ITTO960360A1 - Dispositivo di posizionamento per barre stabilizzatrici, barra stabilizzatrice e sistema di stabilizzazione per veicoli utilizzanti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di posizionamento trasversale per barre stabilizzatrici, facilmente applicabile alle stesse, efficace e facilmente producibile a costi contenuti. L’invenzione è inoltre relativa ad una barra stabilizzatrice equipaggiata con tale dispositivo e ad un sistema di stabilizzazione per veicoli facente uso di tale dispositivo.

La barra stabilizzatrice, nota anche come “barra anti-rollio”, è un componente elastico della sospensione anteriore e posteriore di un autoveicolo, la cui funzione è quella di limitare il rollio e le oscillazioni laterali, contribuendo al miglioramento del “comfort” di marcia” ed alla tenuta di strada. Per ciascun asse (coppia di ruote anteriori e coppia di ruote posteriori) sono previste una o più barre, che collegano tra loro i bracci ruota, dai quali sono sostenuti gli altri componenti della sospensione (molle elicoidali, balestre, ammortizzatori, eccetera). Ciascuna barra è vincolata alla scocca tramite due supporti centrali, costituiti da boccole in gomma o gomma-metallo bloccati da staffe metalliche di attacco alla scocca, che non permettono, in genere, la rotazione della barra all’ interno del supporto, né il suo scorrimento assiale, in quanto la gomma compressa aderisce intimamente alla barra, bloccandola.

In uso, la barra, generalmente di forma trapezoidale (ma può avere anche forma molto complessa) reagisce con sforzi flesso-torsionali; l’ottimizzazione della funzione stabilizzante mira a fare lavorare la barra esclusivamente a torsione, senza indurre componenti indesiderate sui supporti ancorati al telaio (scocca) veicolo, e di avere una velocità d’intervento sull’abitacolo la più intensa possibile. Tuttavia, a causa del sistema di ancoraggio descrìtto, la gomma dei supporti è in uso chiamata a lavorare anche a torsione, per cui si realizza una catena elastica formata non solo dall’acciaio della barra, ma anche dalla gomma dei supporti: l’elasticità del sistema viene di conseguenza incrementata, influenzando negativamente la prontezza d’intervento del sistema di stabilizzazione.

Per superare tale inconveniente è stato proposto l’uso di sistemi di stabilizzazione in cui la barra è collegata al telaio/scocca veicolo tramite supporti dotati di manicotti antifrizione, che permettono dunque, sotto le sollecitazioni di torsione, la libera rotazione della barra rispetto al manicotto elastico, senza che questo venga a sua volta sollecitato a torsione. Tuttavia, i sistemi di questo tipo presentano il problema di come mantenere in posizione trasversale la barra, in quanto, grazie ai suddetti manicotti, la barra non solo è libera di ruotare, ma anche di traslare rispetto ai supporti.

Una prima soluzione prevede di realizzare in prossimità dei supporti delle piegature nella barra tali da formare dei gomiti che fùngano da arresti: tale soluzione ha però l inconveniente di generare nella barra sensibili sollecitazioni di flessione, che ne riducono l’efficacia e la prontezza di stabilizzazione. Una seconda soluzione, prevista dalla domanda intemazionale nr. W09 1/09748, consiste nel costampare sulla barra un elemento di arresto in plastica o gomma: tale elemento, una volta stampato ad iniezione sulla superficie esterna della barra, dovrebbe risultare assialmente bloccato sulla stessa per effetto della compressione radiale conseguente al fenomeno del “ritiro” (diminuzione di volume conseguente alla solidificazione del materiale iniettato) potendo così fungere da spallamelo. Tuttavia, tale soluzione non è del tutto sicura a causa di condizioni ambientali critiche (temperatura, ozono, olii,...) e, per contro, è estremamente costosa in quanto il costampaggio richiede presse di iniezione ed attrezzature estremamente grandi, costose ed ingombranti, a causa delle dimensioni generalmente elevate della barra (da 40-100 cm fino a più di 1 metro); inoltre, con pesanti modifiche ai normali flussi produttivi.

