ITRM970294A1 - Dispositivo di sterzo, in particolare per autoveicolo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''DISPOSITIVO DI STERZO, IN PARTICOLARE PER AUTOVEICOLO''
L'invenzione concerne un dispositivo di sterzo secondo il preambolo della rivendicazione 1 come quello impiegabile in particolare per autveicoli .
Rispetto ai dispositivi di sterzo tradizionali con accoppiamento meccanico tra il dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e il dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata, ai dispositivi di sterzo con accoppiamento non meccanico di questi dispositivi manca una trasmissione meccanica diretta di un momento di reazione del dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata sul dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata. Per mantenere questa informazione di retrosegnàlazione, abituale per il conducente, anche per i dispositivi di sterzo con accoppiamento non meccanico del dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e del dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata è noto accoppiare un dispositivo per la produzione del momento di reazione con l'albero del braccio comando sterzo. In questo modo, nella domanda di brevetto tedesca DE 42 41 849 Al viene pubblicato un sistema di sterzo per autoveicoli o navi con un dispositivo di manovra dello sterzo con un relativo albero del braccio comando sterzo e un dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata accoppiato elettricamente con detto albero del braccio comando sterzo in cui l’albero del braccio comando sterzo può essere caricato da una unità di carico dei momenti in cui l'albero del braccio comando sterzo può essere caricato da una unità di carico dei momenti con un momento di reazione regolabile in funzione della velocità e/o della manovra.
Nella domanda di brevetto tedesca antecedente 195 39 101.2, non prepubblicata, è descritto un dispositivo di sterzo del tipo citato avanti in cui il dispositivo di produzione del momento di reazione comprende, da un lato, un sistema di molle di richiamo e, dall'altro lato, un motore accoppiato all’albero del braccio comando sterzo. Il sistema di molle di richiamo è costituito, in un esempio di esecuzione, da due molle di compressione elicoidali disposte trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo e da una piastra di accoppiamento situata tra di esse, la quale è accoppiata mediante un rotismo con l'albero del braccio comando sterzo. In un altro esempio di esecuzione è prevista una unità a pistone e cilindro coassiale all'albero del braccio comando sterzo, il cui stantuffo ad U viene spinto da una molla di compressione elicoidale che cinge l'albero del braccio comando sterzo contro un glifo situato in modo non girevole sull'albero del braccio comando sterzo. Nella sua zona di fine corsa opposta, lo stantuffo delimita, insieme al cilindro, una camera di lavoro atta ad essere riempita con un liquido di compressione.
L'invenzione si prefigge, come problema tecnico, l'approntamento di un nuovo tipo di dispositivo di sterzo del tipo citato avanti, ottimizzato dal punto di vista della produzione dei momenti di reazione e della struttura compatta.
L'invenzione risolve questo problema con l’approntamento di un dispositivo di sterzo con i particolari della rivendicazione 1 oppure 6.
Il dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1 contiene il rotismo che accoppia il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione con l'albero del braccio comando sterzo, un pignone dell'albero del braccio comando sterzo e una cremagliera accoppiata con detto pignone che serve da stelo per almeno uno stantuffo condotto in modo assialmente mobile in un cilindro, il quale stantuffo, insieme allo stelo, forma l'unità di trascinamento tramite la quale l'elemento deviabile in modo linearmente elastico è accoppiato con il rotismo. Questa concezione di rotismo consente una struttura compatta del complesso costituito dal dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e dal dispositivo che produce meccanicamente la reazione nonché la regolazione di un quasiasi rapporto di trasmissione desiderato. In autoveicoli con volante regolabile, la struttura compatta di questo complesso ha il vantaggio di non ridurre notevolmente il vano per i piedi durante l'oscillazione di un albero del braccio comando sterzo disposto in modo oscillabile. Inoltre, questo rotismo consente la regolazione di un momento di reazione crescente anche in caso di grandezze di angoli di sterzata oltre i 360°.
