ITMI952401A1 - Apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota comprendente un cerchio e un pneumatico - Google Patents

Apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota comprendente un cerchio e un pneumatico Download PDF

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Abstract

Una apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota (2) dotata di un pneumatico (4) comprende una ruota-strada (1) portante un rilievo (100), un fuso a snodo (6) atto a supportare girevolmente un mozzo (5) e la ruota (2), e due bracci di sospensione portanti il fuso a snodo (6). L'apparecchiatura comprende inoltre, una prima, seconda, terza e quarta molla a balestra (10, 11, 12 13) connesse ai bracci di sospensione (8, 9) e ad un telaio di supporto (15), una quinta molla a balestra (14) connessa al fuso a snodo (6) e al telaio di supporto (15) e una molla pneumatica (40) in impegno con il fuso a snodo (6) e con il telaio di supporto (15). Primi e secondi trasduttori di accelerazione (48, 49) associati al mozzo (5) forniscono misure di frequenze proprie e smorzamenti del pneumatico (4) in direzione radiale e longitudinale. L'apparecchiatura è utilizzabile sia a mozzo mobile sia a mozzo fisso. (Fig. 1)

Description

DESCRIZIONE
dell’invenzione industriale dal titolo:
"Apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota comprendente un cerchio e un pneumatico"
La presente invenzione riguarda una apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota comprendente un cerchio e un pneumatico.
Una prova utilizzata per determinare te caratteristiche di un pneumatico è quella di superamento ostacolo. Tale prova serve per rilevare frequenze proprie e smorzamenti di un pneumatico in direzione verticale e in direzione orizzontale, vale a dire nel piano della ruota.
Ad oggi, la prova di superamento ostacolo utilizzata è di tipo interno (indoor), a mozzo fisso su ruota strada. La prova consiste nel montare La ruota su un mozzo dinamometrico e schiacciarla, con un carico verticale imposto, contro una ruota-strada girevole a predeterminate velocità portante un rilievo di forma predeterminata che costituisce l’ostacolo.
L'eccitazione a cui è sottoposto il pneumatico, nella prova a mozzo fisso, è La deformazione imposta dall'ostacolo quando il pneumatico vi passa sopra con una certa velocità. L'ostacolo, in funzione della velocità di avanzamento della ruota, eccita i moti propri del pneumatico (eccitazione di tipo impulsivo), il quale inizia a vibrare con Le sue frequenze proprie. Dopo un tempo più o meno breve queste vibrazioni si smorzano. La metodologia consiste, quindi, nell'analisi delle oscillazioni Libere smorzate del pneumatico a diverse velocità di avanzamento. I segnali variabili nel tempo, rilevati al mozzo fisso, sono quelli della forza Longitudinale e verticale, i quali sono funzione dell'eccitazione data dall'ostacolo, della velocità di avanzamento della ruota e delle frequenze proprie del pneumatico nel piano della ruota.
Dalla prova di superamento ostacolo a mozzo fisso si evidenziano quattro modi propri del pneumatico, detti modi "rigidi". Durante la prova si analizzano nel‘tempo i segnali di forza, longitudinale e verticale, dopo che L'ostacolo ha abbandonato il pneumatico, e si individuano le frequenze proprie e gli smorzamenti con tecniche di analisi o modelli matematici (ad esempio il modello Prony o di Ibrahim) per segnali dì tipo impulsivo. I risultati finali sono gli andamenti delle frequenze proprie e degli smorzamenti dei quattro modi di vibrare del pneumatico (cioè quei modi compresi tra 30 - 130 Hz.) con La velocità di avanzamento. Quindi, in totale, si hanno otto curve sperimentali in funzione della velocità: quattro delle frequenze proprie e quattro degli smorzamenti.
Nella prova di superamento ostacolo tradizionale. La condizione di vincolo della ruota del mozzo fisso (equivalente di una cerniera nel piano della ruota) non permette di evidenziare i modi propri della ruota in cui il mozzo è libero di oscillare in direzione verticale e longitudinale. Tali modi propri, invece, sono presenti in una vettura al di sotto dei 30 Hz (≈ 14 Hz. in direzione verticale, ≈ 20 Hz. in direzione longitudinale).
Scopo della presente invenzione è una apparecchiatura che consenta di analizzare i modi propri di un pneumatico in un campo di frequenze compreso fra 0 e 130 Hz.