Scopo del trovato è quello di superare gli inconvenienti descritti, in particolare non vincolando la scelta del materiale, attraverso un sistema semplice, efficace, di costo ridotto e bassi investimenti.

In base all’invenzione viene dunque fornito un dispositivo di posizionamento per una barra stabilizzatrice per veicoli, di forma qualsiasi, provvista di almeno un tratto rettilineo sede di un attacco della barra alla scocca di un veicolo; il dispositivo di posizionamento essendo c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere: un tampone anulare realizzato in un materiale elastomerico relativamente duro e rigido, provvisto di un taglio radiale passante praticato lungo tutta una generatrice del tampone, in modo che il tampone può essere aperto in senso circonferenziale per venire calzato sul detto tratto rettilineo della barra; e mezzi di cerchiaggio atti a venire montati esternamente al tampone per impedirne l’apertura e serrare una superficie laterale interna dello stesso, con forza prefissata, contro una superficie laterale esterna di detto tratto rettilineo della barra, per bloccare assialmente e angolarmente il tampone rispetto alla barra.

Preferibilmente, il dispositivo dell’invenzione comprende inoltre: una gola anulare continua o discontinua, a profilo sferico, ricavata in posizione assiale prefissata su detta superficie esterna di detto tratto rettilineo della barra; ed un risalto anulare, continuo o discontinuo (a tratti) ricavato internamente al tampone, radialmente a sbalzo da detta superficie laterale interna dello stesso. In combinazione con queste caratteristiche, i mezzi di cerchiaggio sono costituiti da un anello continuo, privo di spaccature, elasticamente deformabile in senso circonferenziale, e da una sede per detto anello costituita da una scanalatura anulare ricavata su una superficie laterale esterna del detto tampone, in corrispondenza del citato risalto anulare.

In questo modo è possibile realizzare il dispositivo secondo l’invenzione con costi estremamente ridotti. Infatti, la gola sulla barra si ottiene, preferibilmente, per stampaggio a caldo di una porzione di superficie di detto tratto rettilineo della barra, operazione economica, semplice, ben inseribile nell’attuale ciclo produttivo delle barre stabilizzatrici (si realizza durante la formatura a caldo della barra stessa) e che comporta una diminuzione del tasso di resistenza dell’acciaio della barra compreso tra l’1% ed il 2%, ovvero assolutamente trascurabile ed ininfluente sulla resistenza a fatica della barra medesima. Il tampone ed il relativo anello di cerchiaggio possono invece essere fabbricati separatamente dalla barra, con le usuali tecniche di stampaggio ad iniezione di materie plastiche (elastomeri che o meno), utilizzando presse piccole ed economiche, date le loro dimensioni contenute (dell’ordine di grandezza del diametro esterno della barra stabilizzatrice, ovvero alcuni cm), per poi venire montati sulla barra già finita e provvista della gola, per semplice calzamento del tampone e successivo piantaggio dell’anello, piantaggio che può essere effettuato con un pistone pneumatico o idraulico, con poche decine di chilogrammi di spinta.

Le prove condotte hanno mostrato che il dispositivo descritto è in grado di sopportare senza muoversi o rompersi carichi assiali da 100 a 150 kg, cioè molto maggiori di quelli che può subire in esercizio in conseguenza delle sollecitazioni applicate dalle ruote e dalla scocca alla barra. Inoltre, la particolare geometria adottata per la gola ed il relativo risalto, unitamente con la posizione relativa di serraggio dell’anello, stabilita dalla posizione della sede a scanalatura ricavata esternamente al tampone, fanno si che gli eventuali carichi trasversali, anziché cercare di aprire l’anello, determinano l impuntamento del tampone nella gola, con conseguente irreversibilità del movimento di montaggio.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno chiari dalla descrizione di un suo esempio di realizzazione assolutamente non limitativo e dato a puro scopo esemplificativo, con riferimento alle figure del disegno allegato, nel quale:

- la figura 1 illustra una vista in elevazione e parzialmente in sezione radiale di un dispositivo di posizionamento per una barra stabilizzatrice realizzato secondo il trovato; c:

- la figura 2 illustra schematicamente una vista in pianta dall’alto di un sistema di stabilizzazione per veicoli utilizzante il dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di posizionamento per una barra stabilizzatrice 2 per veicoli. La barra 2 può avere forma qualsiasi, per esempio forma trapezoidale come quella illustrata in figura 2, ma è in ogni caso provvista di almeno un tratto rettilineo 3 che è sede di attacco della barra 2 ad uno o più supporto/i di attacco 5 (di seguito indicati semplicemente come attacchi 5) alla struttura portante di un veicolo, non illustrato per semplicità, per esempio la scocca (o il telaio) 4 del veicolo medesimo (figura 2).

