IT201800009056A1

IT201800009056A1 - Sospensione per un veicolo pesante provvista di un dispositivo di sicurezza

Info

Publication number: IT201800009056A1
Application number: IT102018000009056A
Authority: IT
Inventors: Fabian Schmidt
Original assignee: Iveco Magirus
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-04-01
Also published as: DE102019125637A1; FR3086581A3; FR3086581B3

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “SOSPENSIONE PER UN VEICOLO PESANTE PROVVISTA DI UN DISPOSITIVO DI SICUREZZA”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda una sospensione per un veicolo, in particolare un dispositivo di sicurezza per una sospensione a molla a balestra per un veicolo pesante.

BACKGROUND DELL’INVENZIONE

I veicoli pesanti sono provvisti di sospensioni configurate per ammortizzare il movimento di un assale del veicolo rispetto al suo telaio. Preferibilmente tali sospensioni possono essere sospensioni a molla a balestra; queste ultime comprendono una molla a balestra che è interposta tra l’assale del veicolo e il suo telaio.

Tale molla a balestra comprende una prima estremità e una seconda estremità, la prima estremità è collegata in modo fisso al telaio del veicolo mentre la seconda estremità è collegata al telaio del veicolo in modo mobile in modo da permettere un movimento predefinito dell’assale. In particolare, tale collegamento in modo mobile della seconda estremità è ottenuto da un biscottino comprendente un’estremità superiore che è incernierata rispetto al telaio e un’estremità inferiore che è incernierata rispetto all’estremità di molla a balestra. In questo modo l’estremità della molla a balestra può ruotare attorno all’asse di cerniera definito dall’estremità superiore del biscottino e dal telaio.

Tuttavia, nel caso di un improvviso cedimento della molla a balestra la configurazione sopra descritta porterebbe il veicolo a non essere controllato. Infatti, nel caso di rottura della molla a balestra, l’assale non ha alcun collegamento al supporto di molla anteriore e perde la propria guida nella direzione di guida. Di conseguenza, l’assale si muove all’indietro e vi è un angolo di sterzata inaspettato che provoca la perdita di controllo del veicolo da parte del conducente.

Pertanto, si sente la necessità di migliorare le sospensioni note per veicoli pesanti per aumentare la loro affidabilità.

Uno scopo della presente invenzione è soddisfare le necessità menzionate sopra, in particolare in modo ottimizzato ed economico.

RIEPILOGO DELL’INVENZIONE

Lo scopo summenzionato è raggiunto da un veicolo comprendente un sistema di sospensioni come rivendicato nell’insieme allegato di rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per una migliore comprensione della presente invenzione, nel seguito è descritta una forma di realizzazione preferita a titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati in cui:

• la figura 1 è una vista in prospettiva di una sospensione per un veicolo pesante;

• la figura 2 è una vista in prospettiva di una prima forma di realizzazione per un elemento della sospensione della figura 1 secondo l’invenzione;

• la figura 3 è una vista in prospettiva di una seconda forma di realizzazione per un elemento della sospensione della figura 1 secondo l’invenzione;

• la figura 4A è una vista in pianta laterale, con parti rimosse per chiarezza, di una condizione operativa della sospensione della figura 1 comprendente l’elemento della figura 2;

• la figura 4B è una vista in pianta ingrandita laterale di un particolare della figura 4A.

• la figura 5A è una vista in pianta laterale con parti rimosse per chiarezza di una condizione operativa della sospensione della figura 1 comprendente l’elemento della figura 3;

• la figura 5B è una vista in pianta ingrandita laterale del particolare della figura 4A.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

La figura 1 descrive una sospensione 1 per un veicolo pesante quale un camion (non mostrato). La sospensione 1 è interposta tra un telaio 2 e almeno un assale 3 del veicolo e, come noto, è configurata per ammortizzare i movimenti dell’assale 3 rispetto al telaio 2.

