ITPD20090048A1 - Sensore per la misurazione della forza di smorzamento in un ammortizzatore motociclistico - Google Patents

Description

TITOLO

SENSORE PER LA MISURAZIONE DELLA FORZA DI SMORZAMENTO IN UN

AMMORTIZZATORE MOTOCICLISTICO

DESCRIZIONE

Campo della Tecnica:

questa invenzione riguarda l’applicazione e lo schema di montaggio di una cella di carico all’interno di un ammortizzatore per veicoli terrestri

Stato della Tecnica:

Generalmente, un ammortizzatore motociclistico è composto da un elemento elastico, la molla principale, e da un sistema smorzante. Quest’ultimo, nella maggior parte dei casi, consiste in un cilindro nel quale scorre un pistone; un sistema di valvole regola il deflusso del fluido contenuto nel cilindro causato dal movimento del pistone. Costruttivamente, lo stelo è quell’elemento che garantisce contemporaneamente: la trasmissione della componente idraulica della forza tra il pistone e uno degli attacchi dell’ ammortizzatore, l’assialità del movimento degli estremi della molla (limita le flessioni dell’ ammortizzatore su piani passanti per il suo asse di simmetria) e l’assemblaggio dell’ ammortizzatore, evitando che le due parti si sfilino per effetto del precarico della molla principale. Lo stelo, da un lato è vincolato al pistone, dall’altro ad un sistema di elementi cui spetta la funzione di accogliere sia uno degli attacchi dell 'ammortizzatore sia la superficie in contatto con la molla (fig. 1). L’elemento cui è vincolato lo stelo ha dimensioni generose legate sia alle dimensioni della molla, che a quelle della eventuale filettatura necessaria al montaggio dell’attacco. L’idea in questione consiste nello sfruttare le dimensioni di questo elemento (d’ora in poi chiamato “corpo inferiore”) per alloggiare al suo interno una cella di carico. L’accoppiamento tra stelo e corpo inferiore (incastro) viene sostituito da un accoppiamento in appoggio tra steU « sensore della cella.

Descrizione dell’invenzione:

La cella di carico considerata è in grado di fornire un uscita analogica o digitale proporzionale alla forza assiale cui è sottoposta. Il range di forza che è in grado di misurare va da zero (forza nulla) a un valore positivo (massima compressione misurabile). In un ammortizzatore, la forza esercitata dalla molla è sempre di compressione (nulla vincola la molla a non staccarsi dalla ghiera, inoltre, è spesso presente un precarico di elevata entità). La componente smorzante, al contrario, fornisce una forza sia durante la compressione che durante l’estensione deH’ammortizzatore. Lo scopo dell’idea in oggetto è quello di misurare questa componente. A tal fine, questa invenzione prevede di interrompere l’accoppiamento tra stelo e corpo inferiore per inserire la cella di carico (fig.2). Grazie a questa costruzione, sulla cella di carico agisce la stessa forza che interessa lo stelo (fig.3); l’eventuale forza di trazione dovuta al precarico della molla principale non viene considerata poiché interessa lo stelo solo in condizione di riposo (se la forza di compressione agente sull 'ammortizzatore non supera la forza di precarico Γ ammortizzatore non subisce deformazioni e la forza smorzante è nulla). La cella di carico, tuttavia, non è in grado di misurare una forza di estensione, inoltre, il collegamento in appoggio tra stelo e cella causerebbe il distacco tra i due elementi nel caso di sforzi di trazione. Per ovviare a questo problema, la soluzione proposta prevede l’utilizzo di molle (in seguito: molle di precarico) in grado di fornire una forza diretta lungo l’asse dello stelo (fig.4). Una precompressione di queste molle crea una forza di precarico che comprime lo stelo contro la cella di carico, agendo tra una particolare superfìcie di battuta ricavata sullo stelo stesso e un coperchio atto a chiudere l’assemblaggio (fig.5). Tale coperchio è accoppiato con il corpo inferiore mediante collegamenti filettati (fìg.6). Nell’assemblaggio così ottenuto la cella di carico fornisce un segnale positivo (corrispondente alle forze di precarico scelte) quando lo stelo dell’ammortizzatore è scarico; questa forza aumenta in modulo all’aumentare della forza di compressione generata dal sistema smorzante, mentre diminuisce durante l’estensione dell’ammortizzatore. In condizione di funzionamento dell’ammortizzatore (forza di compressione maggiore del precarico della molla principale) la massima forza misurabile nella fase di estensione corrisponde al precarico scelto per le molle di precarico (superato il quale ha origine il distacco tra flangia dello stelo e cella). Tale precarico è regolabile agendo sui collegamenti filettati tra corpo inferiore e coperchio. In compressione la massima forza misurabile è data dalla differenza tra il massimo valore misurabile dalla cella e la suddetta forza di precarico.

