ITPT990010A1

ITPT990010A1 - DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM MOTOR VEHICLE SUSPENSIONS IN GENERAL.

Info

Publication number: ITPT990010A1
Application number: IT1999PT000010A
Authority: IT
Inventors: Lido Canigiani
Original assignee: Lido Canigiani
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 1999-05-05
Publication date: 2000-11-05
Also published as: ITPT990010A0

Description

D E S CR I ZIO N E DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "DISPOSITIVO PER IL RECUPERO DI ENERGIA DALLE SOSPENSIONI DI AUTOVEICOLI IN GENERE" D E S CR I TIO N DESCRIPTION OF THE PATENT FOR INDUSTRIAL INVENTION TITLE: "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SUSPENSION OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL"

Oggetto del presente Brevetto per Invenzione Industriale e' un dispositivo di natura meccanicoidraulica destinato al recupero di energia del tipo alternativo generata dalle sospensioni di un generico veicolo durante la normale marcia sia esso uu’automobile, un motoveicolo, un veicolo industriale o da trasporto persone quale autobus. Detto dispositivo dispone di una o piu’ pompe, alternative, fino a quanti sono i bracci delle sospensioni anteriori e posteriori, vengono ubicate fra i bracci. oscillanti e la scocca o telaio del veicolo in considerazione. The subject of this Patent for Industrial Invention is a mechanical-hydraulic device intended for the recovery of energy of the alternative type generated by the suspensions of a generic vehicle during normal running, be it a car, a motor vehicle, an industrial vehicle or a transport vehicle such as bus. This device has one or more alternative pumps, up to the number of front and rear suspension arms, which are located between the arms. swinging and the body or chassis of the vehicle into consideration.

Le citate pompe vengono poi portate in movimento dai bracci oscillanti delle sospensioni e quindi forniscono olio in pressione ad un particolare circuito prelevandolo da un serbatoio che può’ anche essere quello del servosterzo o di altri sistemi idràulici presenti nel veicolo. The aforementioned pumps are then brought into motion by the swinging arms of the suspension and then supply pressurized oil to a particular circuit by taking it from a tank which can also be that of the power steering or other hydraulic systems present in the vehicle.

Dette pompe hanno singolarmente cilindrate abbastanza contenute per consentire anche agli ammortizzatori di svolgere la propria funzione senza ridurre eccessivamente l'elasticità' o irrigidire troppo la sospensione nel suo insieme. These pumps individually have quite small displacements to allow the shock absorbers to perform their function without excessively reducing the elasticity or stiffening the suspension as a whole too much.

Queste pompe, generalmente, una o due coppie, provvedono ad alimentare un dispositivo accumulatore di solito contenente gas inerti o altro; detto accumulatore serve a consentire un afflusso continuo e costante verso un gruppo motore il quale a sua volta conduce in rotazione un motorino idraulico che conduce in rotazione un generatore di corrente per caricare o mantenere carico un accumulatore di corrente o batteria per gli ovvi usi che possono presentarsi in un veicolo. These pumps, generally, one or two pairs, supply an accumulator device usually containing inert gases or other; said accumulator serves to allow a continuous and constant flow towards a motor unit which in turn rotates a hydraulic motor which rotates a current generator to charge or keep charged a current accumulator or battery for the obvious uses that may show up in a vehicle.

Tuttavia, l'energia idraulica prodotta dal sistema pompe-accumiilatore può essere anche utilizzata da altre apparecchiature o servocomandi presenti nelle moderne vetture o veicoli anche industriali. However, the hydraulic energy produced by the pump-accumulator system can also be used by other equipment or servo controls present in modern cars or even industrial vehicles.

Infatti un' applicazione assai interessante ed utile e' quella su veicoli destinati a percorrere percorsi particolarmente sconnessi, quali veicoli fuoristrada e/o per servizi agricoli. In fact, a very interesting and useful application is that on vehicles destined to travel particularly bumpy routes, such as off-road vehicles and / or for agricultural services.