In un dispositivo di sterzo ulteriormente sviluppato secondo la rivendicazione 2, il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione è compatto ed è posizionato in modo simmetrico trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo, dove una cremagliera serve da stelo comune per due stattuffi opposti, dei quali, a seconda del senso di sterzata, cioè a seconda che l'albero del braccio comando sterzo sia deviato dalla sua posizione centrale nell'uno o nell'altro senso di rotazione, soltanto uno viene trascinato dal movimento della cremagliera.
In un dispositivo di sterzo ulteriormente sviluppato secondo la rivendicazione 3, l’impianto che produce meccanicamente il momento di reazione contiene due stantuffi collocati in un cilindro contro i quali si sostiene di volta in volta la molla di compressione elicoidale come elemento deviabile in modo linearmente elastico. A questo proposito, in un'altra forma di realizzazione secondo la rivendicazione 4 il cilindro con asse longitudinale parallelo all'albero del braccio comando sterzo è disposto accanto all'albero del braccio comando sterzo, cosa che mantiene piccolo il vano ingombro necessario trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo.
In un dispositivo di sterzo ulteriormente sviluppato secondo la rivendicazione 5, come elemento di accoppiamento tra la cremagliera e lo stantuffo è previsto di volta in volta un elemento di arresto elastico che può sostituire un accoppiamento a torsione elastica tra un volante e l'albero del braccio comando sterzo e può contribuire ad attenuare i rumori.
Nel dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 6, il meccanismo contiene un disco di eccentrico accoppiato in modo girevole con l'albero del braccio comando sterzo, contro il cui perimetro esterno poggia una estremità frontale di uno stelo di uno stantuffo condotto in modo assialmente mobile in un cilindro, il quale statuffo, insieme allo stelo, forma l'unità di trascinamento per l'accoppiamento di almeno un elemento deviabile in modo linearmente elastico con il rotismo. Mediante la scelta della forma del disco dell'eccentrico nonché del rapporto di trasmissione del rotismo si può regolare la caratteristica di trasmissione desiderata tra il movimento di rotazione dell'albero del braccio comando sterzo e il movimento lineare dell'elemento deviabile in modo linearmente elastico.
In un altro dispositivo ulteriormente sviluppato secondo la rivendicazione 7, lo stantuffo nel cilindro delimita almeno una camera di lavoro riempibile con un fluido compresso. Caricando adeguatamente il liquido compresso si può produrre forza di compressione che si manifesta in modo rinforzante o attennuante in aggiunta alla forza elastica dell'elemento deviabile in modo linearmente elastico al fine di regolare una caratteristica di momento di reazione desiderata.
In un dispositivo di sterzo ulteriormente sviluppato secondo la rivendicazione 8 è previsto, inoltre, un impianto che produce elettricamente il momento di reazione con un motore concepito, in particolare, in modo che il momento di reazione complessivamente prodotto reagisca, in un piccolo intervallo di velocità, in modo costante, a ciascuna variazione di angolo di sterzata e, in un grande intervallo di velocità, in modo costante, a ciascun aumento di grandezza dell'angolo di sterzata. Ciò fa in modo che il conducente, in caso di basse velocità di marcia, debba applicare, durante la rotazione dello sterzo in direzione della posizione diritta, un momento sterzante quasi uguale, dal punto di vista della grandezza, a quello che si applica in caso di angolazione più accentuata dello sterzo mentre, in caso di alto ambito di velocità, si favorisce un ritorno automatico dello sterzo nella posizione diritta.
Forme di realizzazione preferite dell'invenzione sono rappresentate nei disegni e vengono descritte in seguito. Nei disegni:
La figura 1 mostra una rappresentazione schematica del diagramma a blocchi di un dispositivo di .sterzo per un'automobile con accoppiamento elettronico tra un dispositivo di prederminazione dell'angolo di sterzata e un dispositivo di regolazione dell'angolo disterzata e con un dispositivo per la produzione del momento di reazione,
la figura 2 mostra un vista in sezione longitudinale di un dispositivo per la predeterminazione dell'angolo di sterzata con dispositivo a doppio cilindro e stantuffo montato trasversalmente, atto a produrre il momento di reazione,
la figura 3 mostra una vista in sezione longitudinale di un dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata con dispositivo a cilindo e doppio pistone montato trasversalmente, atto a produrre il momento di reazione,
la figura 4 mostra una vista in sezione lungo la linea IV-IV della figura 3,
la figura 5 mostra una vista in sezione longitudinale di un dispositivo di predeterminazione dell’angolo di sterzata con dispositivo a cilindro e doppio pistone montato longitudinalmente, atto a produrre il momento di reazione,
la figura 6 mostra una vista in sezione schematica di un dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata con dispositivo a pistone e cilindro con ritusmo a disco di eccentrico.
