IT202000020374A1 - Dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:
?DISPOSITIVO DI SICUREZZA MECCANICO ATTIVO PER LA COMPENSAZIONE DEGLI IMPATTI SU UN VEICOLO?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo. In particolare, la presente invenzione trova particolare impiego su veicoli sia di tipo civile che sportivo, ancora pi? in particolare in veicoli con cabina di guida posizionata superiormente alla porzione di telaio frontale di supporto per le ruote anteriori.
Com?? noto, i veicoli in genere sono equipaggiati di diversi sistemi di sicurezza attivi e passivi.
Per dispositivo di sicurezza ?attivo? si intende generalmente un sistema di protezione che riduce la possibilit? che si verifichi un evento avverso. I sistemi attivi tendono ad essere azionati precedentemente all?evento, ad esempio, in frenata (ABS), durante il moto per migliorare la stabilit? (EPS), ecc.
Per dispositivo di sicurezza ?passivo? si intende invece una protezione che entra in funzione al verificarsi di un evento dannoso, come ad esempio, gli airbag, le cinture di sicurezza, i telai, i seggiolini per bambini, ecc.
Con particolare riferimento alle diverse funzioni dei telai, occorre specificare che, normalmente, oltra a fungere da supporto per le parti del veicolo, esso deve essere realizzato secondo norme ben specifiche per poter supportare gli urti a seguito di eventuali incidenti. L?energia cinetica viene solitamente trasferita al telaio e azzerata a seguito della deformazione di quest?ultimo. Ne consegue che nei normali veicoli oggi in commercio, la gran parte del lavoro svolto per attutire un urto ? effettuata dal telaio in combinazione, eventualmente, con la carrozzeria. E noto infatti che i telai devono superare diversi crash test e vengono quindi progettati con una o pi? zone a cedimento programmato finalizzate a ricevere una quantit? predefinita di energia a seguito di un impatto. Pu? tuttavia capitare che, a seguito di determinati impatti, ad esempio violenti, le deformazioni nelle zone a cedimento programmatico diventino plastiche e quindi non reversibili. Ne consegue che il telaio ? irrecuperabile oppure sono necessari ripristini estremamente avanzati.
La Richiedente si ? resa conto che realizzando un opportuno leveraggio abbinato al telaio e alle sospensioni dei veicoli ? possibile migliorare enormemente la protezione degli occupanti di un veicolo aumentando le condizioni di attenuazione delle forze in gioco derivanti da sollecitazioni esterne, quali quelle normalmente agenti a seguito di un incidente.
La Richiedente ha scoperto che ? quindi possibile scaricare preventivamente l?energia cinetica derivante da urti frontali e/o laterali prima che raggiungano il telaio sulle sospensioni dei veicoli, queste ultime essendo normalmente utilizzate con obiettivi ben diversi (come, ad esempio, di stabilit? e/o comfort) rispetto agli scopi di sicurezza del sistema della presente invenzione.
In virt? delle esigenze sopra esposte, uno scopo della presente invenzione riguarda pertanto un dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo in accordo con la rivendicazione 1.
Un altro scopo della presente invenzione riguarda un veicolo dotato di almeno un sistema di sospensione interposto tra le masse non sospese e almeno una massa sospesa del veicolo e comprendente almeno un sistema di sicurezza meccanico in accordo con la rivendicazione 10.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo e del relativo veicolo in accordo con la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:
- la figura 1 rappresenta una vista schematica prospettica di una forma di realizzazione preferita del dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo in accordo con la presente invenzione,
- la figura 2 rappresenta una vista prospettica di un elemento di regolazione facente parte del dispositivo di figura 1 ,
- la figura 3 e 4 rappresentano viste prospettiche dell? elemento di regolazione di figura 2 agente secondo due condizioni operative rispettivamente in compressione e distensione,
- la figura 5 rappresenta una vista schematica prospettica di una ulteriore forma di realizzazione del dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo in accordo con la presente invenzione.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 ? globalmente indicato un dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo in accordo con la presente invenzione.
Tale dispositivo 1 pu? essere utilizzato per veicoli ad uso civile e/o sportivo ma trova particolare impiego anche in veicoli non soggetti a crash test come, ad esempio, veicoli appartenenti alla categoria N con cabina di guida posizionata superiormente alla porzione di telaio frontale di supporto alle ruote anteriori.
