ITRM940449A1 - "servo-sterzo idraulicamente assistito" - Google Patents

Abstract

l'invenzione concerne un servo - sterzo idraulicamente assistito, in particolare per autoveicoli, con un aggregato di spostamento idraulico e rispettivamente a pistone e cilindro a doppia azione per la produzione di una forza idraulica ausiliaria. A questo scopo, le zone di lavoro dell'elemento di spostamento e rispettivamente a pistone e cilindro sono caricabili con pressione idraulica controllabile, e rispettivamente scaricabili dalla stessa tramite tubazioni associate, controllate per mezzo di una servovalvola. Attraverso valvole smorzatrici disposte sui tubi di raccordo, l'aggregato di spostamento e rispettivamente a pistone e cilindro assume anche la funzione di ammortizzatore dello sterzo.

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo.: "Servo-sterzo idraulicamente assistito"

L'invenzione concerne un servo-sterzo idraulicmente assistito, in particolare per autoveicoli, con un aggregato di spostamento idraulico,a doppia azione per la produzione di una forza idraulica ausiliaria, dove le zone di lavoro dell ' elemento di spostamento sono caricabil tramite tubazioni associate, comandate da una servovalvola, con pressione idraulica comandabile oppure sono scaricabili dalla pressione idraulica, nonchè con valvole smorzatrici disposte sui raccordi Per mantenere piccole le forze di azionamento da appiicare da parte del conducente di un autoveicolo durante l'azionamento dello sterzo del veicolo, i veicoli più pesanti sono equipaggiati regolarmente con un servosterzo che, almeno nel caso di autovetture, lavora tipicamente con forza idraulica ausiliaria che di regola viene prodotta per mezzo di un aggregato di spostamento realizzato come aggregato a pistone e cilindro.

Inoltre, gli sterzi dei veicoli possiedono regolarmente un ammortizzatore separato che, eventualmentesopprime le oscillazioni generate nel sistema di sterzo.

A questo proposito, dalla DE-OS 4029 156 è noto, in linea di massima, fare agire l'aggregato a pistone e cilindro a doppia azione, atto aprodurre la forza idraulica ausiliaria, anche come ammortizzato re dello sterzo, disponendo nelle tubazioni tra la servovalvola e questo aggregato elementi ammortizzatori che presentano però una struttura comparativamente complicata.

Una disposizione simile è oggetto della DE-OS 4106 310.

Dalla DE-OS 2927 039 è noto disporre,sui raccordi delle tubazioni laterali ai cilindri che coUega.no la servovalvola con l'aggregato a pistone e cilindro a doppia azione di un servo-sterzo, di volta in volta una valvola di non ritorno che si apre in direzione di ciascuna zona di lavoro del pistone e che è provvista di un foro calibrato di strozzamento, il cui involucro può essere formato da una vite atta al fissaggio di ciascuna tubazione al cilindro.

Queste note costruzioni non si sono affermate nella pratica, sebbene in linea di massima sia vantaggioso risparmiare un ammortizzatore separato dello sterzo e integrare la sua funzione nel servosterzo

In pratica si impiegano quindi ammortizzatori separati per sterzi, quali vengono descritti in REIMPELL, I.: Fahrewerktechnik (Tecnica dell'autotelaio):Lenkung (Sterzo) , VOGEL-BUCHVERLAG WORZBURG, I Edizione 1984, pagine 119 - 127. In questo caso, i pistoni degli ammortizzatori dello sterzo possiedono tipicamente passaggi assiali che vengono comandati da valvole a sede piana disposte sul pistone.

Compito dell'invenzione è quindi quello di migliorare dal punto di vista costruttivo un servosterzo del tipo citato avanti e di consentire una buona sintonizzazione delle forze di sporzamento.

Questo compito viene risolto, secondo l'invenzione, per il fatto che le valvole smorzatrici presentano una parte portante a guisa di disco perforato, la quale è bloccabile a guisa di anello distanziatore o di disco distanziatore tra una superficie di supporto di un tubo di raccordo disposto sull'involucro della servovalvola e dell'aggregato di spostamento e una superficie di supporto antagonista di una parte di raccordo del tubo collegabile con il tubo di raccordo.

In questo caso è previsto, in particolare, che la parte portante presenta un pistone a disco con canali assiali controllati dalle valvole smorzatrici e questo pistone divide fra loro, all'interno di un vano compreso dal tubo di raccordo e dalla parte di raccordo, due camere, di cui una è collegata con ciascuna tubazione e una è collegata con la servovalvola oppure con una camera di lavoro dell'aggregato di spostamento o dell'aggregato a pistone e cilindro.