Raggiunge il suddetto scopo, in accordo con l'invenzione, una apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota comprendente un cerchio e un pneumatico, detta apparecchiatura essendo utilizzabile in condizione di mozzo mobile e comprendendo una ruota-strada, girevole a predeterminate velocità, portante un rilievo di forma predeterminata costituente detto ostacolo, un mozzo a cui è fissato detto cerchio di detta ruota, un fuso a snodo atto a supportare girevolmente detti mozzo e ruota, primi e secondi mezzi trasduttori di accelerazione associati a detto mozzo atti a misurare frequenze proprie e smorzamenti di detto pneumatico in direzione radiale e longitudinale, caratterizzata dal fatto di comprendere due bracci di sospensione portanti detto fuso a snodo, una prima, seconda, terza e quarta molla a balestra aventi rispettive prime estremità fissate ad un rispettivo braccio di sospensione e rispettive seconde estremità connesse ad un telaio di supporto mediante rispettivi primi, secondi, terzi e quarti mezzi di fissaggio registrabili, atti a variare la lunghezza di ciascuna molla a balestra per regolare la sua rigidità e modificare la rigidità Longitudinale di detti bracci di sospensione, una quinta molla a balestra avente una prima estremità fissata a detto fuso a snodo e una seconda estremità connessa ad un pattino mediante quinti mezzi di fissaggio registrabili, atti a variare La lunghezza di detta quinta molla a balestra per regolare la sua rigidità e modificare la rigidità radiale di detti bracci di sospensione, e una molla pneumatica in impegno con detto fuso a snodo e con detto telaio di supporto, detta molla pneumatica essendo atta a dare un precarico radiale iniziale a detto pneumatico, detto precarico essendo equivalente ad una quota di peso di un veicolo che grava su una ruota.
Secondo una forma di realizzazione preferita, detta apparecchiatura comprende elementi di bloccaggio atti ad impegnarsi con dette prime estremità di dette prima, seconda, terza e quarta molle a balestra per bloccare detti bracci di sospensione in direzione longitudinale, detta quinta molla a balestra essendo accorciabile in modo da bloccare detti bracci di sospensione in direzione radiale, cosi da realizzare una condizione di mozzo fisso.
L'apparecchiatura secondo l'invenzione funge da "sospensione passiva" e simula il comportamento di una sospensione di un veicolo, in cui l'eccitazione al mozzo della ruota è data da un ostacolo posto sulla ruota strada, che trasmette le forze al mozzo attraverso il pneumatico. NelL’apparecchiatura è possibile regolare la rigidità della sospensione in direzione verticale e longitudinale, e quindi i due valori di frequenze proprie della sospensione (radiale e longidudinale) variando la rigidità delle molle a balestra attraverso spostamenti del punto di incastro delle molle a balestre nel telaio di supporto in modo che le frequenze delle masse non sospese del "simulatore" (sospensione passiva) coincidano con quelle del veicolo in esame. L'apparecchiatura consente, pertanto, di avere de: valori di frequenze di sospensione uguali a quelle del veicolo in esame (di cui si vuol ottimizzare il comfort).
Mentre con la tradizionale prova di superamento ostacolo condotta con la condizione di vincolo della ruota a mozze fisso si evidenziano quattro modi propri del pneumatico, detti modi "rigidi", con la prova a mozzo mobile, in direzione longitudinale e radiale, è possibile evidenziare altri due modi propri, uno in direzione radiale, L'altro in Longitudinale, chi; sono quelli cosiddetti di "sospensione", che cadono nell'intervallo di frequenza 0-30 Hz.
Dalla prova di superamento ostacolo a mozzo mobiLe si hanno, quindi, sei modi propri del pneumatico, che si traducono in sei andamenti sperimentali delle frequenze proprie e degli smorzamenti relativi con la velocità di avanzamento.
Caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno ora illustrati con riferimento ad una forma di realizzazione rappresentata, a titolo di esempio, non limitativo, nei disegni allegati in cui:
la fig. 1 è una vista frontale di una apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota, realizzata secondo L'invenzione;
la fig. 2 è una vista laterale dell'apparecchiatura di fig.
1/
La fig. 3 è una vista posteriore dell'apparecchiatura di fig. 1.
