ITTO20130354A1 - Sistema di sospensione di autoveicolo del tipo multi-link, con molla a lamina trasversale - Google Patents

Sistema di sospensione di autoveicolo del tipo multi-link, con molla a lamina trasversale

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ITTO20130354A1
ITTO20130354A1 IT000354A ITTO20130354A ITTO20130354A1 IT TO20130354 A1 ITTO20130354 A1 IT TO20130354A1 IT 000354 A IT000354 A IT 000354A IT TO20130354 A ITTO20130354 A IT TO20130354A IT TO20130354 A1 ITTO20130354 A1 IT TO20130354A1
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suspension
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Bruno Martina
Eugenio Perri
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Fiat Group Automobiles Spa
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Description

Sistema di sospensione di autoveicolo del tipo multi-link, con molla a lamina trasversale
Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce ai sistemi di sospensione di autoveicolo, del tipo comprendente, per ciascuna ruota:
- almeno un braccio trasversale ed almeno un braccio sostanzialmente longitudinale od obliquo aventi ciascuno un estremità collegata in modo articolato ad un rispettivo supporto ruota e l'estremità opposta collegata in modo articolato alla struttura dell'autoveicolo,
- una molla di sospensione che contrasta i movimenti verticali dei due supporti ruota, costituita da una molla a lamina disposta trasversalmente rispetto alla direzione longitudinale dell'autoveicolo, con il suo piano generale giacente orizzontalmente, e connessa alla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici disposti simmetricamente in posizioni intermedie fra il centro della molla a lamina e le sue estremità, tali estremità della molla a lamina essendo collegate ai due supporti ruota, e - due ammortizzatori a martinetto interposti fra i supporti ruota e la struttura dell'autoveicolo.
Tecnica nota
Un sistema di sospensione del tipo sopra indicato à ̈ ad esempio descritto ed illustrato nel documento FR-A-2 832 098. Tale soluzione nota si riferisce ad un sistema di sospensione del tipo MacPherson, in cui la molla a lamina trasversale à ̈ situata in posizione relativamente ravvicinata al suolo ed ha le sue estremità connesse alla parte inferiore di ciascun supporto ruota, secondo una configurazione incompatibile con un asse veicolo che sia dotato di trazione. Inoltre in questo tipo di sospensione à ̈ incastrato anziché articolato al supporto ruota.
Scopo dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un sistema di sospensione del tipo indicato all'inizio della presente descrizione che permetta risultati ottimali sia dal punto di vista del comfort di marcia, della sicurezza di guida e
riduzione degli ingombri e del peso.
Sintesi dell'invenzione
In vista di raggiungere il suddetto scopo, la presente invenzione ha per oggetto un sistema di sospensione avente tutte le caratteristiche che sono state indicate all'inizio della presente descrizione e caratterizzata inoltre dal fatto che:
- detta sospensione à ̈ una sospensione multi-link, in cui ciascun supporto ruota à ̈ collegato alla struttura dell'autoveicolo mediante due bracci inferiori trasversali, un braccio inferiore sostanzialmente longitudinale od obliquo ed almeno un braccio trasversale superiore, ed in cui ciascun ammortizzatore a martinetto ha le sue estremità opposte collegate in modo snodato al rispettivo supporto ruota ed alla struttura di supporto dell'autoveicolo,
- le estremità di detta molla a lamina sono collegate ai due supporti ruota in modo articolato ed in corrispondenza della parte superiore di ciascun supporto ruota, per cui le due porzioni di estremità della molla a lamina, che si estendono fra i supporti elastici della molla a lamina e le estremità della molla a lamina, costituiscono anche i suddetti bracci trasversali superiori della sospensione multi-link.
tutti i vantaggi di una sospensione multi-link, ma rispetto ad una sospensione multi-link convenzionale presenta inoltre il vantaggio di non utilizzare le molle elicoidali convenzionali, con i relativi piattelli di appoggio, la barra stabilizzatrice e i bracci trasversali superiori. Il conseguente risparmio di peso, in un esempio concreto di realizzazione, à ̈ risultato di circa 17 Kg. A questo si aggiunga la maggiore semplicità costruttiva ed il minore ingombro.