Allo stato attuale della tecnica non esistono apparecchiature destinate al recupero di energia di tipo meccanica da applicarsi a veicoli ne' autoveicoli. Soltanto nei mezzi pesanti quali camions da grandi portate esistono alcuni tipi di sistemi frenanti i quali agiscono pero' sullo scarico dei gas del motore. At the present state of the art, there are no devices intended for mechanical energy recovery to be applied to vehicles or motor vehicles. Only in heavy vehicles such as heavy duty trucks are there some types of braking systems which however act on the exhaust of the engine gases.

Questo sistema peraltro non ha a che vedere con alcuni dispositivi di controllo della trazione che montano pompe idrauliche, del tipo ruotante, per il controllo della trazione dei due ponti anteriore e posteriore, per regolare la ripartizione della trasmissione. This system, however, has nothing to do with some traction control devices that mount hydraulic pumps, of the rotating type, to control the traction of the two front and rear axles, to regulate the distribution of the transmission.

Il presente sistema può' invcece collaborare con i dispositivi facenti parte della sospensione per un buòn ammortizzamento delle scosse. The present system can instead collaborate with the devices forming part of the suspension for a good shock absorption.

Esistono altresì' sistemi di pompaggio d'olio sugli ammortizzatori, realizzati da alcune case automobilistiche ma qui le pompe o pistoni ammortizzanti ripartiscono, eventualmente, l'olio pompato fra le varie pompe o pistoni collegati fra loro con valvole di suddivisione del flusso per livellare il veicolo ma non per procurare energia su un dispositivo ruotante. There are also oil pumping systems on the shock absorbers, made by some car manufacturers but here the shock absorbing pumps or pistons eventually divide the pumped oil between the various pumps or pistons connected to each other with flow dividing valves to level the vehicle but not to provide energy on a rotating device.

Nelle allegate tavole, ai numeri e numeri e lettere indicati, vengono attribuiti i significati che qui di seguito vengono riportati. In the attached tables, the following meanings are attributed to the numbers and numbers and letters indicated.

1 - Generico braccio di sospensione di autoveicolo sia esso automobile, autocarro o veicolo di qualsivoglia tipo stradale a motore, braccio oscillante o traslante dal basso all'alto e viceversa. 1 - Generic suspension arm of a motor vehicle, be it a car, truck or vehicle of any type, road motor, swinging arm or moving from bottom to top and vice versa.

1-a - Ruota dell'autoveicolo applicata all'estremità' del braccio 1 della sopsensione. 1-a - Wheel of the motor vehicle applied to the end of the arm 1 of the suspension.

1-b - Mollone di sostegno della sospensione, in genere in parallelo all'ammortizzatore. 1-b - Suspension support spring, usually parallel to the shock absorber.

1-c - Ammortizzatore della sospensione schematicamente indicata. 1-c - Shock absorber of the suspension schematically shown.

1-d - Struttura portante o carrozzeria o telaio del veicolo. 1-d - Supporting structure or bodywork or chassis of the vehicle.

1-e - Cerniera o snodo della sospensione fissa sulla struttura o telaio portante del veicolo. 1-e - Hinge or joint of the fixed suspension on the structure or load-bearing frame of the vehicle.

2 - Pompa alternativa per oleodinamica a stantuffo interposta fra il braccio oscillante della sospensione e la struttura portante o carrozzeria del veicolo. 2 - Alternative piston pump for hydraulics interposed between the swinging arm of the suspension and the supporting structure or bodywork of the vehicle.

2-a - Valvola di aspirazione della pompa per il richiamo o passaggio dell'olio proveniente dal serbatoio e filtro 3. 2-a - Pump suction valve for the return or passage of the oil coming from the tank and filter 3.

2-b - Valvola di scarico dell'olio in pressione verso il regolatore di pressione e l'accumulatore. 2-b - Pressure oil drain valve to the pressure regulator and accumulator.

2-c - Cerniera posteriore della pompa che la collega alla carrozzeria o struttura 1-d. 2-c - Rear hinge of the pump that connects it to the bodywork or structure 1-d.

2-d - Cerniera anteriore fissata sullo stelo della pompa e nel presente esempio collegata al braccio 1 della sospensione. 2-d - Front hinge fixed on the pump stem and in this example connected to the arm 1 of the suspension.

2-e - Stantuffo di pompaggio della pompa, viene mosso dal braccio 1 della sospensione del veicolo. 2-e - Pump pumping plunger, is moved by the arm 1 of the vehicle suspension.