Il dispositivo di posizionamento 1 secondo l’invenzione comprende un tampone anulare 6 realizzato in un materiale elastomerico (o comunque in una resina plastica sintetica relativamente elastica) relativamente duro e rigido (per esempio ad elevato grado di reticolazione), il quale è provvisto di un taglio radiale 7 passante (cioè attraversante radialmente tutto il tampone 6) praticato longitudinalmente lungo tutta una generatrice del tampone 6. In questo modo il tampone 6, che è realizzato con un diametro interno tale da essere atto ad accoppiarsi senza gioco con il tratto 3 della barra 2, può essere aperto a libro, in senso circonferenziale, per venire calzato sul tratto rettilineo 3 della barra 2, nella posizione illustrata in figura 1.

La posizione assiale di accoppiamento tra tampone anulare 6 e tratto 3 è definita da una gola anulare 8 continua, come quella illustrata, oppure, secondo una variante non illustrata, da una gola identica ma discontinua; la gola 8 ha in ogni caso, preferibilmente, un profilo sferico, ricavata in posizione assiale prefissata su una superficie esterna cilindrica 9 del tratto 3; infatti, internamente al tampone 6 è ricavato, radialmente a sbalzo da una superficie laterale interna cilindrica 10 dello stesso, un risalto anulare 11 atto ad accoppiarsi con la gola 8. Il risalto 11 può essere continuo o discontinuo, per esempio definito da nervature aventi sviluppo circo nfere oziale limitato e disposte in corona, distanziate circonferenzialmente tra loro, In ogni caso esso è pure attraversato radialmente dal taglio 7. Preferibilmente, la gola 8 viene ottenuta per deformazione a caldo di una porzione di superficie del tratto rettilineo 3 della barra.

Il dispositivo 1 secondo il trovato comprende inoltre dei mezzi di cerchiaggio atti a venire montati esternamente al tampone per impedirne l’apertura e, in uso, a tampone accoppiato sulla superficie 9 del tratto 3, serrare la superficie laterale interna 10 del tampone 6 contro la superficie laterale 9 medesima con forza tale da bloccare assialmente e angolarmente il tampone 6 rispetto alla barra 2, Tali mezzi di cerchiaggio sono nella fattispecie definiti da un anello continuo 16, privo di spaccature, illustrato in figura 1, in sezione, nella posizione di montaggio e, a tratteggio, nella posizione precedente al montaggio.

L’anello 16, per esempio pure realizzato per stampaggio ad iniezione in un elastomero (per esempio gomma siliconica) o in una qualsiasi altra resina plastica sintetica dotata di sufficiente elasticità, è elasticamente deformabile in senso circonferenziale in misura tale da essere atto ad andare ad accoppiarsi ad interferenza con una sede per lo stesso portata dal tampone 6 e costituita da una scanalatura anulare 18 (la parte inferiore deH’anello 16 rappresentato in figura 1 in posizione montata è illustrata a tratto e punto per permettere di vedere meglio la sede 18) ricavata su una superficie laterale esterna 19, generalmente cilindrica, del tampone 6.

Per esempio, l’anello 16 è tale da avere, in condizioni indeformate, un diametro interno minore del diametro della parete di fondo della scanalatura 18, in modo da essere atto, come già detto, ad accoppiarsi ad interferenza sul tampone 6, entro la scanalatura 18; e deve essere sufficientemente elastico da essere capace di deformarsi circonferenzialmente di una quantità tale da assumere un diametro maggiore di quello della superficie laterale esterna 19, in modo da poter venire calzato assialmente sul tampone 6, fin dentro la scanalatura 18.

