ITMI20070765A1 - Dispositivo di sterzo - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

Il presente trovato riguarda un dispositivo di sterzo secondo il preambolo della rivendicazione principale .

Allo stato della tecnica il dispositivo di sterzo di un veicolo comprende un assale atto a supportare il peso di un veicolo disposto superiormente. Ad ognuna delle due estremità dell'assale è disposta almeno una ruota. Il veicolo può essere collegato all'assale per mezzo di una ralla. In questo caso tutto l'assale è in grado di ruotare rispetto al veicolo per sterzare. In alternativa l'assale è fisso rispetto al veicolo e, per sterzare, il mozzo sul quale è disposta ciascuna delle ruote è girevole attorno ad un asse verticale. Le ruote possono quindi sterzare in modo indipendente anche se sono coordinate nel loro movimento per far sterzare l'intero veicolo. In questo secondo caso l'assale presenta all'estremità un cannotto e il mozzo della ruota è collegato per mezzo di un elemento di attacco ed un elemento di sostegno ad un albero che si inserisce all'interno del cannotto ed è vincolato al cannotto in modo girevole. Le forme realizzative possono essere diverse, ma in tutti i casi il mozzo della ruota è rigidamente collegato ad un albero che si inserisce nel cannotto dell'assale e il collegamento tra assale e ruota passa unicamente attraverso l'accoppiamento girevole tra albero e cannotto, normalmente realizzato per mezzo di cuscinetti volventi a rulli conici.

Nel caso in cui il peso del veicolo sia rilevante, e lo sterzo sia realizzato con una ralla, quest'ultima deve diventare particolarmente massiccia e quindi costosa, per poter supportare in modo girevole la quota parte del peso del veicolo che grava su di essa.

Nel caso in cui le ruote possano sterzare in modo indipendente e l'assale sia fisso, il momento flettente determinato dal peso del veicolo appoggiato sull'assale e dalla reazione del terreno sulla ruota, determina un'inflessione della ruota dovuta ad una deformazione degli elementi che la collegano all'assale (elemento di attacco, elemento di sostegno, albero). Tale deformazione può essere tale da impedire la sterzata o permetterla con notevole difficoltà e sottopone tutto il dispositivo di sterzo a sollecitazioni che possono usurarlo velocemente.

Scopo del presente trovato è pertanto quello di realizzare un dispositivo di sterzo che permetta di superare gli inconvenienti citati, in particolare uno scopo è quello di realizzare un dispositivo di sterzo che, anche con carichi elevati, limiti l'inflessione delle ruote, consentendo un migliore funzionamento dello sterzo ed una minore usura.

Detti scopi vengono conseguiti da un dispositivo di sterzo le cui caratteristiche inventive sono evidenziate dalle rivendicazioni. L'invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a puro titolo esemplificativo, quindi non limitativo, di una forma realizzativa illustrata negli annessi disegni in cui:

la fig. 1 mostra una vista dall'alto di un dispositivo di sterzo secondo il trovato;

la fig. 2 mostra una vista frontale parzialmente in sezione del dispositivo di sterzo secondo il trovato;

la fig. 3 mostra un ingrandimento della sezione del dispositivo di sterzo.

Con riferimento alla figura 1, si vede che il dispositivo di sterzo a ruote ìndipendenti comprendente un assale 1 atto a supportare il peso di un veicolo (non rappresentato) disposto superiormente, connesso all'assale 1 direttamente o mediante ammortizzatori. Alle estremità dell'assale si trovano le ruote 8 (una sola delle due ruote è stata disegnata per semplicità) vincolate in modo girevole al mozzo 7. Ognuno dei mozzi 7 è rigidamente collegato ad un elemento di attacco 6 il quale può ruotare attorno ad un asse verticale S all'estremità dell'assale 1. La rotazione degli elementi di attacco attorno agli assi verticali S avviene agendo sui rispettivi bracci 20 come indicato dalle frecce 21.