3 - Serbatoio dell'olio del circuito. 3 - Circuit oil tank.

3-a - Generico gruppo filtrante per olio da trsmissione. 3-a - Generic filter group for transmission oil.

3-b — Freccia indicante il verso del flusso dell'olio dal serbatoio dell'olio verso la pompa 2. 3-b - Arrow indicating the direction of the oil flow from the oil tank towards the pump 2.

3-c - Flusso dell'olio dalla pompa verso l'accumulatore e il motore. 3-c - Oil flow from the pump towards the accumulator and the engine.

4 - Accumulatore d'olio a gas o simile, serve ad accumulare un quantitativo d'olio in pressione da utilizzare nel modo voluto. 4 - Gas oil accumulator or similar, serves to accumulate a quantity of oil under pressure to be used in the desired way.

4-a Membrana o elemento di compensazione della dilatazione volumetrica dell'olio. 4-a Membrane or compensation element of the volumetric expansion of the oil.

5 Dispositivo di regolazione della pressione inserita dall'accumulatore 4, eventuali eccessi di fluido motore vengono reimmessi nel serbatoio 3. 5 Pressure regulation device inserted by the accumulator 4, any excess motor fluid is reintroduced into the tank 3.

5-a Condotto di scarico di eventuali eccedenze di olio pompato da 2, ricollega 5 con il serbatoio. 5-a Discharge pipe for any excess oil pumped by 2, reconnects 5 with the tank.

5-b Condotto, in pressione, per eventuali altri usi quali servosterzo, servocomando frizione o altri servo presenti nelle moderne vetture. 6- Motore idraulico, mosso dall'olio in pressione accumulato nell'accumulatore 4, può' essere di qualsivogliat tipo quali a pistoni assiali, radiali o qualunque altro tipo presente in commercio. 5-b Pipe, under pressure, for any other uses such as power steering, clutch servo control or other servos present in modern cars. 6- Hydraulic motor, driven by the pressurized oil accumulated in the accumulator 4, can be of any type such as with axial, radial pistons or any other type available on the market.

7 -Alternatore o dinamo o qualsivoglia generatore elettrico simile a quelli presenti nelle attuali vetture. 7 -Alternator or dynamo or any electric generator similar to those present in current cars.

8 - Batteria o accumulatore elettrico in generale. 8 - Battery or electrical accumulator in general.

8-a Eventuale sistema di regolazione - controllo tensione - corrente di carica della batteria 8. 8-a Possible regulation system - voltage control - battery charge current 8.

9 - Esempio di coppia di collegamenti a sospensioni anteriori. 9 - Example of a pair of connections to front suspensions.

10 - Esempio di coppia di collegamenti a sospensioni posteriori. 10 - Example of a pair of connections to rear suspensions.

Passando adesso all'esame delle tavole n. 1 si può capire da essa il funzionamento del dispositivo oggetto del presente Brevetto per Invenzione Industriale nel suo insieme e indicativamente dei vari elementi che lo compongono anche se la presente tavola non va intesa in senso restrittivo. Turning now to the examination of tables no. 1 it is possible to understand from it the operation of the device object of this Patent for Industrial Invention as a whole and indicatively of the various elements that compose it even if the present table is not intended in a restrictive sense.

Trattasi, come può' ben capirsi, di una generica sospensione di autoveicolo, o motoveicolo, la quale, indifferentemente, potrebbe essere sia quella anteriore che quella posteriore. This is, as can be understood, a generic suspension of a motor vehicle, or motor vehicle, which, indifferently, could be either the front or the rear one.

Còme si può facilmente vedere all'asse 1 della sospensione della ruota 1-a è collegato l'ammortizzatore 1-c inserito nel mollone della sospensione l~b destinati, nel loro insieme, ad assorbire gli urti e le oscillazioni dovute alle inevitabili sconnessioni stradali incontrate dalla ruota 1-a stessa. Tutto questo gruppo e' ben ancorato alla scocca portante di una moderna automobile oppure al telaio di un veicolo industriale. As you can easily see the shock absorber 1-c inserted in the spring of the suspension l ~ b is connected to the axle 1 of the suspension of the wheel 1-a, designed, as a whole, to absorb the shocks and oscillations due to the inevitable road disconnections. encountered by the 1-a wheel itself. This whole group is well anchored to the supporting body of a modern car or to the chassis of an industrial vehicle.