La figura 1 mostra, in una visione d'insieme, un dispositivo di sterzo per un'automobile con accoppiamento elettrico, non meccanico, del dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e del dispositivo di regolazione dell’angolo di sterzata. Il dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata comprende un volante (1) con albero del braccio comando sterzo (2) accoppiato e con un complesso (3) per la produzione di un momento di reazione all’albero del braccio comando sterzo (2). Il dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata comprende una servoidraulica (4) e una unità di asservimento a pistone e cilindro (5) relativa, alla quale è accoppiato un rotismo di sterzo (6) per le ruote anteriori (7a, 7b) del veicolo. Viene a mancare il piantone di guida tradizionale come collegamento meccanico del tubo esterno dell’albero del braccio comando serzo e del rotismo di sterzo (6). Al suo posto, l’informazione relativa a ciascuna posizione di rotazione dell’albero del braccio comando sterzo viene trasmessa ad una unità di comando elettronica (8) che attiva la servoidraulica (4) per la regolazione dell'angolo di sterzata relativo cioè, in questo caso, dell'angolo delle ruote anteriori {7a, 7b). Altre informazioni di entrata necessarie all'unità di comando vengono inviate ad essa da una unità di sensori (9), come di un sensore (10) per la misurazione dell'angolo del volante, di un sensore (11) per la misurazione del momento del volante, di un sensore dell'angolazione delle ruote (12) e di un sensore del numero di giri (13) delle ruote. Mentre per le altre componenti citate si può scegliere una solita struttura tradizionale, in seguito si parla più dettagliatamente delle diverse realizzazioni secondo l'invenzione del dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e, in questo caso, in particolare, del complesso (3) per la produzione del momento di reazione.
La figura 2 mostra un primo esempio di esecuzione del dispositivo di sterzo in questione. Il volante (1) è fissato, in questo caso, tramite l'albero del braccio comando sterzo (2) in una scatola (14) per mezzo di un supporto fisso (15) e di due supporti liberi (16, 17). Per una certa lunghezza, l'albero del braccio comando sterzo è strutturato come pignone (2a) con cui coopera una cremagliera (18) situata trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo. La cremagliera (18) è condotta in canali di guida di due stantuffi ad U (19a, 19b), disposti uno di fronte all'alto rispetto all'albero del braccio comando sterzo (2) che, a loro volta, sono condotti in modo assialmente mobile in due cilindri (20a, 20b) opposti rispetto all'albero del braccio comando sterzo (2) trasversalmente a detto albero del braccio comando sterzo (2). In questo caso, i due stantuffi (19a, 19b) vengono spinti in direzione di volta in volta di un arresto (23) relativo (23) nelle immediate vicinanze dell'albero del braccio comando sterzo (2) di volta in volta da una molla di compressione elicoidale (21a, 21b) che, da un lato, si sostiene di volta in volta tramite un piattello di gomma (22), sulla base del cilindro e, dall'altro lato, si sostiene contro una spalla dello stantuffo.
In questo modo si crea un accoppiamento geometrico mobile tra la cremagliera (18) e ciascuno stantuffo (19a, 19b) di volta in volta soltanto in caso di un'angolazione del volante dalla posizione mediana indicata verso destra e rispettivamente verso sinistra cioè, in caso di angolazione del volante verso sinistra, lo stantuffo sinistro (19a) della figura 2 rimane, nella sua posizione di uscita, sull'arresto (23) relativo mentre l'altro stantuffo (19b) viene mosso dalla cremagliera (18) contro la forza della molla di compressione elicoidale relativa (21b). La stessa cosa dicasi, con i ruoli scambiati dei due stantuffi )19a, 19b), per un'angolazione del volante verso destra. Lo stantuffo di volta in volta fermo sull'arresto (23) serve, allo stesso tempo, a guidare la cremagliera (18). Per la posizione centrale, cioè per la posizione diritta dello sterzo, affinchè il passaggio tra i due stantuffi (19a, 19b) non avvenga in modo troppo duro, in ogni stantuffo (19a, 19b) si trova una foro trasversale (24) che impedisce una deviazione improvvisa dell'aria poco prima dell'arresto della guida nello stantuffo (19a, 19b). Questo accorgimento riduce il dispendio di regolazione intorno alla posizione mediana del volante.