Il dispositivo 1 ? configurato per vincolare una o pi? masse non sospese del veicolo.
Per ?massa non sospesa? di un veicolo si intende Tinsieme degli elementi strettamente collegati ad una ruota. In particolare, tali elementi si considerano non sospesi in quanto non subiscono variazioni di forma o di distanza rispetto alla ruota. Le masse non sospese possono comprendere ad esempio la ruota stessa, il mozzo, i dischi e le pinze dell?impianto frenante, ecc. Questi ultimi sono collegati ad una massa sospesa del veicolo per mezzo delle sospensioni le quali subiscono continue variazioni in termini di distanza rispetto alla massa sospesa.
Differentemente, per ?massa sospesa? si intende l' insieme degli elementi che subiscono una variazione della loro distanza dal suolo sorretti dalle sospensioni e possono comprendere, in particolare, il telaio, il motore, la carrozzeria, ecc.
Come illustrato nell?esempio di figura 1, il dispositivo 1 comprende un elemento di collegamento 2 estendentesi tra due porzioni terminali 3, 4 e una porzione intermedia 5 interposta tra le porzioni terminali 3, 4. Utilmente, l?elemento di collegamento 5 ? configurato per essere vincolato ad una massa sospesa SM del veicolo.
Con riferimento all?esempio illustrato nelle figure 1 e 2, le porzioni terminali 3, 4 dell?elemento di collegamento 2 collegano rispettivi elementi di regolazione 6. Nel seguito della presente descrizione, le indicazioni riferite ad un elemento di regolazione 6 devono considerarsi esaustive anche con riferimento ad altri eventuali elementi di regolazioni provvisti nel dispositivo 1 dell? invenzioni essendo gli elementi di regolazione tra loro del tutto analoghi.
Ciascun elemento di regolazione 6 ? preferibilmente parte di un sistema di sospensione del veicolo e comprende un elemento elastico 7, configurato per variare la propria dimensione a seguito di una sollecitazione esterna a cui ? sottoposto il veicolo, interposto tra un ammortizzatore 8 e un pistone 11 . Pi? in dettaglio, l ' ammortizzatore 8 si estende lungo una sua direzione prevalente di sviluppo tra una estremit? superiore 9 ed una estremit? inferiore 10 e definisce al proprio interno un vano di alloggiamento, preferibilmente cilindrico, per alloggiare il pistone 11 . Il pistone 11 ? configurato per scorrere almeno parzialmente all?interno del vano di alloggiamento dell? ammortizzatore 8. L? ammortizzatore 8 presenta altres? una porzione di riscontro superiore 12 posizionata in corrispondenza della sua estremit? superiore 9 e una sede inferiore 13 per collegare l' ammortizzatore 8 ad una massa non sospesa UM, in particolare ad una ruota del veicolo mediante, ad esempio, un tipico giunto meccanico.
In dettaglio, il pistone 11 comprende una testa (non illustrata) configurata per scorrere lungo la direzione di sviluppo dell? ammortizzatore 8 all?interno del vano di alloggiamento secondo tecniche di per s? note. Ulteriormente, il pistone 11 ? dotato di uno stelo 14 connesso solidalmente alla testa ed estendentesi lungo la direzione di sviluppo dell? ammortizzatore 8 tra proprie estremit? terminali in cui, in corrispondenza dell?estremit? terminale superiore, disposta al di fuori dal vano di alloggiamento, ? presente un piattello 16 destinato ad essere collegato ad una massa sospesa SM del veicolo mediante una rispettiva sede superiore 17.
Come illustrato negli esempi di figure allegate, l?elemento elastico 7 ? interposto tra la porzione di riscontro superiore 12 dell? ammortizzatore 8 e il piattello 16 del pistone I l e comprende, preferibilmente, una molla elicoidale coassiale alla direzione di sviluppo dell? ammortizzatore 8 e presenta una prefissata constante elastica ed un predeterminato valore di precarico.
