ITMI990853A1 - Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli - Google Patents

Description

“ Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli.

Per l'assetto di un veicolo risulta particolarmente critica la risposta delle sospensioni alle forze cui viene sottoposta il medesimo veicolo durante la marcia. In particolare le forze verticali dovute alle asperità presenti sul terreno, la forza centrifuga in curva, le forze di inerzia in accelerazione e decelerazione e le forze aerodinamiche nella corsa ad alta velocità possono portare infatti ad una perdita della stabilità e di conseguenza del controllo del veicolo.

Per rispondere in modo adeguato alle problematiche tecniche riguardanti il controllo del veicolo e la stabilità dinamica di questo, sono state sviluppate nel tempo diverse soluzioni di sospensioni nel tentativo di ottimizzare la risposta di un veicolo alle forze precedentemente illustrate.

Sono note ad esempio sospensioni che lavorano con una molla a compressione. Più particolarmente esistono sospensioni con ammortizzatori cosiddetti tradizionali o a doppio effetto, con valvole che regolano il flusso di un fluido, generalmente olio sia in fase di compressione che in fase di espansione, con o senza cuscinetto di gas separato da un pistone flottante; sospensioni con ammortizzatori a gas a doppio effetto accoppiate ad un sistema di regolazione elettronica dell’assetto; e sospensioni fornite di mezzi supplementari per la variazione dell’assetto funzionanti con una o più pompe ed attuatori idraulici attivi e passivi.

Esistono inoltre in applicazioni particolari, in particolare modo nelle sospensioni da competizione alcune sospensioni a molle contrapposte, in cui una molla lavora in fase di compressione e l'altra in fase di estensione. In tal modo, ad esempio in curva, viene ridotto il rollio del veicolo attorno al suo asse longitudinale e si ottiene anche un certo abbassamento del baricentro.

Tali gruppi di sospensioni note, pur risolvendo il problema tecnico esposto, presentano alcuni svantaggi.

Le sospensioni che non dispongono o non sono connesse a sistemi attivi o passivi per il controllo dell'assetto, permettono un eccessivo rollio durante le curve causando un certo disagio ai passeggeri.

Inoltre i carichi non vengono distribuiti in modo ottimale sulle ruote, generando un consumo irregolare e non uniforme delle medesime.

Vi è inoltre un certo ritardo nella reazione di sospensioni di questo tipo, ritardo che toglie comfort alla guida ed impone al pilota un controllo del veicolo più difficoltoso.

Le sospensioni connesse a sistemi attivi o passivi per il controllo dell’assetto, presentano una notevole complessità che si risolve in alti costi di realizzazione e di manutenzione, costi che restano praticabili solo su vetture di un certo pregio.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti appartenenti allo stato anteriore della tecnica.

L’invenzione ha quindi come oggetto un gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli costruttivamente semplice, realizzabile a costi contenuti, il quale permetta in ogni condizione di movimento del veicolo una risposta istantanea alle forze agenti sullo stesso, un’alta stabilità dinamica e di conseguenza un elevato comfort di guida per il pilota ed i passeggeri.

Brevemente, secondo l’invenzione, è stato realizzato un gruppo sospensioni idrauliche, per autoveicoli comprendente per ciascuna sospensione mezzi elastici contrapposti operativamente associati ad un telaio dell’autoveicolo e ad una ruota, dove ciascuna sospensione viene connessa per mezzo di condotti idraulici alle altre sospensioni dell’autoveicolo in modo che le reazioni di detti mezzi elastici di ciascuna sospensione così, connessa retroagiscano sulle sospensioni a questa connesse.

Il gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo l'invenzione, è caraterizzato dal fato di presentare le caratteristiche descritte nella rivendicazione 1.

Altre caratteristiche vantaggiose del gruppo sospensioni in oggetto, sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori particolarità, vantaggi e dettagli del gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo l’invenzione, risulteranno meglio evidenziati attraverso un esame della descrizione seguente, con riferimento ai disegni allegati nei quali è mostrata a titolo indicativo, ma non limitativo una forma di realizzazione preferita.

