ITMI941270A1

ITMI941270A1 - Ammortizzatore con corpo deformabile

Info

Publication number: ITMI941270A1
Application number: IT94MI001270A
Authority: IT
Inventors: Ayyildiz Metin; Kirchner Holger
Original assignee: Fichtel & Sachs Ag
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1995-12-17
Also published as: DE4403127A1; IT1270247B; DE4403127C2; ITMI941270A0; US5443146A

Abstract

Ammortizzatore con due tubi spostabili l'uno nell'altro, in particolare per autoveicoli, per la frenatura di un veicolo, rimbalzante su un ostacolo, mediante forze di smorzamento idrauliche e forze di ammortizzatori pneumatici, comprendente un tubo interno chiuso da un fondo, uno spazio del gas facente seguito al fondo ed accogliente un cuscinetto di gas di elevata pressione, un tubo di separazione guidato nel tubo interno a tenuta e in modo spostabile, un primo spazio del liquido, una parete intermedia fissata nel tubo interno e munita di aperture di strozzatura, un secondo spazio del liquido, il quale è collegato, attraverso la parete interna, con il primo spazio del liquido, laddove la parete intermedia, al di sopra di una soglia definita di assorbimento di energia, si sposta, con variazione di forma del tubo interno, dalla sua posizione di montaggio originaria in direzione verso lo

Description

Descrizione del trovato

L'invenzione si riferisce ad un ammortizzatore con due tubi spostabili l'uno internamente all'altro, in particolare per autoveicoli, per la frenatura di un veicolo, urtante su un ostacolo, mediante forze di smorzamento idrauliche e forze di ammortizzatori pneumatici, comprendente un tubo interno chiuso da un fondo, uno spazio del gas facente seguito al fondo e contenente un cuscinetto di gas di elevata pressione, un pistone di separazione guidato a tenuta ed in modo spostabile nel tubo interno, un primo spazio del liquido, una parete intermedia fissata nel tubo interno e munita di aperture di strozzatura, un secondo spazio del liquido, il quale è collegato, attraverso la parete intermedia, con il primo spazio del liquido.

Dal brevetto tedesco DE 2404 706 è noto un ammortizzatore idropneumatico, nel quale un tubo interno può essere inserito, nel caso di una collisione, in un tubo esterno. Il tubo interno possiede uno spazio del gas alloggiente un cuscinetto di gas, il quale spazio del gas viene separato a tenuta rispetto ad un primo spazio del liquido tramite un pistone di separazione. Il primo spazio del liquido viene delimitato nuovamente, all'estremità del tubo interno, da una parete intermedia, la quale presenta un foro di strozzatura, cosicché viene realizzato un collegamento tra il primo spazio del liquido nel tubo interno ed un secondo spazio del liquido, il quale viene formato dal tubo esterno. L'ammortizzatore possiede sul tubo interno e sul tubo esterno elementi di collegamento per la carrozzeria del veicolo e per un paraurti.

Nel caso di una collisione il tubo interno si muove nel tubo esterno ed in relazione a ciò disloca liquido di ammortizzamento dal secondo spazio del liquido attraverso l'apertura di strozzatura della parete intermedia nel primo spazio del liquido del tubo interno, laddove si viene ad originare una forza di smorzamento. Il volume ingrandentesi del primo spazio del liquido viene compensato dal pistone di separazione spostantesi. Si ha un puro smorzamento idraulico, il quale tuttavia è adatto solamente sino ad un intervallo di collisione di 4-8 km/h. Al di sopra di questa soglia di assorbimento di energia l'ammortizzatore, rispettivamente le parti della carrozzeria facenti seguito all 'ammortizzatore, vengono deformati in modo permanente. Dal brevetto tedesco DE 3419 165 è noto un ammortizzatore, il quale oltre ad un ammortizzamento idraulico presenta un ammortizzatore di deformazione in forma di un tubo piegantesi. Non appena viene superata la soglia di assorbimento di energia per l'ammortizzamento idraulico ha luogo una deformazione del tubo di deformazione sino ad una soglia di assorbimento di energia di circa 15 km/h. Con ciò è connesso un grave svantaggio, poiché dopo una collisione ci si deve accollare una variazione di lunghezza permanente dell'ammortizzatore . Inoltre un ammortizzatore di questa modalità di costruzione presenta lo svantaggio che tutti gli spazi di costruzione, vale a dire il primo spazio del liquido, il secondo spazio del liquido e lo spazio del gas sono disposti in una serie, a cui segue nuovamente lo spazio di costruzione per il tubo di deformazione.