Secondo una caratteristica importante dell’invenzione, la scanalatura anulare 18 è ricavata in posizione assiale corrispondente a quella del risalto anulare interno, continuo o discontinuo, 11 del tampone 6, in particolare è assialmente centrata rispetto allo stesso e si estende assialmente, così come pure l’anello 16, per una lunghezza maggiore della estensione assiale del risalto 11 e circa pari alla lunghezza assiale della gola 8.

Per facilitare il montaggio dell’anello 16, una prima estremità 21 del tampone 6, immediatamente adiacente la scanalatura 18, è delimitata da una superficie esterna conica 22 di diametro decrescente nel senso di allontanamento dalla scanalatura 18; la superficie 22 è cosi atta a cooperare con l’anello 16, predisposto dalla parte della estremità 21 (figura 1, parte a tratteggio) per attuarne progressivamente la deformazione circonferenziale (nel senso delle frecce) sotto l’effetto di una spinta assiale (indicata dalla freccia F) esercitata sull’anello 16 da banda opposta alla superfìcie conica 22.

Una seconda estremità 24 del tampone 6, pure immediatamente adiacente alla scanalatura 18, ma dà banda opposta alla estremità 21, è definita da un collare 25 di diametro esterno maggiore di quello della superfìcie laterale 19; il collare 25 è inoltre delimitato, da banda opposta alla scanalatura 18, da una superficie frontale piana 26 di battuta, che, a tampone 6 saldamente fissato sulla barra 2 per effetto del serraggio esercitato dall’anello 16, viene a costituire sulla barra 2 uno spallamento assiale.

Con riferimento alla figura 2, la superficie 26 è pertanto atta, in uso, a cooperare con i sopporti di attacco (attacchi) 5 per la barra 2. Pertanto, con il dispositivo 1 descritto si può realizzare, secondo l’invenzione, un sistema di stabilizzazione per un veicolo come quello di figura 2, indicato nel complesso con 30. Esso comprende almeno una barra di torsione 2 come quella descritta, disposta trasversalmente al veicolo, a collegamento di rispettive opposte ruote 32 di un medesimo asse; una coppia di attacchi 5 della barra 2 alla scocca o telaio 4 del veicolo; ed uno o due dispositivi 1 applicati sul medesimo tratto 3 o su due tratti 3 tra loro distanziati e adiacenti ciascuno ad un rispettivo attacco 5 del quale il corrispondente tratto 3 costituisce la sede di vincolo.

I supporti o attacchi 5 sono di tipo noto ed, in particolare, sono ciascuno equipaggiato con un manicotto interno antifrizione 35 mediante il quale ciascun attacco 5 è accoppiato con il rispettivo tratto rettilineo 3, sua sede sulla barra 2, per consentire la libera rotazione della barra rispetto all’attacco medesimo; secondo l’invenzione, nell’immediata adiacenza di almeno uno degli attacchi 5 (nell’esempio illustrato di entrambi), la barra 2 è provvista solidale di un dispositivo di posizionamento 1 come quello descritto, montato in modo da avere la superficie 26 rivolta verso il rispettivo attacco 5. In tal modo ciascun tampone 6 si comporta come spallamento assiale atto a cooperare con l’adiacente supporto di attacco 5 della barra 2 assicurando cosi il bloccaggio assiale di quest’ultima rispetto agli attacchi 5, nonostante la presenza dei manicotti 35.