Nelle figg. 1, 2 e 3 è mostrata una apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota, realizzata secondo l'invenzione. L'apparecchiatura comprende una ruota-strada 1 dotata di un rilievo 100 di forma predeterminata, costituente un ostacolo. Una ruota 2, comprendente un cerchio 3 e un pneumatico 4, è fissata ad un mozzo 5, girevolmente supportato da un fuso a snodo 6, in modo che il suo pneumatico 4 stia a contatto con La ruota-strada 1. La ruota-strada 1 gira grazie ad un motore elettrico, non mostrato, e trascina in rotolamento il pneumatico 4. Il fuso a snodo 6 è connesso mediante perni 7 a due bracci di sospensione sovrapposti 8 e 9, sostanzialmente triangolari che formano una sospensione a quadrilatero. I bracci di sospensione 8 e 9 sono supportati da manicotti 150 e 151 in un telaio di supporto 15 mediante perni 80 e 90. Quattro molle a balestra 10, 11, 12 e 13 collegano i bracci 8 e 9 al telaio di supporto 15. Le molle a balestra 10, 11, 12 e 13 sono formate da Lamine sostanziaLmente parallele ai fianchi dei bracci di sospensione 8 e 9. Le molle a balestra 10, 11, 12 e 13 hanno una estremità, rispettivamente 101, 111, 121 e 131, fissata ai bracci 8 e 9 mediante gambi filettati dei perni 80 e 90 e rispettivi dadi 16. Le molle a balestra 10, 11, 12 e 13 hanno un'altra estremità, rispettivamente 102, 112, 122 e 132, connessa a pareti 152 e 153 del telaio 15 mediante un distanziale, rispettivamente 18, 19, 20 e 21, e un bullone registrabile, rispettivamente 22, 23 24 e 25. Allentando i bulloni 22, 2324 e 25, i loro gambi filettati possono scorrere in rispettive asole 26, 27, 28 e 29, ricavate nelle pareti 152 e 153 ed estendentisi in direzione ortogonale al piano della ruota 2, per regolare il punto di ancoraggio delle molle a balestra 10, 11, 12 e 13 rispetto al telaio 15. In tal modo, è possibile variare la rigidità K2 delle molle a balestra 10, 11, 12 e 13 e, quindi. La rigidità longitudinale Cfreccia 64) dei bracci di sospensione 8 e 9.
I due bracci 8 e 9 sono uguali e le rispettive coppie di molle a balestra 10, 11 e 12, 13 sono pure uguali e connesse alla stessa maniera ai bracci 8 e 9 e al telaio 15.
Una molla a balestra 14 è interposta fra il fuso a srodo 6 e il telaio 15. La molla a balestra 14 è formata da una lamina sostanzialmente parallele al piano dei bracci di sospensione 8 e 9. La molla 14 ha una estremità 141 fissata ad una mensola 30, solidale al fuso a snodo 6, mediante un bullone 31 ed ha un’altra estremità 142 connessa ad un pattino 32 mediante un distanziale 33 e un bullone registrabile 34.
Allentando il bullone 34, il suo gambo filettato può scorrere in un'asola 35 ricavata nel pattino 32 ed estendentisi in direzione ortogonale al piano della ruota 2 per regolare il punto di ancoraggio della molla a balestra 14 rispetto al telaio 15. In taL modo, è possibile variare la rigidità K1 della molla a balestra 14 e, quindi, la rigidità radiale dei bracci di sospensione 8 e 9.
Il pattino 32 è montato in un'asola 36, ricavata in una parete 154 del teLaio 15 ed estendentisi parallelamente al piano della ruota 2, mediante un distanziale 37 e un bullone registrabile 38. Allentando il bullone 38, il suo gambo filettato può scorrere nell'asola 36 in direzione radiale (freccia 65) per allineare la molla a balestra 14 con l'asse di rotazione 50 della ruota 2.
Una molla pneumatica 40 è interposta fra La mensola 30 e una parete 155 del telaio 15. La molla 40 è regolabile e serve a dare un precarico radiale iniziale al pneumatico 4 di valore equivalente ad una quota di peso di un veicolo che grava su una ruota.
Il telaio 15 è supportato in maniera scorrevole in un basamento 41 mediante guide di scorrimento a coda di rondine 42 estendentisi in direzione radiale. Il teLaio 15 è comandato a scorrere lungo le guide 42 da un attuatore di avanzamento 47 comprendente un albero di avanzamento 43, dotato di una filettatura senza fine, che si impegna con un corrispondente foro filettato 44 del telaio 15. L'albero 43 è girevolmente supportato in una staffa 45 che ne impedisce traslazioni assiali ed è comandato a ruotare mediante un volantino di azionamento 46 (freccia 60). Mentre L'albero 43 ruota, il telaio 15 scorre in direzione radiale per regolare la posizione della ruota 2 rispetto alla ruota-strada 1. E' cosi possibile avvicinare ed allontanare il pneumatico 4 dalla ruota-strada 1 (doppia freccia 61) per effettuare lo smontaggio del pneumatico e per accostarlo contro la ruota strada prima di dare il precarico radiale con la molla pneumatica 40.
Al mozzo 3 dello ruota 2 sono fissati due trasduttori di accelerazione radiale e longitudinale 48 e 49, costituiti da accelerometri lineari. L'accelerometro 48 misura le accelerazioni in direzione longitudinale (parallela al vettore velocità periferica del pneumatico), L'accelerometro 49 misura Le accelerazioni in direzione radiale (perpendicolare all'asse di rotazione della ruota strada e della ruota con il pneumatico).
Il telaio 15 è provvisto di quattro bulloni 51 che servono a bloccare le estremità 101, 111, 121 e 131 delle molle a balestra 10, 11, 12 e 13, fissando i bracci 8 e 9 rispetto al telaio 15 in direzione bongitudinale. Ciò permette di realizzare la condizione di mozzo fisso in direzione longitudinale. Accoi— ciando al massimo La lunghezza della molla a balestra 14 si può avere una rigidità elevata della sospensione in direzione radiale per realizzare La condizione di mozzo fisso anche in tale direzione.