Nell'invenzione,i costi di montaggio vendono tenuti comprensibilmente bassi in quanto la disposizione delle valvole smorzatrici viene eseguita nel modo più semplice durante il montaggio delle tubazioni di collegamento tra la servovalvola e l'aggregato di spostamento e rispettivamente l’aggregato a pistone e cilindro.

Dall'altro lato, attraverso la disposizione delle valvole smorzatrici su un pistone a forma di disco si ottiene che si possono impiegare in linea di massima in modo invariato elementi noti dalla produzione di ammortizzatori di sterzo.

Inoltre, per quanto riguarda i particolari vantaggiosi dell'invenzione si rimanda alle rivendicazioni nonché alla descrizione successiva di forme di reaiizzazione preferite che vengono illustrate con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una vista schematica complessiva di un servo-sterzo secondo l'invenzione e le figure da 2 a 7 mostrano diverse forme di esecuzione e rispettivamente disposizioni delle valvole smorzatrici in sezione.

Secondo la figura 1, una cremagliera 1, che è collegata con le ruote orientabili 2 di un autoveicolo non rappresentato in modo noto tramite la tiranteria dello sterzo, viene azionata da un pignone 3 che, a sua volta, è accoppiato in senso motore con il volante 4 dell'autoveicolo. La tramissione del comando tra il volante 4 e il pignone 3 aziona una servovalvola idraulica 5 in funzione della direzione e grandezza delle coppie trasmesse tra il volante 4 e il pignone 3. La servovalvola 5 è collegata, da un lato, tramite tubazioni 6 con una sorgente di olio compresso non rappresentata nonché da un serbatoio di olio non compresso e, dall'altro lato, tramite tubazioni 7 con le camere di lavoro di un aggregato a pistone e cilindro 8 a doppia azione, il cui stelo del pistone è collegato saldamente e rispettivamente a pezzo unico con la cremagliera 1.

Per mezzo della servovalvola 5, nelle due camere dell'aggregato a pistone e cilindro 8 si può produrre una differenza di pressione dipendente dalla coppia trasmessa tra il volante 4 e il pignone 3, in modo che le forze sterzanti da applicare da parte del conducente sul volante 4 vengano tenute basse per effetto della forza ausiliaria idraulica prodotta dalla differenza di pressione.

L'aggregato a pistone e cilindro 8 assume, inoltre, la funzione di un ammortizzatore di sterzo. A questo scopo, sui raccordi delle tubazioni 7 laterali al cilindro- oppure sui raccordi che collegano queste tubazioni 7 con la servovalvola - sono previste valvole smorzatrici, la cui disposizione e costruzione viene illustrata più in basso con riferimento alle figure da 2 a 7.

Secondo la figura 2, sul cilindro dell'agregato a pistone e cilindro 8 è disposto, ad un'apertura 9 che porta ad una camera di lavoro dei pistone, un bocchettone di raccordo 10 a forma di tubo che si allarga, nella figura 2, verso l'alto formando un gradino anulare con una superficie di supporto a forma di anello 11 e, ai di sopra del gradino anulare, possiede una filettatura interna 12.

Nella filettatura 12 si può avvitare un anello 13 con filettatura estrema, provvista, sulla sul lato frontale superiore nella figura 2, di scanalature radiali, allo scopo di poter applicare un utensile per la regolazione a vite dell'anello filettato 13.

L'anello filettato 13 comprende unaparte di raccordo 14 a forma dì coppa e rispettivamente di campana, realizzata come un pezzo imbutìto di lamiera, la quale è collegata con una delle tubazioni 7, ad esempio mediante brasatura. Sul suo bordo frontale inferiore nella figura 2, la parte di raccordo 14 possiede un bordo flangiato oppure allargato a forma di gradino anulare, il cui diametro esterno è maggiore del diametro interno dell'anello filettato 13, in modo che la parte di raccordo 14, durante l'avvitamento dell'anello filettato 13 nella filettatura interna 12 del tubo di raccordo 10 viene spinta in avanti in direzione della superficie di supporto 11.

La zona marginale della parte di raccordo 14 rivolta verso la superficie di supporto 11 forma una superficie di supporto antagonista 15, in modo che, durante l'avvitamento dell'anello filettato 13 nella filettatura interna 12 tra la superficie di supporto 11 e la superficie di supporto antagonista 15, un pistone 16 a forma dì disco, inserito precedentemente nei tubi di raccordo 10, pud essere bloccato a tenuta stagna con la sua zona marginale.