Oltre a questo dispositivo passivo che produce meccanicamente il momento di reazione è previsto un altro dispositivo attivo che produce elettricamente il momento di reazione, il quale comprende un motore elettrico (25) che è accoppiato tramite una vite senza fine con una ruota dentata (26) collegata ad accoppiamento dinamico con l'albero del braccio comando sterzo (2). Il motore elettrico può essere azionato con funzionamento a quattro quadranti e, in questo modo, è in grado di produrre momenti di reazione attivanti e frenanti sul volante in presenza di un qualsiasi valore nominale di angolo di sterzata impostato. Inoltre , nella figura 2 è rappresentato ancora un sensore di angolazione (28) dell'albero del braccio comando sterzo attiguo ad un coperchio di chiusura (27), il quale sensore rileva in modo assoluto e incrementale la posizione della torsione dell'albero del braccio comando sterzo.
Durante il funzionamento del dispositivo di sterzo si prestabiliscono diversi momenti di reazione da produrre per il motore elettrico (25) a seconda della velocità di marcia sull'albero del braccio comando serzo (2) e quindi sul volante (1) mentre il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione produce, naturalmente, un momento di reazione dipendente in senso lineare dall'entità dell’angolo di sterzata, il quale, ad esempio in presenza di volante in posizione centrale 3Nm e di una entità massima presunta dell'angolo di serzata di 550° circa, è di 5Nm. Nell'ambito di basse velocità di marcia, il motore elettrico (25) viene azionato, quindi, in modo che il momento complessivo di reazione fornito da esso, insieme al dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione, possieda, indipendentemente dall'angolazione del volante, un valore costante di, ad esempio, 3Nm e sia opposto di volta in volta alla direzione della variazione dell'angolazione del volante. Ciò significa che, in direzione di maggiori grandezze di angolazione del volante, il motore elettrico (25) produce un momento di reazione che agisce in direzione di minori grandezze di angolazione del volante, il quale cresce in senso lineare da zero, in presenza di volante in posizione centrale, fino a -2Nm, in caso di massima angolazione del volante. In caso di movimenti di ripristino del volante, il motore elettrico (25) compensa, inoltre, il momento di reazione del dispositivo meccanico in modo da creare, in questo caso, un momento di reazione costante di -3Nm che agisce in direzione di maggiori grandezze di angolazione del volante. A questo scopo, il momento di reazione fornito dal motore elettrico (25) aumenta da -6Nm, nella posizione centrale del volante, fino a -8Nm, in caso di massima angolazione del volante.
Nell'ambito di maggiori velocità di marcia, si imposta invece un momento di reazione complessivo costante, ad esempio, di 5Nm indipendentemente dal senso di rotazione del volante. A questo scopo, il motore elettrico (25) compensa, in una misura decrescente man mano che aumenta la grandezza dell'angolazione del volante, l'effetto del dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione, il momento da esso prodotto passando, ad esempio, da 2Nm, in caso di posizione centrale del volante, in senso lineare, a zero, in caso di massima grandezza di angolazione del volante. A seconda del fabbisogno si può prevedere un passaggio scorrevole di queste due caratteristiche di momenti di reazione particolarmente vantaggiose per ciascun campo di velocità nel campo di velocità intermedio.