In particolare, secondo la configurazione descritta, il veicolo comprende una sospensione anteriore 1a per un assale anteriore 3a e una sospensione posteriore 1b per un assale posteriore 3b. La sospensione anteriore 1a è interposta tra una coppia di elementi laterali anteriori 4a, l’assale anteriore 3a e una coppia di elementi laterali centrali 4b, mentre la sospensione posteriore 1b è interposta tra la coppia di elementi laterali centrali 4b, l’assale posteriore 3b e una coppia di elementi laterali posteriori 4c. Gli elementi laterali 4a, 4b e 4c sono fissati in modo opportuno al telaio 2 in modo noto, ad esempio attraverso bulloni o saldati. In ulteriore dettaglio, la sospensione anteriore 1a comprende una porzione destra e una porzione sinistra 1a’, 1a’’ e la sospensione posteriore 1b comprende una porzione destra e una porzione sinistra 1b’, 1b’’.

La sospensione 1 inoltre comprende una molla 5 collegata a un assale 3 in una posizione intermedia tra i rispettivi elementi laterali 4 grazie a gruppi di collegamento noti 6a’, 6a’’, 6b’, 6b’’.

Facendo riferimento per brevità solamente alla porzione destra 1a’ (le altre porzioni delle sospensioni 1a, 1b sono configurate nello stesso modo), la molla 5 può essere una singola molla a balestra comprendente una porzione di estremità anteriore 5a e una porzione di estremità posteriore 5b. La prima porzione di estremità 5a è collegata all’elemento laterale anteriore 4a in un modo fisso, ad esempio saldata o imbullonata, mentre la seconda porzione di estremità 5b è collegata all’elemento laterale centrale 4b in modo mobile come descritto in dettaglio nel seguito.

Come descritto sopra, la porzione di estremità posteriore 5b è collegata all’elemento laterale centrale 4b in modo mobile, ovvero in un modo che permette un movimento di tale porzione di estremità posteriore 5b in un asse orizzontale X, parallelo alla direzione longitudinale di veicolo e un asse verticale Y, perpendicolare all’asse X.

Secondo l’invenzione, la sospensione 1 comprende un dispositivo di sicurezza 10 configurato per limitare il movimento della porzione di estremità posteriore 5b della molla 5b quando quest’ultima cede, ad esempio a causa di un carico eccessivo che agisce sull’assale 3a. Tale dispositivo di sicurezza 10 può comprendere mezzi di arresto meccanici, come descritto in seguito.

Infatti, secondo una soluzione nota nel campo delle sospensioni, il collegamento in modo mobile è realizzato grazie a un biscottino 7 che è configurato per collegare la porzione di estremità posteriore 5b secondo il modo mobile summenzionato. Secondo l’invenzione, il biscottino 7 comprende un dispositivo di sicurezza 10 configurato per limitare il movimento della porzione di estremità posteriore 5b della molla 5b quando quest’ultima cede come detto sopra.

Il summenzionato dispositivo di sicurezza 10 può essere realizzato come un unico pezzo o semplicemente supportato in modo fisso ma rimovibile dal biscottino 7 come descritto nelle seguenti forme di realizzazione.

Secondo una prima forma di realizzazione, mostrata nella figura 2, il biscottino 7 comprende una porzione superiore 7a configurata per essere incernierata al telaio 2 e una porzione inferiore 2 configurata per essere incernierata alla estremità posteriore 5b della molla 5.

In particolare, la porzione superiore 7a può comprendere una coppia di piastre superiori sostanzialmente piatte 8, ovvero piastre destra e sinistra 8, ciascuna definente un foro passante 9; il foro 9 summenzionato è dimensionato in modo che un perno di cerniera (non mostrato) possa essere inserito e possa cooperare con le piastre superiori 8 per permettere la rotazione di queste ultime rispetto al telaio 2 attorno a un asse Z, perpendicolare all’asse X e Y. Al fine di permettere il loro montaggio, le piastre superiori 8 possono essere realizzate ciascuna con due porzioni, una porzione fissa 8’’ e una porzione rimovibile 8’ configurata per essere collegata in modo rilasciabile alla porzione fissa 8’’, ad esempio mediante elementi filettati quali bulloni 11.