Parallelamente a questo sistema oscillante viene pertanto inserita una pompa alternativa 2 collegata con,uno snodo o cerniera 2-c alla struttura portante del mezzo e uno analogo anteriore 2-d all'asse 1 della sospensione. Parallel to this oscillating system is therefore inserted a reciprocating pump 2 connected with, a joint or hinge 2-c to the supporting structure of the vehicle and a similar front 2-d to the axle 1 of the suspension.

Durante un generico percorso stradale del veicolo la pompa viene portata piu' o meno in oscillazione dal braccio 1 della sospensione assieme al sistema d’ammortizzamento 1-b/1-c, a questo punto la pompa 2, attraverso la valvola 2-a richiama olio dal serbatoio 3 secondo il flusso indicato da 3-b e la rinvia a mezzo dello stantuffo 2-e secondo il flusso indicato da 3-c verso un serbatoio d'accumulo in pressione 4. During a generic road journey of the vehicle the pump is brought more or less in oscillation by the arm 1 of the suspension together with the damping system 1-b / 1-c, at this point the pump 2, through the valve 2-a, recalls oil from tank 3 according to the flow indicated by 3-b and sends it back by means of the piston 2-e according to the flow indicated by 3-c towards a pressurized storage tank 4.

Detto accumulatore 4 per consentire un accumulo di energia,,a mezzo appunto di olio in pressione, può' essere ad ,esempio del tipo ad azoto per evitare rischi di esplosione, riceve il liquido riducendo il volume a disposizione del gas contenuto in una propria zona da una membrana 4-a, a volte avente anche la forma di una vescica. Pertanto tutto il tratto percorso dall'olio comprendente 2-b fino al regolatore di pressione 5 comprensivo anche dell'accumulatore 4 verrà' a trovarsi in pressione, pressione regolata e controllata da 5 su di un valore desiderato e ricercato necessario all'utilizzo successivo. Said accumulator 4 to allow an accumulation of energy, precisely by means of pressurized oil, can be, for example, of the nitrogen type to avoid the risk of explosion, receives the liquid by reducing the available volume of the gas contained in its own zone. from a membrane 4-a, sometimes also having the shape of a bladder. Therefore, all the section covered by the oil comprising 2-b up to the pressure regulator 5 also including the accumulator 4 will be under pressure, pressure regulated and controlled by 5 on a desired and sought value necessary for subsequent use.

A questo punto il citato olio in pressione può' essere inviato verso un generico motore idraulico sia esso di qualsivoglia tipo a pistoni, orbitale a palette, a ingranaggio o altro purché' ruotante in continuo per portare in rotazione ad esempio un alternatore o una dinamo per la produzione di corrente elettrica per caricare, ad esempio, un generico accumulatore 8 interponendo un adeguato sistema di regolazione 8-a. At this point the aforementioned oil under pressure can be sent to a generic hydraulic motor, be it of any type with pistons, orbital vane, gear or other as long as it is continuously rotating to rotate, for example, an alternator or dynamo for the production of electric current to charge, for example, a generic accumulator 8 by interposing an adequate regulation system 8-a.

Questa ultima indicazione di utilizzo dell'energia idraulica generata e accumulata non vuol essere che un generico esempio in guanto, come schematizzato in 5-b, detto olio può andare, attraverso opportuni sistemi di regolazione, verso altri utilizzi quali i vari servocomandi presenti nei veicoli moderni quali il servosterzo, il comando idraulico della funzione o altri dispositivi. This last indication of the use of the hydraulic energy generated and accumulated is only a generic example in glove, as schematized in 5-b, said oil can go, through appropriate adjustment systems, to other uses such as the various servos present in vehicles. such as power steering, hydraulic function control or other devices.