Con riferimento alla fig. 2, si vede l'appoggio della ruota 8 sul piano stradale 30. Il peso del veicolo grava sull'assale 1 nei punti di appoggio 25 come indicato dalle frecce 26. Il momento flettente prodotto dal peso del veicolo che agisce sull'assale 1 e la reazione del piano stradale che si esplica attraverso il punto di appoggio della ruota 8 al piano stradale 30, tende a produrre una inflessione della ruota come indicato dalla freccia 27. Il dispositivo di sterzo è ovviamente simmetrico rispetto ad un asse verticale passante per il centro dell'assale 1.

Con riferimento alla figura 3 si vede che ad ognuna delle estremità di detto assale 1 è presente un cannotto 3 che presenta un'imboccatura superiore 4 ed un'imboccatura inferiore 5. L'elemento di attacco 6 del mozzo 7 della ruota 8 è disposto esternamente a detto cannotto 3. Un albero 2, accoppiato in modo girevole all'interno del cannotto 3, grazie a due cuscinetti a rulli conici 12 e 15 è rigidamente collegato a detto elemento di attacco 6 per mezzo di un elemento di sostegno 9 che collega all'elemento di attacco 6 l'estremità dell'albero 2 che fuoriesce dall'imboccatura inferiore 5 del cannotto 3. Nei convenzionali dispositivi di sterzo questo elemento di sostegno 9 deve essere particolarmente robusto in quanto il peso del veicolo si scarica attraverso 1'albero 2 su tale elemento di sostegno 9 sottoponendolo ad un elevato momento flettente. In figura si è rappresentato il dispositivo di sterzo secondo il trovato come una modifica di un convenzionale dispositivo di sterzo, per cui l'elemento di sostegno 9 risulta particolarmente massiccio e formato da tra parti sovrapposte. Il dispositivo di sterzo secondo il trovato comprende inoltre un elemento di scarico 10 rigidamente collegato all'elemento di attacco 6, e vincolato in modo girevole direttamente all'imboccatura superiore 4 del cannotto 3, per mezzo di un primo cuscinetto radiale 11. L'elemento di scarico 10 è atto a trasmettere il momento flettente creato dall'elemento di attacco 6 direttamente al cannotto 3. In questo modo l'elemento di sostegno 9, l'elemento di attacco 6 e l'elemento di scarico 10 reciprocamente uniti presentano una forma sostanzialmente a "C" in cui il braccio inferiore della "C" (elemento di sostegno 9) è rigidamente connesso all'albero 2 vincolato in modo girevole mediante i secondi cuscinetti conici 12 e 15 al cannotto 3. Il braccio superiore della "C" (elemento di scarico 10) è invece vincolato in modo girevole direttamente all'imboccatura superiore 4 del cannotto 3. L'elemento di scarico 10, non potendo scaricare il momento flettente sull'albero 2, ma essendo collegato in modo da scaricarlo sul cannotto 3, decisamente più resistente dell'albero 2, impedisce o comunque riduce fortemente l'inflessione dell'elemento di sostegno 9 e della ruota 8.

Per poter facilmente smontare il dispositivo di sterzo, l'elemento di sostegno 9, l'elemento di attacco 6 e l'elemento di scarico 10 sono connessi da due viti di serraggio 14 (nella prospettiva di fig. 3 se ne vede solo una) che attraversano l'elemento di attacco 6 interposto tra l'elemento di sostegno 9 e l'elemento di scarico 10. Sempre per poter permettere un facile smontaggio del dispositivo di sterzo, l'elemento di sostegno 9 comprende mezzi di serraggio all'albero 2.