Grazie alla configurazione sopra descritta, a seguito di una sollecitazione esterna tende a caricare le masse sospese del veicolo con conseguente oscillazione dello stesso attorno al proprio asse longitudinale (ad esempio a seguito di un urto frontale, laterale o posteriore) ciascun elemento di regolazione 6 agisce in reazione a tale sollecitazione movimentandosi tra una prima posizione, in cui ? configurato per avvicinare l?elemento di collegamento 2 all? ammortizzatore 8, ed una seconda posizione, in cui ? configurato per allontanare l?elemento di collegamento 2 dall? ammortizzatore 8. Mediante tale configurazione, ? possibile pertanto, vantaggiosamente, filtrare parte dell?energia cinetica che agisce sul veicolo innanzitutto sugli elementi di regolazione 6, e di conseguenza sugli elementi elastici 7, prima che tale energia raggiunga le masse sospese (ad esempio il telaio) del veicolo.
In pratica, come illustrato nell?esempio di figura 3, nella prima posizione, la porzione di riscontro superiore 12 dell? ammortizzatore 8 ? ravvicinata al piattello 16 del pistone 11 per consentire una variazione di precarico dell?elemento elastico 7, quest?ultimo operando quindi in compressione per offrire una resistenza alla sollecitazione. Nella seconda posizione (figura 4), la porzione di riscontro superiore 12 dell? ammortizzatore 8 ? allontanata dal piattello 16 del pistone 11 per consentire una ulteriore variazione di precarico dell?elemento elastico 7 che opera quindi in una condizione di distensione. A tale scopo, vantaggiosamente, il piattello 16 del pistone 11 presenta almeno un foro passante 18 per il passaggio di un relativo tirante 19 che si estende tra proprie porzioni estremali inferiore 20 e superiore 2 1.
In una versione, il piattello 16 del pistone 11 presenta una forma sostanzialmente cilindrica e risulta dotato di una pluralit? di fori 18, preferibilmente quattro, disposti in posizioni sostanzialmente circonferenziali. Preferibilmente, i fori 18 sono disposti a due a due in posizioni diametralmente opposte per ricevere un rispettivo tirante 19.
Come osservabile, la porzione estremale inferiore 20 di ciascun tirante 19 ? collegata alla porzione di riscontro superiore 12 dell? ammortizzatore 8. In una forma di realizzazione, i tiranti 19 (negli esempi illustrati in numero pari a quattro, uno passante per ciascun foro 18) sono collegati assieme in un punto di connessione comune in corrispondenza delle proprie porzioni estremali superiori 21.
Utilmente, i collegamenti tra i diversi elementi 1 del dispositivo dell? invenzione e le masse sospese SM e/o non sospese UM sono realizzati in corrispondenza di rispettivi punti di vincolo V come illustrato nelle allegate figure.
In accordo con una forma di realizzazione, il dispositivo 1 dell? invenzione comprende almeno una manovella 22 estesa tra una prima 23 ed una seconda terminazione 24 e configurata per ruotare attorno ad un proprio punto di vincolo V interposto tra le terminazioni 23, 24. Il punto di vincolo V della manovella ? configurato per essere vincolato ad una massa sospesa SM del veicolo e disposto sostanzialmente a met? tra le terminazioni 23, 24.
La manovella 22 ? interposta tra l?elemento di collegamento 2 e l?elemento di regolazione 6, in particolare la prima terminazione 23 della manovella 22 ? collegata alla prima porzione terminale 3 dell?elemento di collegamento e la seconda terminazione 24 ? collegata all?estremit? superiore del tirante 19, in particolare in corrispondenza del punto di connessione comune dei tiranti 19.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, tra la manovella 22 e l?elemento di collegamento 2 ? possibile prevedere l?interposizione di uno o pi? rinvii meccanici 25, 26 ciascuno configurato per essere collegato ad una massa sospesa SM del veicolo. In dettaglio, un primo rinvio 25 ? interposto tra l?elemento di collegamento 2 e la manovella 22 e un secondo rinvio 26 ? interposto tra il primo rinvio 25 e l' elemento di collegamento 2.
In accordo con una ulteriore forma di realizzazione, illustrata nell? esempio di figura 4, l?elemento di collegamento 5 pu? comprendere un quadrilatero destinato ad essere collegato in uno o pi? punti a rispettive masse sospese SM del veicolo.
