzatore longitudinale, con una molla intorno, incernierato ad un bilanciere centrale, al quale sono ancorati a loro volta i bracci delle ruote. Le traslazioni laterali dello stesso bilanciere dovute invece al rollio, vengono contrastate da due molle poste alFintemo di due manicotti laterali, solidali con il supporto di fissaggio alla vettura. Due perni posti sui lati del bilanciere comprimeranno infatti le due molle in maniera alternativa a seconda dell’angolo di rollio prodotto dalla percorrenza della vettura. Il sistema prevede un sistema di cuscinetti e centraggi per garantire i corretti movimenti dei vari organi. Lo scorrimento dei perni in senso assiale sarà consentito da un cuscinetto radiale presente in ognuno dei due manicotti. Tale cuscinetto verrà montato su un sistema di centraggio, il quale prowederà anche ad allineare gli assi della molla e del perno.
2. 2. Sistema di sospensioni secondo la rivendicazione 1 nel quale il particolare schema funzionale rispetto al rollio, in accordo con prestabiliti valori di precarico delle molle, consentono di raggiungere un duplice obiettivo. Il primo à ̈ che in nessun momento vengono esercitate sui perni laterali forze che tendano ad estrarli dal bilanciere. Questo comporta una facilitazione fondamentale per le operazione di installazione/sostituzione. Il secondo obiettivo à ̈ che durante la fase di allungamento, ciascuna molla non possa mai raggiungere una lunghezza superiore a quella che avrebbe a riposo.
3. 3. Sistema di sospensioni secondo la rivendicazione 1 nel quale à ̈ previsto un sottosistema, facente capo sempre al bilanciere centrale, avente la specifica funzione di ammortizzare il rollio. Tale sottosistema à ̈ ancorato alla vettura ad un’estremità ed al bilanciere centrale sull’altra. Componenti intermedi sono rappresentati da un ammortizzatore con compiti di smorzamento, e da un bilanciere ad L che permetterà di moltiplicare il valore di escursione del pistone dell’ ammortizzatore rispetto al movimento della vettura. Il fattore di moltiplicazione sarà dato dal rapporto tra lato lungo e lato corto di tale componente.