Il pistone 16 possiede un foro centrale nonché prolunghe assiali attraversate da questo sul suo lato superiore e sul suo lato inferiore. Il foro centrale accoglie un perno ribattuto 17 con cui sono supportati dischi di controcuscinetto 18 anulari, disposti alle estremità frontali libere delle prolunghe assialidel pistone 16.

Inoltre, il pistone 16 possiede fori assiali 19e20, disposti ad anello rispetto al suo asse, dove i fori assiali 19 si allargano a gradino verso l’alto nella figura 2, mentre i fori assiali 20 presentano, alle loro estremità inferiori, allargamenti corrispondenti.

Sulle aperture superiori e rispettivamente inferiori dei fori assiali 19 e 20 vi sono piastre di valvole anulari 21 e 22, bloccate per mezzo di molle elicoidali coniche 23 e rispettivamente 24 contro le rispettive aperture dei fori assiali 19 e 20. Le molle elicoidali coniche 23 e 24 sono bloccate a pressione tra i dischi 18 di controcuscinetto e le rispettive piastre 21 e rispettivamente 22 di valvola. La piastra 21 della valvola e in grado di coprire completamente le aperture superiori dei fori assiali 20 e di coprire solo parzialmente le aperture allargate superiori dei fori assiali; in modo adeguato, la piastra 22 della valvola può coprire completamente soltanto le aperture inferiori dei fori assiali 19.

Il mezzo idrauilico può quindi entrare, in presenza di corrispondente caduta di pressione, dalla tubazione 7, davanti alla piastra 21 della valvola, neifori assiali 19 e verso l'apertura 9 e quindi può afluire in una camera di lavoro dell'aggregato a pistone e cilindro 8 dove la piastra 22 della valvola .viene sollevata dalla posizione di ehiusura rappresentata contro la forza della molla 24 relativanente debole.

Il flusso citato deve superare, in questo caso, una certa resistenza di strozzamento che, da un lato, vene provocata dal restringimento delle aperture superiori dei fori assiali prodotte dalla piastra superiore 21 della valvola e, dall'altro lato, dalla pressione di chiusura della piastra 22 della valvola.

In caso di caduta di pressione in direzione inversa, il mezzo idraulico passa davanti alla piastra 22 della valvola chesi trova in posizione di chiusura e poi nei fori assiali 20 e quindi, dietro apertura della piastra 21 della valvola, va nella tubazione 7. In questo caso si deve superare la pressione di chiusura comparativamente grande che applica la molla 23 che carica la piastra 21 della valvola.

In questo modo, a seconda della direzione del flusso, si producono diverse resistenze di strozzamento che agiscono nel senso di uno smorzamento di oscillazioni del pistone dell'aggregato a pistone e cilindro 8 nonché dello sterzo del veicolo accoppiato in senso motore con questo.

Siccome una disposizione corrispondente alla figura 1 è associata regolarmente anche a ciascun'altra camera di lavoro del pistone dell'aggregato a pistone e cilindro 8, l'azione di smorzamento in entrambe le direzioni di moto del pistone dell'aggregato a pistone e cilindro 8 è uguale.

Dalla figura 3 si vede in primo luogo che, al posto di una zona marginale allargataci di sotto dell'anello filettato 13 sulla parte di raccordo 14 si può disporre anche un anello elastico 25, tenuto in una scanalatura anulare, con cui l'anello filettato 13 coopera durante l'avanzamento della parte di raccordo 14 verso la superficie di supporto 11.

Inoltre, la tubazione 7, invece che radialmente, può essere disposta assialmente sulla parte di raccordo 14.

La notevole differenza della forma di esecuzione della figura 3 rispetto alla forma di esecuzione secondo la figura 2 sta nel fatto che il pistone 16 è inserito in una zona cilindrica della parte di raccordo 14 ed è resa stagna rispetto alla parete interna della parte di raccordo 14 con un anello di tenuta 26 o simile. Per il supporto non mobile asialmente del pistone 16 serve il disco inferiore di controappoggio 18, realizzato come disco perforato, che possiede un diametro sufficientemente grande, in modo che la sua zona marginale può essere bloccata tra la superficie di supporto 11 e la superficie di controcuscinetto 15.

Per una migliore tenuta stagna rispetto alle superfici di supporto 11 e 15, la zona marginale del disco inferiore di controappoggio 18 può essere rivestita con un materiale elastomerico.

Nella forma di esecuzione secondo la figura 4 è previsto che il tubo di raccordo 10 formi, internamente, un cilindro in cui è possibile introdurre a tenuta stagna il pistone 16.