Claims (11)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di posizionamento per una barra stabilizzatrice per veicoli, di forma qualsiasi, provvista di almeno un tratto rettilineo sede di un attacco della barra alla scocca di un veicolo; il dispositivo di posizionamento essendo c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere: un tampone anulare realizzato in un materiale elastomerico relativamente duro e rigido, provvisto di un taglio radiale passante praticato lungo tutta una generatrice del tampone, in modo che il tampone può essere aperto in senso circonferenziale per venire calzato sul detto tratto rettilineo della barra; e mezzi di cerchiaggio atti a venire montati esternamente al tampone per impedirne l’apertura e serrare una superficie laterale interna dello stesso, con forza prefissata, contro una superficie laterale esterna di detto tratto rettilineo della barra, per bloccare assialmente e angolarmente il tampone rispetto alla barra.
2. 2. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre: una gola anulare a profilo sferico, ricavata in posizione assiale prefissata su detta superficie esterna di detto tratto rettilineo della barra; ed un risalto anulare ricavato internamente al tampone, radialmente a sbalzo da detta superficie laterale interna dello stesso.
3. 3. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta gola anulare e il corrispondente detto risalto anulare sono realizzati continui, oppure in modo discontinuo, a tratti.
4. 4. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la detta gola è stata ottenuta per deformazione a caldo di una porzione di superficie di detto tratto rettilineo della barra.
5. 5. Dispositivo di posizionamento secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, caraterizzato dal fatto che i detti mezzi di cerchiaggio comprendono un anello continuo, privo di spaccature, elasticamente deformabile in senso circonferenziale, ed una sede per detto anello costituita da una scanalatura anulare ricavata su una superficie laterale esterna del detto tampone; il detto anello avendo, in condizioni indeformale, un diametro interno minore del diametro di fondo di detta scanalatura, in modo da essere atto ad accoppiarsi ad interferenza su detto tampone, entro detta scanalatura; il detto anello essendo sufficientemente elastico da deformarsi circonferenzialmente di una quantità tale da assumere un diametro maggiore di quello della superficie laterale esterna di detto tampone, in modo da poter venire calzato sul tampone, fin dentro detta scanalatura.
6. 6. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta scanalatura anulare sulla superficie esterna del tampone è ricavata in corrispondenza del detto risalto anulare interno del tampone, assialmente centrata rispetto allo stesso.
7. 7. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che una prima estremità di detto tampone, immediatamente adiacente deta scavatura anulare, è delimitata da una superficie esterna conica di diametro decrescente nel senso di allontanamento dalla scanalatura, ata a cooperare con detto anello per attuarne progressivamente la deformazione circonferenziale sotto l’effetto di una spinta assiale esercitata sull’anello da banda opposta alla detta superficie conica.
8. 8. Dispositivo di posizionamento secondo la rivendicazione una delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che una seconda estremità di detto tampone, immediatamente adiacente detta scanalatura anulare, è definita da un collare di diametro esterno maggiore di quello della detta superficie laterale esterna del tampone provvista di detta scanalatura; detto collare essendo delimitato, da banda opposta a detta scanalatura, da una superfìcie frontale piana di battuta, atta a cooperare in uso con un supporto di attacco per la detta barra,
9. 9. Barra stabilizzatrice per veicoli, di forma qualsiasi, provvista di almeno un tratto rettilineo sede di un attacco alla scocca di un veicolo, c a r a t t e r i z z at a dal fatto di comprendere una gola anulare, a profilo sferico, ricavata in posizione assiale prefissata su una superficie esterna di detto tratto rettilineo della barra per formatura a caldo di una porzione di detta superficie, ed almeno un dispositivo di posizionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8.
10. 10. Sistema di stabilizzazione per un veicolo, comprendente: almeno una barra di torsione: di forma qualsiasi, disposta trasversalmente al veicolo, a collegamento di rispettive opposte ruote di un medesimo asse, detta barra essendo provvista di almeno un tratto rettilineo; ed una coppia di attacchi alla scocca del veicolo; c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che detti attacchi comprendono ciascuno un manicotto interno antifrizione mediante il quale ciascun attacco è accoppiato con detto tratto rettilineo della barra per consentire la libera rotazione della barra rispetto all’attacco; e dal fatto che, nellimmediata adiacenza di almeno uno dei detti attacchi, detta barra è provvista solidale di un dispositivo di posizionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in modo che detto tampone si comporta come spallamento assiale atto a cooperare con l’adiacente attacco della barra alla scocca, per assicurare il bloccaggio assiale della barra rispetto agli attacchi.
11. 11. Dispositivo di posizionamento per una barra stabilizzatrice, barra stabilizzatrice per un veicolo e sistema di stabilizzazione per veicoli utilizzate gli stessi, sostanzialmente come descritti con riferimento al disegno annesso.