La figura 1 è una vista verticale parzialmente in sezione di una sospensione appartenente al gruppo in oggetto.

La figura 2 è una vista schematica del gruppo secondo l’invenzione che illustra i collegamenti idraulici tra le sospensioni.

Con riferimento alle figure precedentemente illustrate il gruppo sospensioni idrauliche 1 per autoveicoli secondo l’invenzione comprende preferibilmente quattro sospensioni 2,3, 4, 5, connesse fra loro da condotti idraulici o tubi 16 nel modo che verrà illustrato nel seguito.

Ciascuna sospensione è vantaggiosamente costituita da un cilindro idraulico superiore 6 al cui interno è libero di scorrere un pistone 7 ad esso connesso, il cui stelo sporge dalla parte inferiore del detto cilindro 6.

La parte superiore di ciascun cilindro 6 verrà in seguito fissata al telaio dell’autoveicolo, non illustrato nelle figure.

Un cilindro idraulico inferiore 8 è situato sotto il cilindro 7, montato in maniera opposta a quest’ultimo, in modo che lo stelo del suo pistone 9 sporga verso l’alto al termine dell’assemblaggio.

Un supporto superiore 10 collega il cilindro 8 allo stelo del pistone 7 del cilindro 6, rendendoli solidali, mentre un altro supporto inferiore 11 collega lo stelo del pistone 9 del cilindro 8 al mozzo della ruota dell'autoveicolo, non mostrata nelle figure.

Su ciascuna delle sospensioni così assemblate vengono quindi vantaggiosamente montate due molle 12,13. In particolare, la molla 12 collega il cilindro 6 allo stelo del proprio pistone 7 e lavora solo in trazione durante il movimento di uscita del pistone 7 dal detto cilindro 6, mentre la molla 13 collega il cilindro 8 allo stelo del suo pistone 9, lavorando anch’essa sempre in trazione.

Preferibilmente i diametri dei cilindri 6 e 8 hanno le stesse dimensioni, mentre le molle 12,13, presentano analoghe caratteristiche elastiche.

Sul fondo di ciascuno dei cilindri idraulici 6 e 8, quindi nella parte superiore e nella parte inferiore di ciascuna sospensione, sono praticati due fori filettati, in particolare due fori filettati 14 sul fondo del cilindro 6 e due fori filettati 15 sul fondo de<) >cilindro 8.

Questi servono per fissare i raccordi dei tubi 16 che assicurano il collegamento idraulico tra le sospensioni 2, 3, 4, 5 del gruppo 1 secondo l’invenzione.

Più precisamente, da ogni cilindro 6 presente sulle sospensioni 2, 3,4,5, partono due tubi 16 collegati ai cilindri 8 delle sospensioni del lato opposto dell’autoveicolo.

In tal modo essendo lo spazio interno dei cilindri 6 e 8 delimitato dalla corsa dei rispettivi pistoni 7 e 9, sempre riempito di liquido, ed essendo ciascun cilindro 6,8, connesso a molle 12,13, nonché connesso ai cilindri 6,8, delle altre sospensioni per mezzo dei detti condotti idraulici o tubi 16 nel modo prima illustrato, il detto gruppo 1 secondo l'invenzione, risulta composto da una pluralità di sospensioni dotate ciascuna di mezzi elastici contrapposti ed in particolare di cilindri e molle contrapposti che grazie alla connessione idraulica precedentemente illustrata, riescono a trasmettere tra loro le proprie reazioni alle sollecitazioni esterne in modo quasi istantaneo, migliorando come verrà illustrato nel seguito, l'assetto ed il controllo dell'autoveicolo.