Nella forma preferita di attuazione, la suddetta molla a lamina comprende un'unica lamina in un sol pezzo, preferibilmente di materiale composito, includente una matrice di resina sintetica rinforzata con fibre, ad esempio fibre di vetro. La lamina comprende due porzioni di spessore ingrossato in corrispondenza delle suddette posizioni intermedie di collegamento ai rispettivi supporti elastici. Ciascuna di dette porzioni di spessore ingrossato comprende a sua volta due sedi per rispettivi supporti elastici collegati alla struttura dell'autoveicolo. Dette sedi sono fra loro distanziate ed allineate nella direzione longitudinale dell'autoveicolo. Secondo un ulteriore caratteristica preferita, ciascuna delle suddette sedi per i supporti elastici di detta molla a lamina à ̈ definita da un'apertura verticale passante in ciascuna di dette porzioni di spessore ingrossato della molla a lamina. Ciascun supporto elastico della molla a lamina comprende un elemento tubolare esterno che à ̈ ancorato rigidamente entro la rispettiva sede della molla a lamina, un elemento metallico tubolare interno, fissato mediante vite alla struttura di supporto dell'autoveicolo, ed un corpo anulare di materiale elastomero, che collega detti elementi tubolari esterno ed interno.
Sempre nel caso della forma preferita di attuazione, a ciascuna estremità della molla a lamina à ̈ assicurata rigidamente una porzione di collegamento, che à ̈ connessa in modo articolato al rispettivo supporto ruota.
Come verrà più dettagliatamente illustrato nel seguito, la molla a lamina à ̈ configurata e supportata in modo tale per cui la sua reazione elastica al movimento verticale di una ruota à ̈ differente a secondo che le due ruote associate alla sospensione abbiano movimenti simmetrici (con le due ruote che si muovono tutte e due verso l'alto o verso il basso) o asimmetrici (con le due ruote che si muovono l'una verso l'alto e l'altra verso il basso).
Ancora nel caso della forma preferita di attuazione, la molla a lamina ha una larghezza massima, nella direzione longitudinale dell'autoveicolo, in corrispondenza di dette porzioni intermedie di spessore ingrossato. Sempre nel caso della forma preferita di attuazione, le porzioni di estremità della molla a lamina che si estendono oltre dette porzioni intermedie hanno una configurazione triangolare, con la base vincolata a scocca mediante i suddetti supporti elastici ed il vertice verso estremità della molla a lamina, articolato al supporto ruota.
Pertanto sotto il profilo geometrico le estremità della lamina equivalgono a bracci triangolari indipendenti con assi di incernieramento a scocca paralleli alla direzione longitudinale del veicolo.
Ancora un ulteriore caratteristica dell'invenzione risiede nel fatto che, visto in pianta, l'asse teorico collegante le due estremità opposte della molla a lamina à ̈ sensibilmente vicino a, o coincidente con, l'asse delle due ruote associate al sistema di sospensione. Tale disposizione consente di ridurre o annullare i momenti rispetto a tale asse dovuti alle forze applicate a ciascuna estremità della molla a lamina.
Il sistema di sospensione secondo l'invenzione à ̈ utilizzabile in modo particolarmente vantaggioso per una sospensione posteriore associata ad un veicolo dotato di un sistema di trazione posteriore o integrale, includente un differenziale posteriore provvisto di semi-assi collegati alle ruote posteriori del veicolo. In tale applicazione, la suddetta molla a lamina si estende al di sopra del suddetto differenziale e dei suddetti semi-assi.
Ancora nel caso della forma preferita di attuazione, le estremità collegate alla struttura dell'autoveicolo dei bracci trasversali inferiori e dei bracci longitudinali inferiori sono collegate direttamente ad un telaio ausiliario connesso alla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici. Preferibilmente, tale telaio ausiliario comprende una struttura di lamiera metallica con configurazione a doppia H, con due travi longitudinali collegate da due traverse longitudinalmente distanziate, le due travi longitudinali avendo estremità collegate alla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici.
Grazie alle caratteristiche sopra indicate, il sistema di sospensione secondo l'invenzione consente di ottenere nello stesso tempo tutti i vantaggi di una sospensione multi-link compatibile con un asse del veicolo dotato di un sistema di trasmissione del moto alle ruote di una struttura semplice e costituita da un minor numero di elementi, poco ingombrante e di peso ridotto.
Descrizione dettagliata di una forma preferita di attuazione
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 illustra una vista prospettica di una forma preferita di attuazione di una sospensione posteriore di autoveicolo secondo la presente invenzione,
- la figura 2 ulteriore vista prospettica della sospensione della figura 1,
- la figura 3 illustra una vista prospettica di un telaio ausiliario facente parte della forma preferita di attuazione della sospensione secondo l'invenzione,
- la figura 4 Ã ̈ una vista dal basso della sospensione delle figure 1-3 nella condizione montata su un autoveicolo,
- le figure 5, 6 illustrano in scala ampliata sezioni secondo le linee V-V e VI-VI della figura 4,
- la figura 7 illustra una vista in elevazione laterale della sospensione, e
- le figure 8, 9 mostrano una vista frontale ed una vista in pianta della molla a lamina della sospensione secondo l'invenzione in un esempio concreto di attuazione.