La porzione inferiore 7b può comprendere una coppia di piastre inferiori sostanzialmente piatte 12, ovvero piastre destra e sinistra 12, ciascuna definente un foro passante 13; il foro 13 summenzionato è dimensionato in modo che un perno di cerniera (non mostrato) possa essere inserito e possa cooperare con le piastre inferiori 12 per permettere la rotazione di queste ultime rispetto alla porzione di estremità di molla 5b attorno a un asse parallelo all’asse Z. Vantaggiosamente, le piastre inferiori 12 possono essere collegate alle piastre superiori 8, in particolare alla porzione fissa 8’’.

Sia le piastre superiori 8 sia le piastre inferiori 12 sono rivolte l’una verso l’altra e sono disposte simmetricamente distanziate in modo uguale rispetto all’asse X orizzontale. Ovviamente, le piastre superiori 8 e le piastre inferiori 2 sono disposte l’una rispetto all’altra in modo che i rispettivi fori 9, 13 siano coassiali. Preferibilmente, la distanza tra le piastre inferiori 12 è inferiore alla distanza tra le piastre superiori 8 e di conseguenza esse sono collegate tra loro da una piastra di giunzione 14. Vantaggiosamente, le piastre superiori 8 (ovvero, secondo quanto sopra, la porzione fissa 8’’), le piastre inferiori 12 e la piastra di giunzione 14 sono realizzate come un unico pezzo.

Il dispositivo di sicurezza 10 configurato per limitare la rotazione attorno all’asse Z sotto una soglia preimpostata, ad esempio inferiore a 10°, preferibilmente compresa tra 7° e 9°. Nel presente caso la rotazione ammessa è circa 9° rispetto all’asse Y.

Secondo la forma di realizzazione sopra descritta, il dispositivo di sicurezza 10 comprende un arresto meccanico 16 configurato per colpire una porzione fissa del veicolo in modo da arrestare la rotazione del biscottino 7. Tale arresto meccanico 16 comprende una coppia di flange 17, ciascuna flangia 17 essendo collegata alla rispettiva piastra inferiore 12 ed estendendosi lungo un asse Z in un piano perpendicolare all’asse X e Y. Le flange 17 comprendono una porzione di estremità inferiore 17a e una porzione di estremità superiore 17b, quest’ultima si estende nella direzione dell’asse verticale Y dalla porzione di estremità inferiore 17 in una direzione dalle piastre inferiori 12 alle piastre superiori 8. L’arresto meccanico comprende inoltre una piastra di arresto 18 che si estende parallelo all’asse Z e collegata in modo fisso ma rilasciabile alla porzione di estremità superiore 17b delle flange 17. Tale collegamento rilasciabile può essere realizzato mediante elementi filettati, quali bulloni 19.

Secondo una seconda forma di realizzazione, mostrata nella figura 3, il biscottino 7 comprende una porzione superiore 7a configurata per essere incernierata all’elemento fisso rispetto al telaio 2 e una porzione inferiore 2 configurata per essere incernierata all’estremità posteriore 5b della molla 5.

In particolare, la porzione superiore 7a può comprendere una coppia di piastre superiori sostanzialmente piatte 8, ovvero piastre destra e sinistra 8, ciascuna definente un foro passante 9; il foro 9 summenzionato è dimensionato in modo che un perno di cerniera (non mostrato) possa essere inserito e possa cooperare con le piastre superiori 8 per permettere la rotazione di queste ultime rispetto al telaio 2 attorno all’asse Z.

La porzione inferiore 7b può comprendere una coppia di piastre inferiori sostanzialmente piatte 12, ovvero piastre destra e sinistra 12, ciascuna definente un foro passante 13; il foro 13 summenzionato è dimensionato in modo che un perno di cerniera (non mostrato) possa essere inserito e possa cooperare con le piastre inferiori 12 per permettere la rotazione di queste ultime rispetto alla porzione di estremità di molla 5b attorno a un asse parallelo all’asse Z. Vantaggiosamente, le piastre inferiori 12 sono collegate alle piastre superiori 8 grazie a rispettive piastre di giunzione 14.

Sia le piastre superiori 8 sia le piastre inferiori 12 sono rivolte l’una verso l’altra e sono disposte simmetricamente ed entrambe distanziate in modo uguale rispetto all’asse X orizzontale. Ovviamente le piastre superiori 8 e le piastre inferiori 2 sono disposte l’una rispetto all’altra in modo che i rispettivi fori 9, 13 siano coassiali. Vantaggiosamente, le piastre superiori 8, le piastre inferiori 12 e le piastre di giunzione 14 sono realizzate come un unico pezzo e hanno sostanzialmente una forma complessiva rettangolare.