Il dispositivo di sterzo presenta un elemento di sicurezza 13 comprendente un bullone 16 ed una rondella 17. Il bullone 16 è disposto lungo l'asse dell'albero 2 e si avvita sull'estremità dell'albero 2 più prossima all'imboccatura superiore 4 del cannotto 3. La rondella 17 si appoggia all'elemento di scarico 10. Detto elemento di sicurezza 13 è sostanzialmente incapace di trasmettere momenti flettenti e il suo scopo è quello di evitare che un sussulto improvviso del veicolo, ad esempio dovuto ad un dosso o ad un'irregolarità del piano stradale affrontato a velocità elevata, possa far andare fuori sede il primo cuscinetto radiale 11 disposto tra l'elemento di scarico 10 e l'imboccatura superiore 4 del cannotto 3. Il bullone 16 non stringe verso il basso la rondella 17, ma assieme alla rondella 17 funge unicamente da sicurezza contro un sollevamento dell'elemento di scarico e del primo cuscinetto 11.

Appoggiandosi direttamente sull'imbocco del cannotto 3, l'elemento di scarico 10 coopera con l'elemento di sostegno 9 nella reazione al momento flettente prodotto dalle forze parallele e dirette in verso opposto agenti lungo l'asse dell'albero 2 e lungo l'elemento di attacco 6. In questo modo l'azione flettente sull'albero 2, che presenta un momento d'inerzia della sezione notevolmente inferiore a quella del cannotto 3, risulta molto bassa e così anche la sua deformazione.

Al contrario il momento d'inerzia della sezione formata dall'elemento di sostegno 9 e dall'elemento di scarico 10 risulta notevole anche se le sezioni dei due elementi sono piccole, in quanto tali sezioni sono molto distanti fra loro. Ciò consente una più efficace reazione al momento flettente con una minore deformazione.

La ruota 8 può quindi girare attorno all'asse verticale S con minima inflessione anche se sottoposta a carichi elevati.

Questo consente non solo un miglior funzionamento dello sterzo ed una minore usura a carichi elevati, ma anche un risparmio economico potendo ridurre le dimensioni dell'elemento di sostegno 9.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di sterzo comprendente un assale (1) atto a supportare il peso di un veicolo disposto superiormente, un cannotto (3) rigidamente collegato ad una estremità di detto assale (1), detto cannotto (3) presentando un'imboccatura superiore (4) ed un'imboccatura inferiore (5), un elemento di attacco (6) per il mozzo (7) di una ruota (8) disposto esternamente a detto cannotto (3), un albero (2) accoppiato in modo girevole all'interno del cannotto (3), e rigidamente collegato a detto elemento di attacco (6) per mezzo di un elemento di sostegno (9) che collega rigidamente all'elemento di attacco (6) l'estremità dell'albero (2) che fuoriesce dall'imboccatura inferiore (5) del cannotto (3), caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di scarico (10), rigidamente collegato all'elemento di attacco (6), e vincolato in modo girevole direttamente all'imboccatura superiore (4) del cannotto (3), in modo atto a trasmettere il momento flettente dall'elemento di scarico (10) direttamente al cannotto (3).
2. 2. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un primo cuscinetto (11) disposto tra elemento di scarico (10) e l'imboccatura superiore (4) del cannotto (3).
3. 3. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto primo cuscinetto (11) è di tipo radiale.
4. 4 . Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un secondo cuscinetto (12) disposto tra albero (2) e cannotto (3) per il loro reciproco accoppiamento girevole.
5. 5. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto secondo cuscinetto (12) è di tipo a rulli conici .
6. 6. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere due cuscinetti a rulli conici (12, 15) disposti tra albero (2) e cannotto (3).
7. 7. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di sicurezza (13) disposto tra l'estremità dell'albero (2) più prossima all'imboccatura superiore (4) del cannotto (3) e l'elemento di scarico (10), detto elemento di sicurezza (13) essendo sostanzialmente incapace di trasmettere momenti flettenti .
8. 8. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto elemento di sicurezza (13) comprende un bullone (16) disposto lungo l'asse dell'albero (2) ed una rondella (17) che si appoggia all'elemento di scarico (10).
9. 9. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elemento di sostegno (9), elemento di attacco (6) ed elemento di scarico (10) reciprocamente uniti presentano una forma sostanzialmente a "C" e sono connessi da almeno una vite di serraggio (14) che attraversa l'elemento di attacco (6).
10. 10. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di sostegno (9) comprende mezzi di serraggio dell'albero (2).