Inoltre, il pistone 16 è collegato con i dischi di controappoggio 18 soltanto tramite un chiodo tubolare 27 a parete sottile, in modo che una vite di fissaggio 28 che attraversa il chiodo tubolare 27 possa essere inserita in un foro filettato sul fondo del tubo di raccordo 10. Per mezzo di questa vite 28, la parte di raccordo a coperchio 14 può essere supportata, in modo indicato nella figura 4, sul tubo di raccordo 10, dove la fessura anulare tra il tubo di raccordo 10 e la parte di raccordo 14 viene chiusa da una guarnizione di tenuta 29.

La parte di raccordo 14 è formata in modo che le estremità frontali del chiodo tubolare 27 possano essere bloccate tra la superficie di supporto li sul fondo del tubo di raccordo 10 e la superficie di controcuscinetto 15 sul fondo della parte di raccordo 14 dove, allo stesso tempo, il pistone 16 nonché i dischi di controappoggio 18 vengono bloccati assialmente.

Nella forma di esecuzione secondo la figura 5, il tubo di raccordo 10 possiede, al di sopra della superficie di supporto anulare 11, a sua volta, una filettatura interna 12 in cui, in questa forma di esecuzione, è inseribile la parte di raccordo 14 provvista di una filettatura esterna, in modo che tra la superficie di supporto 11 del tudo di raccordo 10 e il bordo frontale inferiore della parte di raccordo 14 che serve da superficie di controappoggio 15 può essere bloccato assialmente il pistone 16. Per rendere stagna la filettatura, tra la parte di raccordo 14 e il tubo di raccordo 10 si può disporre una guarnizione di tenuta 30.

La tubazione 7 possiede una estremità rastremata che entra perfettamente nel foro centrale del pistone 16, la quale è chiusa da un tappo 31 e possiede una filettatura esterna su cui si può avvitare un dato 32 per il ritegno del pistone 16 nonché dei dischi di controappoggio 18 sull'estremità rastremata della tubazione 7. In questo modo, la tubazione 7 è collegata con il pistone 16.

La parte di raccordo 14 è disposta in modo girevole sulla tubazione 7, dove la fessura anulare tra il lato esterno della tubazione 7 e la parete interna della prolunga tubolare della parte di raccordo 7 che cinge la tubazione 7 è chiusa da una guarnizione di tenuta 33.

Nella zona di passaggio al segmento terminale chiuso dal tappo 31, la tubazione 7 possiede aperture 34 tramite le quali il vano interno della tubazione 7 comunica con il vano al di sopra del pistone 16 nella parte di raccordo 14.

Per poter afferrare la parte di raccordo 14, durante l'avvitamento nella filettatura 12 del tubo di raccordo 10 con un utensile corrisondente, si può realizzare il perimetro della zona della parte di raccordo 14 che cinge la tubazione 7 a guisa di diedro o di esagono o simile.

Nella forma di esecuzione della figura 5, il pistone 16 ha quindi una doppia funzione. Da un lato esso agisce, con le piastre 21 e 22 della vai· vola nonché con le molle 23 e 24, a guisa di valvola smorzatrice. Dall'altra parte, esso serve da organo., di ritegno per la tubazione 7.

La forma di esecuzione secondo la figura 6 si rassomiglia molto alla forma di esecuzione secondo la figura 2. La differenza essenziale sta nel fatto che la parte di raccordo 14 è collegata i:n modo . girevole con la tubazione 7 e può essere avvitata, per mezzo di una filettatura esterna, direttamente nel tubo di raccordo 10 per bloccare il pistone 16 tra la superficie di supporto 11 e la superficie di controcuscinetto 15.

Per il collegamento girevole tra la parte di racordo 14 e la tubazione 7, nella parte di raccordo 14 sono disposti, tangenzialmente ad un foro contenente la tubazione 7, due fori trasversali 35, i cui assi mediani hanno una distanza trasversale reciproca corrispondente al diametro esterno della tubazione 7. Di conseguenza, i fori trasversali 35 nonché il foro della parte di raccordo 14 che contiene la tubazione 7 si attraversano reciprocamente. In corrispondenza dei fori trasversali 35, la tubazione 7 possiede una scanalatura ricavata per formatura senza asportazione di truciolo, in modo da poter inserire nei fori trasersali 35 i fianchi a spina di un fermaglio 36 di filo metallico rotondo per bloccare ad accoppiamento geometrico in direzione assiale la tubazione 7 sulla parte di raccordo 14. Per la chiusura stagna tra la tubazione 7 e la parte di raccordo 14 è previsto ancora un anello di tenuta 37.