Durante una prova di superamento ostacolo a mozzo mobile, la ruota-strada 1 trascina in rotolamento la ruota 2 (freccia 62) e l'ostacolo 100, in funzione della velocità di avanzamento della ruota 2, eccita i moti propri del pneumatico 4 che inizia a vibrare con Le sue frequenze proprie, oscillando attorno all'asse 50 (doppia freccia 63). Le vibrazioni del pneumatico 4 si smorzano dopo un tempo più o meno breve e al mozzo 3, mediante gli accelerometri 52 e 53 si rilevano i segnali, variabili nel tempo, delle forze longitudinale e verticale. Questi segnali sono funzione dell'eccitazione data dall'ostacolo, della velocità di avanzamento della ruota e delle frequenze proprie del pneumatico nel piano della ruota.
Si analizzano le oscillazioni libere smorzate del pneumatico a diverse velocità di avanzamento e si evidenziano sei moti propri del pneumatico, in un campo di frequenze compreso fra 0 e 130 Hz. Questi moti propri si traducono in sei ancamenti sperimentali delle frequenze proprie e dei relativi smorzamenti con La velocità di avanzamento.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per una prova di superamento ostacolo di una ruota (2) comprendente un cerchio (3) e un pneumatico (4), detta apparecchiatura essendo utilizzabile in condizione di mozzo mobile e comprendendo una ruota-strada (1), girevole a predeterminate velocità, portante un rilievo (100) di forma predeterminata costituente detto ostacolo, un mozzo (5) a cui è fissato detto cerchio (3) di detta ruota (2), un fuso a snodo (6) atto a supportare girevolmente detti mozzo (5) e ruota (2), primi e secondi mezzi trasduttori di accelerazione (48, 49) associati a detto mozzo (5), atti a misurare frequenze proprie e smorzamenti di detto pneumatico (4) in direzione radiale e longitudinale, caratterizzata dal fatto di comprendere due bracci di sospensione (8, 9) portanti detto fuso a snodo (6), una prima, seconda, terza e quarta molla a balestra (10, 11, 12, 13) aventi rispettive prime estremità (101, 111, 121, 131) fissate ad un rispettivo braccio di sospensione (8, 9) e rispettive seconde estremità (102, 112, 122, 132) connesse ad un telaio di supporto (15) mediante rispettivi primi, secondi, terzi e quarti mezzi di fissaggio (22; 23; 24; 25) registrabili, atti a variare la Lunghezza di ciascuna molla a balestra (10, 11, 12, 13) per regolare la sua rigidità e modificare la rigidità Longitudinale di detti bracci di sospensione (8, 9), una quinta molla a balestra (14) avente una prima estremità (141) fissata a detto fuso a snodo (6) e una seconda estremità (142) connessa ad un pattino (32) mediante quinti mezzi di fissaggio (34) registrabili, atti a variare la lunghezza di detta quinta molla a balestra (14) per regoLare la sua rigidità e modificare la rigidità radiale di detti bracci di sospensione (8, 9), e una molla pneumatica (40) in impegno con detto fuso a snodo (6) e con detto telaio di supporto (15), detta molla pneumatica (40) essendo atta a dare un precarico radiale iniziale a detto pneumatico (4), detto precarico essendo equivalente ad una cuota di peso di un veicolo che grava su una ruota, così da realizzare una condizione di mozzo mobile.
  2. 2. Appareccchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere elementi di bloccaggio (51) atti ad impegnarsi con dette prime estremità (101, 111, 121, 131) di dette prima, seconda, terza e quarta molle a balestra (10, 11, 12, 13) per bloccare detti bracci di sospensione (8, 9) in direzione longitudinale, detta quinta molta a balestra (14) essendo accorciabile in modo da bloccare detti bracci di sospensione (8, 9) in direzione radiale, cosi da realizzare una condizione di mozzo fisso.
  3. 3. Appareccchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (32) è montato in detto telaio di supporto (15) in maniera scorrevole in direzione radiale per posizionare detta quinta molla a balestra (14) coassiale con detta ruota (2), ulteriori mezzi di fissaggio registrabili (38) essendo associati a detto pattino (32) per fissarlo rispetto a detto telaio di supporto (15).
  4. 4. Appareccchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto telaio di supporto (15) è scorrevolmente supportato in un basamento (41) mediante guide di scorrimento (42) aventi direzione radiale ed è in impegno con mezzi attuatori di avanzamento (47) atti a variare la posizione di detto telaio di supporto (15) in detta direzione radiale e regolare la posizione di detta ruota (2) rispetto a detta ruota-strada (1).
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