Esattamente gli stessi svantaggi sono presentati da un ammortizzatore, che è noto dalla domanda di brevetto europeo EP-A 0.473.955. In questo ammortizzatore un pistone di deformazione viene spinto all'interno di un tubo di deformazione, laddove il pistone di deformazione è collegato, attraverso un'asta di pistone, con il dispositivo di smorzamento idraulico. Addizionalmente agli svantaggi menzionati, con l'asta di pistone tra il dispositivo di smorzamento idraulico e il pistone di deformazione è connesso lo svantaggio che l'asta di pistone presenta elasticità, cosicché la forza di smorzamento possiede, come una funzione del percorso, un massimo determinabile solo in modo difficile, cosicché non è escluso il pericolo che la carrozzeria del veicolo si deforma prima che entra in funzione il corpo di deformazione nell'ammortizzatore.

Il compito della presente invenzione è quello di impedire gli svantaggi, noti dallo stato della tecnica menzionato, con mezzi molto semplici e con il fine dello spazio di costruzione più piccolo.

Secondo l'invenzione il compito viene risolto mediante la rivendicazione 1.

Vantaggiosamente il tubo interno assolve ad una ulteriore funzione, in quanto esso rappresenta nello stesso tempo il tubo di deformazione per l'ammortizzatore. Pertanto viene conseguito un vantaggio dello spazio di costruzione, il quale corrisponde alla lunghezza di un tubo di deformazione e nello stesso tempo viene conseguita una riduzione di massa in seguito al tubo di deformazione risparmiato. Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che l'energia d'urto viene trasmessa direttamente, vale a dire raggirando un'asta di pistone o similare, sul tubo interno, cosicché l'energia di ammortizzamento corrisponde esattamente all'energia di deformazione.

Conformemente ad un ulteriore vantaggio la parete intermedia possiede due parti di guida, le quali vengono separate da una parte di deformazione. Pertanto la parete intermedia non può assumere alcuna posizione obliqua, e quindi provocare una deformazione incontrollata del tubo interno. Vantaggiosamente la parte di deformazione della parete interna presenta un contorno conico. A partire dalla posizione di riposo l'energia di deformazione aumenta in continuo e mantiene questa per l'intera zona di deformazione del tubo interno. Non si verificano punte di deformazione sovraosciììanti.

Conformemente ad una ulteriore rivendicazione dipendente la soglia di assorbimento di energia può essere determinata, a scelta, attraverso l'angolo del cono della parte di deformazione, la differenza di diametro delle due parti di guida e lo spessore di parete del tubo interno. Per la progettazione di un ammortizzatore sono dati in tal modo libertà costruttive molto grandi, le quali consentono un adattamento individuale dell'ammortizzatore ad uno spazio di costruzione, rispettivamente tipo di veicolo, previsto. Addizionalmente il tubo interno presenta una zona di deformazione nominale, la quale è costituita, per lo meno parzialmente, da alluminio. L'impiego di alluminio offre, oltre al vantaggio del peso, la sicurezza che non si verificano punte di deformazione, le quali si motivano dall'inizio di deformazione del tubo interno. Il raccordo tra la demolizione idraulica di energia e la susseguente demolizione di energia tramite la deformazione plastica ha luogo in modo "più dolce".

Vantaggiosamente si prevede che il percorso di deformazione massimale viene determinato dalla distanza tra l'estremità del tubo interno e la chiusura del tubo esterno oppure dal percorso tra la posizione di uscita della parete intermedia e l'anello di tenuta.

Conformemente ad un'ulteriore caratteristica vantaggiosa, la parete intermedia dopo la collisione superata, in seguito all'elevata pressione nello spazio del gas è spostabile nella sua posizione di partenza. In tal modo, dopo una collisione, la lunghezza di costruzione complessiva dell'ammortizzatore rimane conservata, cosicché nel veicolo non si vengono ad originare difetti ottici.