Secondo pi? versioni, l?elemento di collegamento 2 del dispositivo 1 pu? comprendere barre metalliche o fimi e pu? essere disposto lungo tutto il perimetro del veicolo oppure vincolato a predefiniti punti di masse sospese come ad esempio porte, telaio, ecc. In tal contesto, lo smorzamento viene vantaggiosamente distribuito innanzitutto verticalmente sugli ammortizzatori 8 e successivamente sul piano del telaio.
In una forma di realizzazione preferita, il dispositivo 1 dell?invenzione comprende un elemento di collegamento 2 configurato per essere vincolato in pi? punti di vincolo V ad una massa sospesa SM di un veicolo e due elementi di regolazione 6 ciascuno interposto tra l?elemento di collegamento 2 e una massa non sospesa UM del veicolo.
Come si ? potuto apprezzare, il dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo secondo la presente invenzione consente di soddisfare le esigenze e di superare gli inconvenienti di cui si ? riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota.
Ovviamente, le forme di realizzazione e versioni sin qui descritte ed illustrate sono da considerarsi a puro scopo esemplificativo e un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potr? apportare numerose modifiche e varianti al dispositivo di sicurezza meccanico attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo, tutte peraltro contenute nell?ambito di protezione dell?invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (9)
1) Dispositivo di sicurezza meccanico (1) attivo per la compensazione degli impatti su un veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere:
un elemento di collegamento (2) configurato per essere vincolato ad una massa sospesa (SM) di un veicolo,
un rispettivo elemento di regolazione (6) configurato per essere vincolato a detta massa sospesa (SM) e per essere interposto tra detto elemento di collegamento (2) e un rispettivo ammortizzatore (8) di detto veicolo, in cui detto elemento di regolazione (6), a seguito di una sollecitazione esterna a cui ? sottoposto detto veicolo, ? movimentabile tra una prima posizione, in cui ? configurato per avvicinare detto elemento di collegamento (2) a detto ammortizzatore (8), ed una seconda posizione, in cui ? configurato per allontanare detto elemento di collegamento (2) da detto ammortizzatore (8).
2) Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione precedente, comprendente un pistone (11) accoppiabile a detto ammortizzatore (8) per scorrere in esso, il piattello (16) di detto pistone (1 1) essendo configurato per essere collegato a detta massa sospesa (SM) e l' ammortizzatore (8) essendo configurato per essere collegato ad una massa non sospesa (UM) di detto veicolo.
3) Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione precedente, in cui in detta prima posizione detto piattello (16) ? ravvicinato a detto elemento ammortizzatore (8), ed in cui in detta seconda posizione il piattello (16) di detto pistone (1 1) ? allontanato da detto elemento ammortizzatore (8).
4) Dispositivo (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ammortizzatore (8) si estende tra una estremit? superiore (9) ed una estremit? inferiore (10), ed in cui
detto piattello (16) presenta almeno un foro passante (17) per il passaggio di un relativo tirante (19) estendentesi tra proprie estremit? superiore (21) ed inferiore (20),
l?estremit? inferiore (20) di detto tirante (19) essendo collegata a detta estremit? superiore (9) di detto ammortizzatore (8).
5) Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione precedente, comprendente una manovella (22) estesa tra una prima (23) ed una seconda terminazione (24) e configurata per ruotare attorno ad un punto di vincolo (V) interposto tra dette terminazioni (23, 24), in cui la prima terminazione (23) ? collegata alla prima porzione terminale (3) di detto elemento di collegamento (2) e la seconda terminazione (24) ? collegata all?estremit? superiore (21) di detto tirante (19).
6) Dispositivo (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di collegamento (2) comprende una barra o una fune.
7) Dispositivo (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ammortizzatore (8) ? parte di una sospensione di detto veicolo.
8) Dispositivo (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ammortizzatore (8) ? parte di una sospensione di tipo MacPherson.
9) Veicolo comprendente:
un prefissato numero di masse non sospese (SM),
almeno una massa sospesa (UM),
almeno un sistema di sospensione del veicolo interposto tra le masse non sospese (UM) e detta almeno una massa sospesa (SM) e comprendente detto almeno un ammortizzatore (8),
almeno un sistema di sicurezza meccanico (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni precedenti e cooperante con detto almeno un ammortizzatore (8).
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- 2021-08-23 WO PCT/IB2021/057704 patent/WO2022043851A1/en unknown
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