Nella forma di esecuzione secondo la figura 7 è prevista pure una disposizione girevole della parte di raccordo 14 sulla tubazione 7. Per il ritegno, la tubazione 7 è bordata, alla sua estremità, sul lato interno della parte di raccordo 14.

La tenuta stagna tra la parte di raccordo 14 e la tubazione 7 avviene attraverso l'anello di tenuta 37

Nelle forme di esecuzione delle figure 2, 6 e 7, l‘ermetizzazione tra la superficie di supporto 11 e la superficie di controcuscinetto 15 nonché tra i bordi frontali opposti del pistone 16 avviene mediante bordi anulari o simili sul pistone 16 oppure sulle superfici 11 e 15.

Al suo posto è anche possibile rivestire i bordi frontali del pistone 16 con un materiale eia· stomerico e rispettivamente realizzarli con un materiale cedevole in presenza di forte pressione, ad esempio con alluminio, in modo da poter spingere le superfici 11 e 15 nei bordi frontali opposti del pi· stone 16 quando la parte di raccordo 14 viene bloccata assialmente in modo adeguatamente saldo contro il pistone 16 e rispettivamente la superficie di supporto 11.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Servo-sterzo idraulicamente assistito, in particolare per autoveicoli, con un aggregato di spostamento idraulico a doppia azione per la produzione di una forza idraulica ausiliaria, dove le camere di lavoro di spostamento di questo aggregato sono caricabili con pressione idraulica controllabile' mediante tubazioni associate, controllate da una servovalvola oppure sono scaricabili dalla pressione idraulica, nonché con valvole smorzatrici disposte sui raccordi delle tubazioni, caratterizzato dal fatto che le valvole smorzatrici (da 16 a 24) presentano una parte portante (16, 18) a disco perforato, bloccabile a guisa di anello distanziatore o di di-, sco distanziatore tra una superficie di supporto (11) di un tubo di raccordo (10) disposto sull'involucro della servovalvola (5) o del11aggregato di sppstamento (8) e una superficie di controcuscinetto (15) di una parte di raccordo (14) della tubazione (7) collegabile con il tubo di raccordo (10).
2. 2. Servo-sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parte portante presenta un pistone a disco (16) con canali assiali (19, 20) controllati dalle valvole smorzatrici (da a 24) e questo pistone (16) separa, all'interno di un vano compreso dal tubo di raccordo (10) e dalla parte di raccordo,(14), due camere fra loro, delle qual una è collegata con ciascuna tubazione (7) e l'altra è collegata con la servovalvola (5) oppure con una camera di lavoro dell'aggregato di spostamento (8)
3. 3 .Servo-sterzo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da1 fatto che il bordo del pistone (16)è bloccatoassi almente tra le superfici di supporto e di controcuscinetto anulari (11, 15) del tubo di raccordo (10) nonché della parte di raccordo 1 (14).
4. 4. Servo-sterzo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il pistone (16) è inseribile assialmente in un segmento del cilindro sul tubo di raccordo (10) oppure sulla parte di raccordo (14) e si collega assialmente ad un disco perforato (18) il cui bordo è bloccato assialmente tra superfici di supporto e di controcuscinetto anulari. (11, 15) del tubo dì raccordo (10) nonché della par te di raccordo (14)
5. 5. Servo-sterzo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il pistone (16) è inseribile assialmente in un segmento del cilindro del tubo di raccordo (10) o della parte dì raccordo: (14) e presenta un'apertura centrale per inserire una vite (28) che attraversa un foro coassiale all'aper tura centrale sulla parte di.raccordo (14) ed è avvitabile in un foro filettato coassiale a questa nel tubo di raccordo (10), dove il pistone (16) viene bloccato a guisa di un disco distanziatore tra la superficie di supporto e la superficie^di controcusci netto (11, 15) del tubo di raccordo (10) e della par te di raccordo (14).
6. 6, Servo-sterzo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la superficie di sup porto e di controcuscinetto (11, 15) è disposta sul foro filettato del tubo di raccordo (10) e sul foro della parte di raccordo (14) che contiene la vite (28) e coopera di volta in volta con una zona centra le del pistone e rispettivamente di parti collegate; con questo.
7. 7. Servo-sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che la tubazione (7) è sostenuta sulla parte portante e/o sul pistone (16, 18).
8. 8. Servo-sterzo secondo una delle rivendi4i cazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che le valvole ad azione scorzante sono realizzate a guisa di valvole a sede piana.