Nelle figure 3 e 4 è rappresentato un secondo eempio di esecuzione di un dispositivo combinato che produce meccanicamente ed elettricamente il momento di reazione per un dispositivo di sterzo del tipo indicato nella figura 1. L'albero del braccio comando sterzo (30), condotto per mezzo di supporti appropriati in una scatola (29), è struturato, a sua volta, in un determinato segmento, a guisa di pignone con cui coopera una cremagliera (31) situata trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo (30), la quale viene compressa da un pezzo di spinta (32) sul pignone dell'albero del braccio comando sterzo, il quale si sostiene tramite una molla di compressione (33) sulla scatola (29). Tramite un accoppiamento ad ingranaggi (34) è accoppiato un sensore (35) per la misurazione della posizione di torsione dell'albero del braccio comando sterzo. Con un accoppiamento analogo all'esempio di esecuzione della figura 2, l'albero di un motore elettrico che produce il momento di reazione è accoppiato tramite una vite senza fine (36) e una ruota a vite (37) con l'albero del braccio comando sterzo (30) dove qui il motore elettrico è concepito senza bloccaggio automatico come in tutti gli altri esempi descritti.
Il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione contiene, in questo esempio di esecuzione, due stantuffi (39a, 39b) a forma di U, disposti ad immagine riflessa all'interno di un cilindro (38), i quali vengono tenuti a distanza da un'unica molla di compressione elicoidale (40) interposta. Il cilindro (38) è disposto su un lato dell'albero del braccio comando sterzo (30) con asse longitudinale situato trasversalmente allo stesso, dove sul lato opposto è previsto un manicotto di supporto (41) di lunghezza sufficiente ad alloggiare una parte della cremagliera (31) che sovrasta di volta in volta questo lato.
La cremagliera (31) è accoppiata come stelo comune ad entrambi gli stantuffi (39a, 39b), dove essa attraversa lo stantuffo destro (39b) nella figura 4 dietro interposizione di una guida tubolare (42) e viene a contatto, assialmente contro il cielo dello stantuffo, con una spalla anulare tramite una molla anulare (43) interposta in materiale plastico. Da lì la cremagliera (31) esce con un segmento di perno più sottile dal cielo dello stantuffo e si estende per tutto il cielo dell'altro stantuffo (39a) dove termina con un segmento finale, a sua volta, di diametro maggiore, il quale è condotto in un manicotto di regolazione (44) lungo il quale scorre, esternamente, lo stantuffo relativo (39a). La cremagliera (31) viene a contatto con una spalla anulare del suo segmento finale tramite un’altra molla anulare (45) in materiale plastico contro il cielo di questo stantuffo (39a). Il manicotto di regolazione (44) è avvitato nel cilindro (38) dove, cambiando la sua posizione assiale, è possibile regolare il precarico della molla di compressione elicoidale (40). Un anello di materiale plastico (46) tra il manicotto di regolazione (44) e lo stantuffo associato (39b) impedisce un urto duro tra questi due elementi strutturali di acciaio e serve, quindi, a smorzare i rumori.
In caso di movimento della cremagliera verso destra, nella figura 4, lo stantuffo destro (39b) persiste nella sua posizione di uscita, mentre lo stantuffo sinistro (39a) viene trascinato dalla cremagliera (31) dietro compressione della molla di compressione elicoidale (40). Analogamente, in caso di movimento della cremagliera verso sinistra, lo stantuffo sinistro (39a) persiste nella sua posizione di uscita, mentre lo stantuffo destro (39b) viene spostato verso sinistra contro la forza della molla di compressione elicoidale (49). Gli anelli elastici in materiale plastico (43, 45) tra la cremagliera (31) e ciascun cielo di stantuffo possiedono, da un lato, una funzione di attenuazione dei rumori e, dall'altro lato, essi provvedono ad aumentare in modo molto ripido, ma non di colpo, la caratteristica del momento di reazione prodotto da questo dispositivo in funzione dell'angolazione del volante. Con questa funzione, i due anelli elastici (43, 45) possono sostituire un accoppiamento a torsione elastica tra il volante e l'albero del braccio comando sterzo (30).