Ad autoveicolo fermo la sua massa insiste sui cilindri 6 delle sospensioni 2,3,4, 5, generando una pressione che si trasmette sui pistoni 7 e mediante il supporto 10 si scarica sulle molle 13 connesse ai cilindri 8.

Attraverso i tubi 16 la stessa pressione si trasmette poi su tutti i cilindri 8 delle dette sospensioni 2, 3, 4, 5. Le sospensioni sono quindi sollecitate tutte allo stesso modo e mandano in trazione le molle 13; si ha quindi un effetto di galleggiamento dell'autoveicolo sotto l’azione combinata dei cilindri 6 e 8.

Durante la marcia possono verificarsi situazioni differenti dipendenti dal moto e dalle condizioni della strada.

In particolare in curva a causa della forza centrifuga, le sospensioni situate all’esterno vengono sottoposte ad un carico maggiore rispetto a quelle situate all'interno della curva stessa.

Nei cilindri 6 delle sospensioni esterne, per esempio 3 e 5 facendo riferimento alla figura 2, si determina una sovrapressione. Questa agendo sui corrispondenti pistoni 7, .mediante il supporto 10 ed il cilindro 8 viene trasmessa alle rispettive molle 13 che vanno ulteriormente in trazione, abbassando l’autoveicolo nella parte esterna della curva.

In tal modo si determina anche una depressione nei cilindri 8 delle medesime sospensioni 3,5, per cui viene richiamato fluido idraulico, generalmente olio, dai cilindri 6 delle sospensioni 2,4, interne alla curva. Anche sul lato interno dell’autoveicolo si avrà quindi un abbassamento.

Attraverso i tubi 16, la sovrapressione generata nei cilindri 6 a causa della forza centrifuga, viene trasmessa anche ai cilindri 8 delle sospensioni 2 e 4 del lato interno, sottoponendo le molle 13 di questi alle stesse deformazioni cui sono sottoposte le corrispondenti molle 13 delle sospensioni 3 e 5 sul lato esterno della curva.

Si ottiene quindi una variazione dell’assetto delle sospensioni 2, 3, 4, 5, durante il movimento in curva dell’autoveicolo impiegante il gruppo 1 in oggetto, il cui risultato è un abbassamento del veicolo e del suo baricentro, dove l’abbassamento avviene in uguale misura sia nella parte situata all’esterno che in quella situata all'interno della curva.

In frenata, le forze di inerzia agiscono in modo da provocare un carico maggiore nelle sospensioni situate nella parte anteriore dell’autoveicolo, ad esempio, facendo sempre riferimento alla figura 2, nelle sospensioni 2 e 3. Nei cilindri 6 di queste si determina quindi una sovrapressione che si trasmette in modo analogo a quanto illustrato precedentemente alle molle 13 di tutte e quattro le sospensioni dell’autoveicolo, alle molle 13 delle sospensioni 2 e 3 in modo diretto, ed alle molle 13 delle sospensioni 4 e 5 in modo indiretto attraverso i tubi 16. Anche in questo caso si ha quindi una variazione di assetto che comporta un abbassamento del veicolo che avviene in uguale misura sia anteriormente che posteriormente, abbassamento dell'autoveicolo che determina ovviamente, come nel caso precedente, un abbassamento del baricentro ed una migliore stabilità.

Ovviamente in accelerazione si ripeterà quanto descritto precedentemente, con l’unica differenza che inizialmente la sovrapressione si genererà nei cilindri 6 delle sospensioni posteriori 4 e 5.

In caso di terreno sconnesso, la ruota che riceve un impulso a causa di una sporgenza presente sul terreno tende a sollevarsi mettendo in trazione la molla 13 della sospensione connessa alla ruota. In tal modo si genera una sovrapressione nei cilindri 6 e 8 della detta sospensione, che attraverso i tubi 16 si trasmette ai cilindri 6 e 8 di tutte le altre sospensioni dell’autoveicolo deformando le molle 12 e 13 in modo da annullarne gli effetti.