Inoltre è importante rimarcare la disposizione della pompa interposta fra la struttura portante di un generico veicolo 1-d e la sospensione 1 ove e' anche posto il sistema di ammortizzamento delle oscillazioni della ruota 1-a dovute alle normali e comuni sconnesioni stradali e oscillazioni dovute all'assetto normale del veicolo su percorsi misti. La tavola n. 2 esemplifica un dispotivo applicato alle quattro ruote, o meglio alle sospensioni di un veicolo; infatti la coppia di pompe 2 collegate con gli snodi 9 stanno ad indicare il fissaggio alle due sospensioni anteriori, mentre quelle collegate con gli snodi 10 vengono fissate alle sospensioni o al ponte posteriore. Furthermore, it is important to note the arrangement of the pump interposed between the load-bearing structure of a generic vehicle 1-d and the suspension 1 where there is also the damping system for the oscillations of the wheel 1-a due to the normal and common road bumps and oscillations due to normal attitude of the vehicle on mixed routes. Table no. 2 exemplifies a device applied to the four wheels, or rather to the suspensions of a vehicle; in fact the pair of pumps 2 connected with the joints 9 indicate the attachment to the two front suspensions, while those connected with the joints 10 are fixed to the suspensions or to the rear axle.

Questo semplice dispositivo consente di recuperare quindi energia lungo quei tratti stradali sconnessi che in genere assorbono esclusivamente grandi dosi di forza motrice a causa di innumerevoli ostacoli sul selciato; per questo motivo, come anticipato, questo dispositivo dotato del numero di pompe volute si rende particolarmente utile su veicoli destinati a fuoristrada, mezzi agricoli o simili potendosi riutilizzare anche direttamente l'energia accumulata nell'accumulatore di pressione o sìmile. L'esempio citato e' rivolto a produrre energia elettrica o una forza fluido-motrice destinata a servocomandi; tuttavìa la forza di natura idraulica può' trasformarsi anche in energia pneumatica ed essere quindi utilizzata in attuatori pneumatici di qualsiasi tipologia o destinazione d'uso. This simple device therefore allows energy to be recovered along those uneven road sections which generally only absorb large doses of driving force due to countless obstacles on the pavement; for this reason, as anticipated, this device equipped with the required number of pumps is particularly useful on vehicles intended for off-road vehicles, agricultural vehicles or the like, since it is also possible to directly reuse the energy accumulated in the pressure accumulator or the like. The example cited is aimed at producing electrical energy or a fluid-motive force intended for servos; however, the hydraulic force can also be transformed into pneumatic energy and therefore be used in pneumatic actuators of any type or intended use.

Detto dispositivo trova applicazione in particolare su veicoli elettrici con accumulatori o batterie ricaricabili. Said device finds application in particular on electric vehicles with accumulators or rechargeable batteries.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SUSPENSION OF VEHICLES IN GENERAL" characterized by the fact of recovering mechanics from the oscillatory motion of the front / rear suspension arms of generic vehicles by having alternative pumps connected between the vehicle structure and the suspensions which take oil or similar fluids either from a special tank or from the servo-control tank sending it to an accumulator with an adequate pressure and / or flow regulation system to be then destined to supply in a discreetly continuous way either a hydraulic motor or the like or a pneumatic actuator, after a transformation from hydraulic to pneumatic energy or a servo control of the vehicle itself, being able to transform this energy therefore either in mechanical or even electrical, with dynamo or alternator, to recharge the battery or electric accumulators on the vehicle itself, whether it is used for transport of people or things or even for agricultural uses. 2) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SUSPENSION OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL" as per the previous claim characterized by having one or more pumps of the alternative type, whether piston or not, moved by the suspensions of motor vehicles or motorcycles during normal running as they are interposed between the load bearing structure and the suspension in the same way as the shock-absorbing suspension system. 3) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SUSPENSION OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL" as per the previous claims characterized by the fact that it has an adequate hydraulic energy accumulator, whether it is a tank with inert gases and membrane or others, such as to return the accumulated fluid with almost constant flow and potential at the time of reuse. 4) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SUSPENSION OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL" as per the previous claims characterized by the fact that it has an appropriate system for regulating the fluid output from the accumulation apparatus for an instant rational use on existing servos or to produce example electricity for the accumulators present. 5) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SOPSENSIONS OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL" as per the previous claims characterized by the fact that it has a tank for collecting the fluid or oil in general, whether it is dedicated to its own service or to that of other servomechanisms. 6) "DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM THE SOPSENSIONS OF MOTOR VEHICLES IN GENERAL" as per the previous claims, as described in this report and represented in the attached tables.