La produzione del momento di reazione nel dispositivo delle figure 3 e 4 può essere influenzata, inoltre, da un circuito con un fluido compresso liquido o gassoso. A questo scopo, il cilindro (38) contiene un primo collegamento (47) del fluido compresso che sbocca in una prima camera di fluido compresso (48) limitata dal manicotto di regolazione (44), da un lato, e dallo stantuffo sinistro (39b), dall'altro lato, nonché un secondo collegamento di fluido compresso (49) che sbocca in una seconda camera di lavoro, limitata, da un lato, dalla guida tubolare (42) e, dall'altro lato, dallo stantuffo destro (39b). Un caricamento con fluido compresso di ciascuna camera di lavoro (48, 50) produce, di conseguenza, una forza di compressione sullo stantuffo relativo (39a, 39b) che agisce contro la forza della molla di compressione elicoidale in modo che lo stantuffo (39a, 39b) applichi ancora sulla cremagliera (31) soltanto un momento di reazione ridotto per la misura della forza di compressione. Se la forza di compressione applicata dal fluido compresso sui pistoni (39a, 39b) supera la forza della molla di compressione elicoidale (40), ciascuno stantuffo (39a, 39b) si sposta contro la forza elastica della molla di compressione elicoidale (40), per cui il movimento della cremagliera viene tenuto libero, nella direzione corrispondente, su una lunghezza predeterminabile di quel momento di reazione della molla di compressione elicoidale (40) mentre il momento di reazione per il movimento opposto della cremagliera e quindi del volante sale al valore della forza di compressione applicata dal fluido compresso.
Inoltre, il metodo di funzionamento di questo dispositivo corrisponde a quello della figura 2, a cui si può fare riferimento, con la modifica che ora, oltre al motore che produce il momento di reazione, il circuito del fluido compresso può essere utilizzato per la regolazione del momento di reazione di volta in volta desiderato e in particolare per la compensazione di volta in volta desiderata secondo la situazione della forza di spinta della molla di compressione elicoidale (40).
L'altro esempio di esecuzione indicato nella figura 5 corrisponde, per quanto riguarda il suo metodo di funzionamento relativo alla produzione del momento di reazione sul volante (1), completamente alla disposizione delle figure 3 e 4, però esso si differenzia da questa per il posizionamento delle sue componenti. In particolare, anche il dispositivo della figura 5 contiene un cilindro (51) con due stantuffi (52a, 52b), disposti ad immagine riflessa in esso e condotti in modo assialmente mobile, i quali vengono allontanti fra loro da una molla di compressione elicoidale. Inoltre, anche qui è previsto di nuovo un circuito di fluido compresso corrispondente all’esempio delle figure 3 e 4 per influenzare, inoltre, in modo desiderato la caratteristica del momento di reazione. Oltre a ciascun pistone (62a, 62b), ciascuna guida (62a, 62b) serve da limitazione assiale della camera di lavoro relativa del fluido compresso. In modo caratteristico, in questo dispositivo, il cilindro (51) è posizionato però accanto all'albero del braccio comando sterzo (2) disposto, a sua volta in supporti appropriati (54, 55) con asse longitudinale parallelo a detto braccio. Opportunamente, anche la cremagliera (56) che funge da stelo comune per i due stantuffi (52a, 52b) è disposta in parallelo lateralmente accanto all'albero del braccio comando sterzo (2). L'accoppiamento della cremagliera (56) avviene attraverso un rotismo con un albero intermedio (57) su cui poggia in modo non girevole, da un lato, un pignone (58) che coopera con la cremagliera (56) e, dall'altro lato, una ruota dentata conica (59) che ingrana con una ruota dentata conica (60) situata in modo non girevole sull'albero del braccio comando sterzo (2). Il motore elettrico (25) che funge da dispositivo attivo che produce il momento di reazione è accoppiato, nel dispositivo della figura 5, tramite un altro rotismo ad ingranaggi (61) all'albero del braccio comando sterzo (2). Come si vede dalla figura 5, questa forma strutturale del complesso che produce il momento di reazione ha bisogno di spazio d 'ingombro particolarmente piccolo trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo (2).