Nei disegni, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme una forma preferita di attuazione di una sospensione posteriore secondo l'invenzione, per un autoveicolo con trazione posteriore o integrale, comprendente un differenziale D con rispettivi semi-assi A collegati alle due ruote posteriori R dell'autoveicolo. Le ruote R (di cui sono illustrati solo i dischi freno) sono montate girevoli su supporti ruota S. La sospensione à ̈ del tipo multi-link, in cui ciascun supporto ruota S à ̈ collegato alla struttura di supporto dell'autoveicolo mediante due bracci inferiori trasversali T1, T2, un braccio inferiore sostanzialmente longitudinale od obliquo L ed un braccio trasversale superiore triangolare che secondo gli insegnamenti della presente invenzione à ̈ definito da una porzione di estremità di una molla a lamina LF disposta trasversalmente rispetto alla direzione longitudinale dell'autoveicolo, come verrà più dettagliatamente illustrato nel seguito.
Ciascuno dei bracci T1, T2, L ha un estremità collegata in modo articolato alla parte inferiore del rispettivo supporto ruota S e l'estremità opposta collegata in modo articolato alla struttura dell'autoveicolo. Secondo una tecnica per sé nota, il collegamento articolato di ciascuna estremità dei suddetti bracci T1, T2, L à ̈ realizzato mediante boccole elastiche o in alternativa mediante giunti sferici rigidi.
Nell'esempio specifico qui illustrato a titolo non limitativo, inoltre, le estremità dei suddetti bracci T1, T2, L opposte a quelle collegate ai supporti ruota S sono collegate in modo articolato ad un telaio ausiliario F fissato a sua volta alla struttura dell'autoveicolo. Con riferimento in particolare alla figura 3, in tale esempio di attuazione il suddetto telaio F presenta una configurazione generale a doppia H, costituita da elementi scatolati di lamiera metallica, definenti due travi sostanzialmente longitudinali 2 collegate fra loro da due traverse 3, 4 longitudinalmente distanziate. Le estremità delle travi longitudinali 2 sono provviste di supporti elastici 5 per il collegamento alla struttura dell'autoveicolo. Inoltre le travi longitudinali 2 presentano larghe aperture 6 nella loro zona intermedia, per il passaggio dei semi-assi A. A ciascuna trave longitudinale 2 sono assicurate staffe t1, l per il collegamento articolato dei bracci T1 e L, mentre ciascun braccio T2 à ̈ collegato in modo articolato entro l'estremità aperta t2 della traversa 4.
Come visibile in particolare nella figura 2, il telaio ausiliario F Ã ̈ anche utilizzato per supportare il gruppo del differenziale D.
Secondo una tecnica nota, a ciascun supporto ruota S à ̈ associato un ammortizzatore a martinetto B avente le sue estremità opposte collegate in modo snodato rispettivamente alla struttura dell'autoveicolo e al supporto ruota.
Come visibile nei disegni, la molla della sospensione secondo l'invenzione à ̈ costituita dalla molla a lamina trasversale LF che nell'esempio qui illustrato presenta un'unica lamina il cui piano generale à ̈ sostanzialmente orizzontale.
Nell'esempio preferito di attuazione, la suddetta lamina LF à ̈ costituita di un materiale composito, comprendente una matrice di resina sintetica rinforzata con fibre, ad esempio fibre di vetro o altro, anche se non à ̈ comunque esclusa la possibilità di una lamina di acciaio.
La molla a lamina LF à ̈ supportata direttamente dalla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici 8 disposti simmetricamente in posizioni intermedie fra il centro della molla a lamina e le sue estremità. Più precisamente, in corrispondenza di tali posizioni intermedie la lamina LF presenta due porzioni 7 di spessore ingrossato (vedere in particolare figure 8, 9). Ciascuna porzione 7 presenta a sua volta due sedi per rispettivi supporti elastici 8 di collegamento alla struttura dell'autoveicolo, che sono fra loro distanziate ed allineate nella direzione longitudinale dell'autoveicolo. La lamina LF presenta inoltre due porzioni di estremità 9, che si estendono oltre le porzioni intermedie 7 e che hanno una configurazione rastremata, con la larghezza nella direzione longitudinale dell'autoveicolo decrescente verso la rispettiva estremità (vedere figura 9).