In relazione a ciò è vantaggioso il fatto che la parete intermedia, dopo aver superata la collisione, è spostabile nella sua posizione di partenza in seguito all'elevata pressione nello spazio del gas.

L'invenzione viene spiegata più dettagliatamente con i suoi vantaggi in base alla descrizione seguente delle figure. L'ammortizzatore illustrato in figura 1 con la parte costruttiva solidale al cilindro è collegato direttamente con la carrozzeria del veicolo, mentre la parte di collegamento, applicata all'estremità dell'asta di pistone, è fissata al paraurti. In questo modo ciascun paraurti si trova in collegamento con la carrozzeria attraverso due di questi ammortizzatori. Nel caso di un leggero impatto contro un ostacolo, vale a dire nel caso di velocità di impatto relativamente basse del veicolo, l'energia d'urto viene assorbita dagli ammortizzatori e viene evitato un danneggiamento del veicolo.

L'ammortizzatore stesso è costituito del tubo esterno 10, il quale possiede i mezzi per il fissaggio di questo ammortizzatore alla carrozzeria del veicolo. In questo tubo esterno 10 penetra il tubo interno 1, il quale scorre sulla superficie interna del tubo esterno con la parte 13, munita del diametro più grande, e con la disposizione di tenuta formata dall'anello di guida 14, dall'anello di appoggio 15 e dall'anello di guarnizione 11. Per mezzo di una nervatura 16, eseguita in una scanalatura del tubo interno, l'anello di guida 14, eseguito in un pezzo, viene fissato in direzione assiale sul tubo interno. Nello spazio cavo del tubo interno un pistone di separazione 4 suddivide lo spazio 3 del gas, munito di un riempimento di gas in pressione, dal primo spazio 6 del liquido. Questo spazio di lavoro 6 si trova in collegamento, attraverso l'apertura di strozzatura 8, trovantesi nella parete intermedia 7 ed agente come dispositivo di smorzamento, con il secondo spazio 9 del liquido. La parete intermedia 7 si trova nella zona dell'aggetto 13 sulla superficie interna del tubo interno 1 ed è fissata mediante ribordatura dell'estremità 17 . Gli spazi 6 e 9 sono riempiti con il liquido e sono sottoposti alla pressione esercitata dallo spazio 3 riempito di gas in pressione tramite il pistone di separazione 4.

Se un veicolo, il quale è munito di ammortizzatori idropneumatici, collide contro un ostacolo, allora il tubo interno 1 entra nel cilindro 10. In relazione a ciò del liquido viene premuto dal secondo spazio 9 del liquido nel tubo esterno 10 attraverso l'apertura di strozzatura 8, agente come dispositivo di ammortizzamento, della parete intermedia 7 nel primo spazio 6 del liquido del tubo interno 1. Al posto di questo dispositivo di smorzamento consistente solamente del foro 5 del pistone possono essere disposte ancora valvole di smorzamento addizionali oppure solamente valvole di smorzamento. Questo liquido, premuto tramite il dispositivo di smorzamento nella parete intermedia 7, provoca un ingrandimento di volume dello spazio 6 e quindi uno spostamento assiale del pistone di separazione 4, per cui lo spazio 3, riempito con gas in pressione, subisce una diminuzione di volume e quindi un aumento di pressione. La forza di reazione dell 'ammortizzatore idropneumatico si compone quindi della forza di smorzamento, risultante alla strozzatura della corrente di liquido tramite il dispositivo di smorzamento, e della forza di ammortizzatore pneumatico risultante in seguito all'aumento di pressione nello spazio 3. Questa descrizione di riferisce ad una velocità di collisione, rispettivamente ad una soglia di assorbimento, di 4-8 km/h. Al di sopra di questa soglia di assorbimento definita la parete intermedia 7 si muove, in seguito alla pressione dinamica sulla parete intermedia 7, a partire dalla posizione di montaggio originaria della sua nervatura 18 nel tubo interno 1. In relazione a ciò la parete intermedia 7 deforma, tramite la pressione idraulica nel secondo spazio di liquido 9, impiegando una parte di deformazione conica 19, il tubo interno 1 in quanto viene effettuato un allargamento di diametro del tubo interno. Per evitare punte di energia, le quali potrebbero portare al fatto che vengano danneggiate parti della carrozzeria, il tubo interno nella zona della deformazione è prodotto di alluminio. In relazione a ciò è possibile, per ragioni di peso, produrre di alluminio l'intero ammortizzatore. Affinchè in questa operazione la parete intermedia 7 non si disponga in modo obliquo, questa possiede due parti di guida 20. Non deve essere impiegata necessariamente una parte di deformazione 19 conica. È impiegabile qualsiasi contorno che produce una energia di deformazione continua, la quale, a partire da un determinato livello di energia, rimane sostanzialmente costante su un percorso di assorbimento piuttosto grande.