Nella figura 6 è rappresentato un esempio di esecuzione in cui l'unità di accoppiamento non contiene, come negli esempi descritti sopra, un accoppiamento a cremagliera ma un accoppiamento a disco di eccentrico. Più precisamente, in questo dispositivo di sterzo, per l'accoppiamento di un dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione è previsto un rotismo con un albero intermedio situato parallelamente accanto all'albero del braccio comando sterzo (2) su cui è disposta in modo non girevole una ruota dentata (63) che ingrana con un segmento dell'albero del braccio comando sterzo formato a guisa di pignone nonché un disco di eccentrico (64). Contro il perimetro esterno del disco (64) dell'eccentrico poggia uno stelo di stantuffo (65) in modo da rotolare su un rullo (66), dove un intaglio (67) sul perimetro esterno del disco (64) dell'eccentrico definisce una posizione intermedia di innesto del volante. Lo stelo (65) dello stantuffo forma, con una struttura integrata, con l'altra sua zona terminale (68), uno santuffo condotto in un cilindro (69), nel quale stantuffo è incassata una guarnizione di tenuta anulare (70). Sul lato esterno, il cilindro è avvolto da una molla di compressione elicoidale (71) che si sostiene, da un lato, contro una flangia (72) della base del cilindro e, dall'altro lato, contro una flangia (73) dello stelo dello stantuffo e, in questo modo, spinge lo stelo (65) dello stantuffo contro il perimetro esterno del disco dell'eccentrico.
Il disco (64) dell'eccentrico respinge, in modo crescente contro la forza della molla di compressione elicoidale (71), lo stelo (65) dello stantuffo in entrambe le direzioni di sterzo, simmetricamente in caso di angolo di rotolazione del disco dell'eccentrico crescente da 0° a 180°, cosa che provoca, di conseguenza, un momento di reazione proporzionalmente crescente attraverso la molla di compressione elicoidale (71). Grazie alla progettazione demoltiplicante del rotismo, ad una mezza rotazione del disco dell'eccentrico corrisponde un angolo di rotolazione nettamente maggiore del volante accoppiato con l'albero del braccio comando sterzo (2) pari, ad esempio, a più di 500°, cosa che consente una regolazione fine del momento di reazione in funzione dell'angolazione del volante analogamente agli esempi di esecuzione citati sopra. Inoltre, il momento di reazione producibile da parte di questo dispositivo può essere influenzato nuovamente da un circuito di fluido compresso per cui sulla base del cilindro è previsto un passaggio (74) per il fluido compresso che porta ad una camera di lavoro (75) limitata dal cilindro (69) e dallo stantuffo (68) formato in modo da essere integrato con lo stelo (65). Un caricamento a sovrappressione di questa camera di lavoro (75) produce, in questo caso, un incremento del momento di reazione, la forza di compressione agendo nello stesso senso della forza della molla di compressione elicoidale (71) sullo stelo (65) dello stantuffo. Invece della disposizione mostrata dello stelo (65) dello stantuffo trasversalmente all’albero del braccio comando sterzo (2) si prende in considerazione anche un posizionamento parallelo, al cui scopo il rotismo può essere modificato, ad esempio, attraverso una disposizione di ruota dentata conica a guisa di quella della figura 5.
Gli esempi di esecuzione descritti mostrano che il dispositivo di sterzo secondo l'invenzione comprende un dispositivo per la produzione del momento di reazione per un dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata disaccoppiato meccanicamente dal dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata, con il quale dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata è possibile regolare una caratteristica vantaggiosa del momento di reazione e il quale dispositivo è applicato in modo molto compatto con poco fabbisogno di spazio nella zona dell'albero del braccio comando sterzo. Ad esempio, questo è vantaggioso per disposizioni regolabili del volante in autoveicoli in cui con l'albero del braccio comando sterzo viene oscillato anche il complesso che produce il momento di reazione.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di sterzo, in particolare per un autoveicolo, con - un dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata (1) azionabile da parte dell'utente con albero del braccio comando serzo (2) relativo, - un dispositivo di regolazione dell'angolo di serzata (da 4 a 6) accoppiato non meccanicamente con il dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e - un dispositivo accoppiato tramite un rotismo con l'albero del braccio comando sterzo, che produce meccanicamente il momento di reazione, con almeno un elemento (21a, 21b) deviabile in modo linearmente elastico e accoppiato tràmite una unità di trascinamento con il rotismo, caratterizzato dal fatto che il rotismo contiene un pignone dell'albero del braccio comando sterzo e una cremagliera (18) accoppiata con questo, la quale 3erve da stelo per almeno uno stantuffo (19a, 19b) condotto in modo assialmente mobile in un cilindro (20a, 20b), il quale stantuffo, insieme allo stelo, forma l'unità di trascinamento per l'accoppiamento di almeno un elemento deviabile in modo linearmente elastico sul rotismo.