Nel presente caso, il dispositivo di sicurezza 10 è configurato per limitare la rotazione attorno all’asse Z rispetto all’asse Y che è di circa 7°.

Secondo la forma di realizzazione sopra descritta l’arresto meccanico 16 comprende una piastra trasversale 21 che si estende in un piano definito dagli assi Y e Z tra le porzioni superiore e inferiore 7a, 7b e che è collegata a queste ultime per mezzo di rispettive piastre di giunzione destra e sinistra 22. L’arresto meccanico 16 inoltre comprende una piastra di arresto 23 che si estende da un bordo superiore della piastra trasversale 21 verso l’esterno, ovvero in allontanamento dallo spazio interposto tra le piastre 8 e 12. Preferibilmente, la piastra di arresto 23 si estende verso l’esterno inclinata rispetto agli assi X e Y. L’arresto meccanico può inoltre comprendere una nervatura 24 che si estende tra la piastra di arresto 23 e la piastra trasversale 21 lungo un piano definito dagli assi X e Y e che supporta la piastra di arresto 23.

Secondo la configurazione di sospensione di veicolo descritta, il dispositivo di sicurezza 10 delle porzioni destra e sinistra 1a’, 1a’’ delle sospensioni anteriori 1a comprende un biscottino 7 secondo la prima forma di realizzazione sopra descritta, mentre il dispositivo di sicurezza 10 delle porzioni destra e sinistra 1b’, 1b’’ delle sospensioni posteriori 1b comprende un biscottino 7 secondo la seconda forma di realizzazione sopra descritta.

Il funzionamento del veicolo sopra descritto comprendente una sospensione 1 secondo l’invenzione è il seguente.

Facendo riferimento alla figura 4A, la molla 5 può cedere in una regione compresa tra l’estremità anteriore 5a e l’assale 3a; di conseguenza, quest’ultimo sarà spinto all’indietro dalla dinamica della guida del veicolo. Pertanto, l’estremità posteriore 5b della molla 5, che è collegata all’assale 3a, sarà spinta all’indietro e farà ruotare il biscottino 7 attorno all’asse Z definito dalla cerniera tra la sua porzione superiore 7a e l’elemento laterale 4b.

Come meglio mostrato nella figura 4B, la rotazione del biscottino 7 è permessa fino a un angolo massimo α di rotazione rispetto all’asse verticale Y, tale angolo massimo α può essere impostato secondo la geometria del sistema, corrispondente alla situazione in cui la piastra di arresto 18 colpisce un elemento fissato al telaio 2. In tale configurazione anteriore, la piastra di arresto 18 colpirà l’estremità anteriore 5a della molla 5 della sospensione posteriore 1b’ del veicolo. Dato che la rotazione del biscottino 7 è limitata, il movimento della molla 5 è limitato e di conseguenza l’angolo di sterzata dell’assale 3a, diminuendo in tal modo la possibilità di perdita di controllo del veicolo da parte del conducente.

Il funzionamento del veicolo sopra descritto comprendente una sospensione 1 secondo l’invenzione è simile facendo riferimento a un biscottino secondo la seconda forma di realizzazione.

Facendo riferimento alla figura 5A, la molla 5 può cedere in una regione compresa tra l’estremità anteriore 5a e l’assale 3b; di conseguenza quest’ultimo sarà spinto all’indietro dalla dinamica della guida del veicolo. Pertanto, l’estremità posteriore 5b della molla 5, che è collegata all’assale 3b, sarà spinta all’indietro e farà ruotare il biscottino 7 attorno all’asse Z definito dalla cerniera tra la sua porzione superiore 7a e elemento laterale 4c.