Se l'ammortizzatore ha superato la collisione, allora la parete intermedia 7 si muove, in seguito al cuscinetto di gas, nuovamente nella sua posizione di partenza. Di conseguenza resta mantenuta la lunghezza di costruzione complessiva dell'ammortizzatore.

L'impostazione dell'energia di smorzamento, la quale deve essere demolita tramite la deformazione del tubo interno 1, può essere determinata mediante la differenza di diametro del tubo esterno 10 rispetto al tubo interno 1, tramite l'angolo di cono della parte di deformazione 19, però anche mediante lo spessore di parete del tubo interno 1, per esempio di una zona di deformazione nominale 12.

Legenda

1 - Tubo interno

2 - Fondo

3 - Spazio del gas

4 - Pistone di separazione

5 - Anello di tenuta

6 - Primo spazio del liquido

7 - Parete intermedia

8 - Apertura di strozzatura

9 - Secondo spazio del liquido

10 - Tubo esterno

11 - Anello di tenuta

12 - Zona di deformazione nominale

13 - Parte

14 - Anello di guida

15 - Anello di appoggio

16 - Nervatura

17 - Estremità

18 - Nervatura

19 - Parte di deformazione 20 - Parte di guida

Claims

Rivendicazioni 1. Ammortizzatore con due tubi spostabili l'uno internamente all'altro, in particolare per autoveicoli, per la frenatura di un veicolo, rimbalzante su un ostacolo, mediante forze di smorzamento idrauliche e forze di ammortizzatori pneumatici, comprendente un tubo interno chiuso mediante un fondo, uno spazio del gas facente seguito al fondo ed alloggiente un cuscinetto di gas ad elevata pressione, un pistone di separazione guidato a tenuta e spostabile nel tubo interno, un primo spazio del liquido, una parete intermedia fissata nel tubo interno e munita di aperture di strozzatura, un secondo spazio del liquido, il quale attraverso la parete intermedia è collegato con il primo spazio del liquido, caratterizzato dal fatto che, al di sopra di una soglia definita di assorbimento di energia, la parete intermedia (7) si sposta, con variazione di forma del tubo interno (1), dalla sua posizione di montaggio originaria in direzione dello spazio (3) del gas.
2. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete intermedia (7) possiede due parti di guida (20), le quali vengono separate mediante una parte di deformazione (19).
3. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che sulla parte di deformazione (19) la parete intermedia (7) presenta un contorno conico.
4. Ammortizzatore secondo le rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che la soglia di assorbimento di energia può essere determinata, a scelta, attraverso l'angolo di cono della parte di deformazione, la differenza dei diametri delle due parti di guida (20), e tramite lo spessore di parete del tubo interno (1).
5. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tubo interno (1) presenta una zona di deformazione nominale (12), la quale è costituita, per lo meno parzialmente, di alluminio.
6. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il percorso massimale di deformazione viene determinato mediante la distanza fra l'estremità (17) del tubo interno (1) e la chiusura del tubo esterno (10), oppure il percorso tra la posizione di partenza della parete intermedia (7) e l'anello di tenuta (11).
7. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo il superamento della collisione, la parete intermedia (7) è spostabile, in seguito alla elevata pressione nello spazio del gas (3), nella sua posizione di partenza