- 2. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione comprende due cilindri (20a, 20b), disposti trasversalmente all'albero del braccio comando sterzo (2), con di volta in volta uno stantuffo (19a, 19b) condotto in modo assialmente mobile in esso che si sostiene contro una molla di compressione elicoidale relativa (21a, 21b) nonché una cremagliera (18) com stelo comune per entrambi i pistoni dove uno stantuffo viene trascinato dal movimento della cremagliera in una direzione di sterzo e l'altro stantuffo viene trascinato dal movimnto della cremagliera nell'altra direzione di sterzo.
- 3. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione comprende un cilindro (38) con due stantuffi (39a, 39b) contro i quali si sostiene, di volta in volta con una estremità, una molla di compressione elicoidale (40) interposta nonché una cremagliera (31) come stelo comune per entrambi i pistoni dove uno stantuffo viene trascinato dal movimento della cremagliera in una direzione di sterzata e l'altro stantuffo viene trascinato nell'altra direzione di sterzata.
- 4. Dispositivo di sterzo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il cilindro (51) e la cremagliera (56) sono disposti parallelamente accanto all'albero del braccio comando sterzo (2) e la cremagliera è accoppiata tramite un sistema di ruote dentate coniche (59, 60) con l'albero del braccio comando sterzo.
- 5. Dispositivo di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che tra la cremagliera (31) e lo stantuffo (39a, 39b) è previsto di volta in volta un elemento di arresto elastico (43, 45) come elemento di accoppiamento .
- 6. Dispositivo di sterzo, in particolare per un autoveicolo, con - un dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata (1) azionabile da parte dell’utente con relativo albero del braccio comando sterzo (2), - un dispositivo di regolazione dell'angolo di sterzata (da 4 a 6) accoppiato non meccanicamente con il dispositivo di predeterminazione dell'angolo di sterzata e - un dispositivo accoppiato tramite un rotismo con l'albero del braccio comando sterzo e che produce meccanicamente il momento di reazione, con almeno un elemento (71) deviabile in modo linearmente elastico e accoppiato tramite una unità di trascinamento con il rotismo, caratterizzato dal fatto che il rotismo contiene un disco di eccentrico (64) accoppiato in modo rotante e demoltiplicato sull'albero del braccio comando sterzo (2) contro il cui perimetro esterno poggia una estremità frontale di uno stelo (65) di uno stantuffo (68) condotto in modo assialmente mobile in un cilindro (69), il quale, insieme allo stelo dello stantuffo, forma l'unità di trascinamento per 1 'accoppiamento di almeno un elemento (71) deviabile in modo linearmente elastico con il rotismo.
- 7. Dispositivo di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che lo stantuffo (39a, 39b) limita almeno una camera di lavoro (48, 50) nel cilindro (38) riempibile con un liquido compresso.
- 8. Dispositivo di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato da un dispositivo che produce elettricamente il momento di reazione e accoppiato all'albero del braccio comando sterzo (2), con un motore (25) che produce un momento di reazione sommato a quello del dispositivo che produce meccanicamente il momento di reazione in modo da ottenere, in un piccolo intervallo di velocità, un momento di reazione complessivo, sostanzialmente costante, indipendentemente dalla predeterminazione dell'angolo di sterzata, antagonista alla rispettiva variazione della predeterminazione dell'angolo di sterzata, e da ottenere, in un elevato intervallo di velocità, un momento di reazione complessivo, sostanzialmente costante, indipendentemente dalla predeterminazione dell'angolo di sterzata, che agisce in direzione della posizione intermedia del volante.
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| 0001 | Granted |