Su ciascuna estremità della molla a lamina LF à ̈ avvitata una staffa a forcella 10 per il collegamento articolato della rispettiva estremità della molla a lamina LF al rispettivo supporto ruota S, in corrispondenza di una parte superiore di tale supporto ruota. Analogamente agli altri bracci della sospensione, anche tale collegamento articolato à ̈ realizzato mediante una boccola elastica di un qualunque tipo noto (non visibile nei disegni) o in alternativa mediante un giunto sferico rigido.
Grazie alla disposizione sopra descritta la lamina LF non solo assolve la funzione di molla della sospensione, ma anche costituisce, con le sue porzioni di estremità 9, i bracci trasversali superiori triangolari della sospensione.
Le figure 5, 6 mostrano in scala ampliata un esempio di attuazione dei supporti elastici che collegano le porzioni di spessore ingrossato 7 della lamina LF alla struttura dell'autoveicolo. Come illustrato, ciascun supporto elastico 8 comprende un elemento tubolare esterno 81 che à ̈ ancorato apertura passante 82 formata nella porzione ingrossata 7 della lamina LF e costituente la sede per il supporto elastico. Il supporto elastico 8 comprende inoltre un elemento tubolare metallico interno 83 e fissato mediante un bullone 84 ad una struttura scatolata di lamiera 85 facente parte della scocca dell'autoveicolo. Infine, il supporto elastico 8 comprende una boccola di materiale elastomero 86 interposta fra i due elementi tubolari metallici 81, 83 e vulcanizzata sopra di essi, in modo da collegarli .
Per effetto della disposizione sopra descritta della molla a lamina LF con le sue estremità opposte collegate in modo articolato alle parti superiori dei due supporti ruota S, tale molla a lamina risulta disposta al di sopra del differenziale D e dei semi-assi A.
Grazie a tale accorgimento, la lamina LF non solo assolve la funzione di molla della sospensione, ma anche con le sue due porzioni di estremità 9 costituisce i due bracci trasversali superiori triangolari della sospensione multi-link. L'esempio di attuazione illustrato nelle figure 8, 9 à ̈ anche da considerare come riferimento delle proporzioni preferite fra lunghezza, larghezza e spessore della molla a lamina LF.
Nella forma preferita di attuazione, l'asse teorico che congiunge le estremità opposte della lamina LF à ̈ sostanzialmente coincidente con, o sensibilmente ravvicinato a, l'asse delle ruote R. Si ottiene così una sostanziale riduzione del momento rispetto all'asse ruote generato dalle forze applicate alle estremità della lamina LF.
Se à ̈ necessario per evitare l'interferenza con gli ammortizzatori a martinetto B, le porzioni di estremità 9 della lamina LF possono presentare ciascuna un apertura per il passaggio attraverso di essa dell'ammortizzatore a martinetto B.
Per effetto della configurazione qui illustrata, e del modo con cui la lamina LF à ̈ supportata, tale lamina reagisce ai movimenti verticali di ciascuna ruota R con una forza di reazione elastica che à ̈ diversa, a secondo che le due ruote abbiano movimenti simmetrici (entrambe verso l'alto o verso il basso) o asimmetrici (una ruota verso l'alto e l'altra verso il basso). Ciò à ̈ dovuto al fatto che nel primo caso l'intera lunghezza della lamina LF assume una configurazione inarcata, mentre nel secondo caso, la parte centrale della lamina LF conserva una configurazione sostanzialmente rettilinea fra le due porzioni ingrossate 7, mentre le due porzioni di estremità 9 si inarcano da parti opposte.
Come risulta evidente dalla descrizione che precede, la sospensione secondo l'invenzione garantisce tutti i vantaggi di una sospensione multi-link compatibile con il sistema di trasmissione del moto, ed in aggiunta presenta una struttura estremamente semplice e costituita da un ridotto numero di parti, aventi ingombri e pesi ridotti.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di sospensione di autoveicolo, comprendente, per ciascun ruota: - almeno un braccio trasversale (T1, T2) e almeno un braccio sostanzialmente longitudinale od estremità collegata in modo articolato ad un rispettivo supporto ruota (S) e l'estremità opposta collegata in modo articolato ad una struttura di supporto (F) dell'autoveicolo, - una molla di sospensione (LF) che contrasta i movimenti verticali dei due supporti ruota (S), costituita da una molla a lamina disposta trasversalmente rispetto alla direzione longitudinale dell'autoveicolo, con il suo piano generale giacente orizzontalmente, e connessa alla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici (8) disposti simmetricamente in posizioni intermedie fra il centro della molla a lamina (LF) e le sue estremità, tali estremità della molla a lamina (LF) essendo collegate ai due supporti ruota (S), e - due ammortizzatori a martinetto (B) interposti fra i supporti ruota (S) e la struttura dell'autoveicolo, caratterizzato dal fatto che: - detta sospensione à ̈ una sospensione multi-link, in cui ciascun supporto ruota (S) à ̈ collegato alla struttura dell'autoveicolo mediante due bracci inferiori trasversali (T1, T2), un braccio inferiore sostanzialmente longitudinale od obliquo (L) ed almeno un braccio trasversale superiore (9), ed in cui ciascun ammortizzatore a martinetto (B) ha le sue estremità opposte collegate in modo snodato al rispettivo supporto ruota ed alla struttura dell'autoveicolo, - le estremità di detta molla a lamina (LF) sono collegate ai due supporti ruota (S) in modo articolato ed in corrispondenza della parte superiore di ciascun supporto ruota (S), per cui le due porzioni di estremità (9) della molla a lamina (LF) che si estendono tra i supporti elastici (8) della molla a lamina (LF) e le estremità della molla a lamina costituiscono anche i suddetti bracci trasversali superiori della sospensione multi-link.