In formule:

■ Ammortizzatore a riposo (piena estensione)

F = P- F

Fm — forza misurata

P = precarico agente sulle molle di precarico

Fp precarico della molla principale

Ammortizzatore compresso ma in condizione statica

F A m = P 1

■ Ammortizzatore in funzione (condizione dinamica)

Fm=P+Fs

FÌ= Fw-P

Fs — forza generata dal sistema smorzante (positiva in fase di compressione)

■ Massima forza di smorzamento misurabile in compressione : maxcella ~ P

■ Massima forza di smorzamento misurabile in estensione: P

F maxcella- massima compressione misurabile dalla cella

Breve descrizione dei disegni

La figura 1 mostra un possibile schema costruttivo del corpo inferiore

La figura 2 mostra la posizione della cella tra stelo e corpo inferiore

La figura 3 descrive la forza agente sulla cella

La figura 4 descrive il montaggio delle molle di precarico nel caso di molle a tazza

La figura 6 mostra l’esploso della soluzione costruttiva con molle di precarico e collegamenti filettati

La figura 7 mostra il sistema nel suo complesso (stelo e collegamenti tra coperchio e corpo inferiore)

La figura 8 rappresenta in assonometria l’esploso dell’invenzione

Descrizione dettagliata dell’invenzione:

Con riferimento alla figura 6, questa invenzione è composta da:

uno stelo (1) caratterizzato da una superfìcie di battuta per le molle

un corpo inferiore (2) sagomato in modo da accogliere la cella di carico e le sedi per i collegamenti filettati

un coperchio (3) che garantisce il precarico delle molle attraverso collegamenti filettati una cella di carico (4)

almeno una molla di precarico (5), nel disegno a tazza (può essere di qualunque altro tipo)

elementi per il collegamento filettato tra coperchio e corpo inferiore (nel disegno bulloni (6))

Claims (1)

1. TITOLO: SENSORE PER LA MISURAZIONE DELLA FORZA DI SMORZAMENTO IN UN AMMORTIZZATORE MOTOCICLISTICO RIVENDICAZIONI 1) Un ammortizzatore per veicoli terrestri che comprende: una cella di carico inserita interrompendo la continuità dello stelo; uno stelo, disegnato in modo da comprimere la suddetta cella di carico e da poter essere precaricato con una forza necessaria ad evitare il distacco dalla cella durante l’estensione, così da misurare anche forze di segno opposto a quelle di compressione (come da “descrizione dell’ invenzione”); almeno una molla a tazza atta a generare il suddetto precarico; almeno un bullone in grado di realizzare e regolare in modulo tale precarico. L’invenzione in questione rivendica l’idea di misurare sforzi di trazione originando una compressione iniziale statica in una cella generica atta a misurare solo forze di compressione. 2)In accordo con Rivendicazioni (1), un ammortizzatore che presenta una cella di carico inserita all’ interno del suddetto “corpo inferiore” 3) In accordo con Rivendicazioni (1) e (2), una cella di carico inserita interrompendo, anche parzialmente, qualunque collegamento tra stelo e altre parti dell’ ammortizzatore. 4) In accordo con Rivendicazioni (1), un ammortizzatore nel quale il precarico agente sulla cella è generato da altri tipi di molle (di qualunque tipo esse siano) in grado di sviluppare una forza assiale se sottoposte a compressione. 5) In accordo con Rivendicazioni (1), un ammortizzatore nel quale il precarico delle molle è ottenuto mediante altri tipi di collegamento filettato.