L’assetto dell’autoveicolo non viene quindi modificato dalle asperità del terreno.

Nel caso di avvallamenti presenti nella sede stradale avverrà sostanzialmente il fenomeno sopra illustrato il quale però avrà inizio con una depressione nei cilindri 6 e 8 della sospensione interessata.

Si osservi quindi che il gruppo 1 secondo l’invenzione consente in ogni condizione di marcia carichi uniformemente distribuiti sulle sospensioni, i quali determinano un alto comfort del pilota e dei passeggeri, per l’eliminazione dei fenomeni di rollio e di beccheggio, e per l’abbassamento del baricentro. L'autoveicolo risulta quindi più stabile e facilmente controllabile, inoltre l'equa ripartizione dei carichi consente anche un ridotto consumo dei pneumatici e prestazioni sportive di alto livello.

Infine la semplicità costruttiva degli elementi componenti il gruppo secondo l'invenzione ed in particolare dei collegamenti idraulici che lo compongono, privi di pompe, attuatori, serbatoi, eccetera, lo rendono impiegabile anche su autoveicoli appartenenti ad una bassa fascia di prezzo.

Naturalmente all'esempio di realizzazione precedentemente descritto a titolo illustrativo e non limitativo, potranno essere apportate numerose modifiche, adattamenti, integrazioni, varianti e sostituzioni senza peraltro uscire dall'ambito della presente invenzione così come determinato dalle seguenti rivendicazioni allegate.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli comprendente per ciascuna sospensiQne (2,3, 4,5) mezzi elastici contrapposti operativamente associati ad un telaio dell’autoveicolo e ad una ruota, caratterizzato dal fatto che ciascuna sospensione (2, 3, 4,5) viene connessa per mezzo di condotti idraulici (16) alle altre sospensioni dell’autoveicolo in modo che le reazioni di detti mezzi elastici di ciascuna sospensione cosi connessa (2,3,4, 5) retroagiscano sulle sospensioni a questa connesse.
2. 2. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici comprendono una coppia di pistoni (7,9) contrapposti scorrevoli rispettivamente su una coppia di cilindri superiore (6) ed inferiore (8) anch’essi contrapposti ed operativamente associati fra loro, ciascuno dei quali prevede una molla (12,13) che lo collega allo stelo del proprio pistone (7,9), dove lo spazio interno di ciascun cilindro (6,8) delimitato dalla corsa del proprio pistone (7,9) è sempre riempito di liquido.
3. 3. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la parte superiore del cilindro superiore (6) viene connessa al telaio dell’autoveicolo.
4. 4. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che un supporto superiore (10) collega il detto cilindro inferiore (8) allo stelo del pistone (7) del cilindro superiore (6) rendendo i detti cilindri (6,8) solidali.
5. 5. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che un supporto inferiore (11) collega lo stelo del pistone (9) del cilindro inferiore (8) al mozzo della detta ruota.
6. 6. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che sul fondo ci ciascuno dei detti cilindri (6,8) sono previsti due fori filettati (14,15) i quali sono connessi ai raccordi dei detti condotti idraulici (16) totalmente riempiti di liquido.
7. 7. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i diametri dei cilindri (6,8) sono i medesimi e le dette molle (12,13) presentano le medesime caratteristiche elastiche.
8. 8. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna sospensione (2, 3, 4, 5) viene connessa per mezzo dei detti condotti idraulici (16) alle sospensioni presenti sul lato opposto dell’autoveicolo.
9. 9. Gruppo sospensioni idrauliche per autoveicoli secondo le rivendicazioni 2 ed 8, caratterizzato dal fatto che ciascun cilindro superiore (6) di ciascuna sospensione (2, 3, 4, 5) presente sull'autoveicolo, viene connesso da una coppia di condotti idraulici (16) ai cilindri inferiori (8), appartenenti alle sospensioni sul lato opposto dell’autoveicolo.