  2. 2. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta molla a lamina (LF) comprende un'unica lamina in un sol pezzo, preferibilmente di materiale composito, che comprende due porzioni (7) di spessore ingrossato in corrispondenza delle suddette posizioni intermedie di collegamento ai rispettivi supporti elastici (8), ciascuna di dette porzioni di spessore ingrossato (7) comprendendo a sua volta due sedi (82) per due rispettivi supporti elastici (8) collegati alla struttura dell'autoveicolo, dette sedi (82) essendo fra loro distanziate ed allineate nella direzione longitudinale dell'autoveicolo.
  3. 3. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette sedi (82) per i supporti elastici di detta molla a lamina (LF) Ã ̈ definita da un apertura verticale passante prevista in ciascuno di dette porzioni di spessore ingrossato (7) di detta molla a lamina (LF) e dal fatto che ciascun supporto elastico (8) della molla lamina (LF) comprende un elemento tubolare esterno (81), ancorato rigidamente entro la rispettiva sede (82) della molla a lamina (LF), un elemento metallico tubolare interno (83), fissato mediante vite alla struttura dell'autoveicolo, ed un corpo anulare di materiale elastomero (86), che collega detti elementi tubolari esterno ed interno (81, 83).
  4. 4. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a ciascuna estremità della molla a lamina (LF) à ̈ assicurata rigidamente una porzione di attacco (10) collegata in modo articolato al rispettivo supporto ruota (S).
  5. 5. Sistema di sospensione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta molla a lamina (LF) Ã ̈ configurata e supportata in modo tale per cui la sua reazione elastica al movimento verticale di una ruota (R) Ã ̈ differente a secondo che le due ruote associate alla sospensione abbiano movimenti simmetrici o asimmetrici
  6. 6. Sistema di sospensione secondo la rivendicazioni 5, caratterizzato dal fatto che detta molla a lamina (LF) ha una larghezza nella direzione longitudinale dell'autoveicolo che à ̈ massima in corrispondenza di dette porzioni intermedie di spessore ingrossato e dal fatto che le porzioni di estremità (9) della molla lamina che si estendono oltre dette porzioni intermedie (7) hanno una configurazione triangolare, con una base vincolata alla struttura del veicolo mediante i suddetti supporti elastici ed un a ruota.
  7. 7. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, visto in pianta, l'asse teorico collegante le due estremità opposte della molla a lamina (LF) à ̈ sensibilmente vicino a, o coincidente con, l'asse delle due ruote (R) associate al sistema di sospensione.
  8. 8. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che à ̈ una sospensione posteriore associata ad un veicolo dotato di un sistema di trazione posteriore o integrale, includente un differenziale posteriore (D) provvisto di semi-assi (A) collegati alle ruote posteriori del veicolo, e dal fatto che detta molla a lamina si estende al di sopra di detto differenziale (D) e di detti semi-assi (A).
  9. 9. Sistema di sospensione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le estremità collegate alla struttura dell'autoveicolo dei bracci trasversali inferiori (T1, T2) e dei bracci longitudinali od obliqui inferiori (L) sono collegate ad un telaio ausiliario (F) connesso alla struttura dell'autoveicolo mediante supporti elastici (5).
  10. 10. Sistema di sospensione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto telaio ausiliario comprende una struttura di lamiera metallica con configurazione a doppia H, con due travi longitudinali (2) collegate da due traverse (3, 4) longitudinalmente distanziate, le due travi longitudinali (2) avendo estremità collegate alla struttura dell'autoveicolo mediante detti supporti elastici (5).
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