Come meglio mostrato nella figura 5B, la rotazione del biscottino 7 è permessa fino a un angolo massimo α di rotazione rispetto all’asse verticale Y, in modo che l’angolo massimo α possa essere impostato secondo la geometria del sistema, come detto, corrispondente alla situazione in cui la piastra di arresto 18 colpisce un elemento fissato al telaio 2. In tale configurazione frontale, la piastra di arresto 18 colpirà direttamente l’elemento laterale 4c. Dato che la rotazione del biscottino 7 è limitata, il movimento della molla 5 è limitato e di conseguenza l’angolo di sterzata dell’assale 3b, diminuendo in tal modo la possibilità di perdita di controllo del veicolo da parte del conducente.

Alla luce di quanto precede, i vantaggi di un veicolo comprendente una sospensione secondo l’invenzione sono evidenti.

Grazie al dispositivo di sicurezza 10 è possibile evitare, in caso di cedimento accidentale della molla 5, il movimento di quest’ultima in modo da limitare la sterzata improvvisa dell’assale 3 e la conseguente perdita di controllo del veicolo da parte del conducente. Pertanto l’affidabilità della sospensione 1 è aumentata.

Grazie al dispositivo di sicurezza 10 comprendente i mezzi di arresto meccanico è possibile ottenere la limitazione summenzionata in modo economico e versatile.

L’integrazione dell’arresto meccanico 16 all’interno di un biscottino che supporta la molla 5 permette di ridurre le dimensioni della sospensione.

È chiaro che possono essere apportate modifiche alla sospensione descritta che non si estendono oltre l’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

In particolare, è chiaro che il dispositivo di sicurezza possa comprende altri mezzi diversi da un arresto meccanico come descritto sopra, ad esempio il dispositivo di sicurezza può comprendere mezzi elastici, elettromagnetici o idraulici.

Inoltre, è chiaro che la forma dell’arresto meccanico può essere variata per variare l’angolo massimo α ed essere adattata a qualsiasi tipologia di sospensione a molla.

Inoltre, è chiaro che la configurazione di sospensione descritta (ovvero, sospensione a singola molla a balestra in un veicolo 8x4 (2+2)) è esemplificativa e il dispositivo di sicurezza dell’invenzione può essere applicato a tipologie di sospensione diverse e a configurazioni di veicolo diverse, ad esempio a un veicolo comprendente un singolo assale o più assali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Veicolo comprendente un telaio (2), almeno un assale (3a, 3b) e una rispettiva sospensione (1a, 1b) interposta tra detto telaio (2) e detto assale (3a, 3b), detta sospensione (1a, 1b) comprendendo una molla (5) provvista di una prima estremità (5a) che è collegata in modo fisso a detto telaio (2) e una seconda estremità (5b) che è collegata in modo mobile a detto telaio (2), detto assale (3a, 3b) essendo collegato a detta molla (5) in una posizione che è intermedia rispetto a dette prima e seconda estremità (5a, 5b), detta sospensione (1a, 1b) comprendendo un dispositivo di sicurezza (10) configurato per limitare il movimento di detta seconda estremità (5b) di detta molla (5) sotto una soglia preimpostata, quando detta molla (5) cede.
2. Veicolo secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di sicurezza (10) comprende mezzi di arresto meccanico (16).
3. Veicolo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto collegamento in modo mobile tra detta seconda estremità (5b) di detta molla (5) e detto telaio (2) comprende un biscottino (7), detto dispositivo di sicurezza (10) essendo supportato da detto biscottino (7).
4. Veicolo secondo la rivendicazione 3, in cui detto collegamento in modo mobile tra detta seconda estremità (5b) di detta molla (5) e detto telaio (2) comprende un biscottino (7), detto dispositivo di sicurezza (10) essendo realizzato come un unico pezzo con detto biscottino (7).
5. Veicolo secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto biscottino (7) comprende una prima porzione di estremità (7a) incernierata a detto telaio (2) e una seconda porzione di estremità (7b) incernierata a detta molla (5), detto dispositivo di sicurezza (10) limitando sotto una soglia preimpostata una rotazione di detta seconda porzione di estremità (7b) attorno alla cerniera definita da detta prima porzione (7a).
6. Veicolo secondo la rivendicazione 5, in cui detta soglia preimpostata è inferiore a 10°.
7. Veicolo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detta soglia preimpostata è compresa tra 7° e 9°.