ITMI20081454A1

ITMI20081454A1 - ROTARY MECHANICAL DRIVE FOR THE WHEEL PENDULUM SYSTEM OF A THREE-WHEEL VEHICLE

Info

Publication number: ITMI20081454A1
Application number: IT001454A
Authority: IT
Inventors: Luciano Marabese
Original assignee: Marabese Design S R L
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-05
Also published as: WO2010015987A1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

RINVIO MECCANICO ROTANTE PER SISTEMA DI PENDOLAMENTO DELLE RUOTE DI UN VEICOLO A TRE O QUATTRO RUOTE ROTATING MECHANICAL TRANSFER FOR THE WHEEL PENDULATION SYSTEM OF A THREE OR FOUR WHEEL VEHICLE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un sistema di pendolamento delle ruote di un veicolo a tre o più ruote, in cui almeno due ruote sono affiancate sullo stesso asse e sono pendolanti, consentendo al veicolo di inclinarsi rispetto al terreno durante la percorrenza di una curva. The present invention relates to a system for oscillating the wheels of a vehicle with three or more wheels, in which at least two wheels are placed side by side on the same axis and are pendulous, allowing the vehicle to lean with respect to the ground while traveling a curve.

I veicoli del tipo qui considerato già noti nel settore sono ad esempio i motocicli a tre ruote, in cui generalmente le- due ruote appaiate sullo stesso asse sono quelle anteriori, ed i quad o ATV (all terrain vehicle), veicoli a quattro ruote che trovano impiego non solo come mezzo di trasporto e per il tempo libero, ma anche ed in modo sempre più diffuso come veicolo da lavoro, nel trasporto carichi o nel traino. Tra queste categorie di veicoli a tre o più ruote, sono inoltre noti veicoli dotati di ruote accoppiate sullo stesso asse in grado di inclinarsi verso l'interno della curva durante la sua percorrenza. Vehicles of the type considered herein already known in the field are for example three-wheeled motorcycles, in which the two wheels generally paired on the same axis are the front ones, and quads or ATVs (all terrain vehicles), four-wheeled vehicles which they are used not only as a means of transport and for free time, but also and in an increasingly widespread way as a work vehicle, in the transport of loads or in towing. Among these categories of vehicles with three or more wheels, vehicles equipped with wheels coupled on the same axis capable of inclining towards the inside of the curve during its travel are also known.

Questa caratteristica, ottenuta attraverso meccanismi di pendolamento delle ruote più o meno evoluti, rende il veicolo molto più performante soprattutto nella percorrenza di curva alle alte velocità, ove l’assetto del veicolo è fortemente influenzato dalla distribuzione dei pesi del complesso veicolo-conducente, in particolare dalla posizione del baricentro di tale sistema, e dall’effetto giroscopico che si ottiene per effetto dell’angolo di rollio del veicolo. This characteristic, obtained through more or less advanced wheel oscillation mechanisms, makes the vehicle much more performing especially in cornering at high speeds, where the vehicle attitude is strongly influenced by the weight distribution of the vehicle-driver complex, in in particular from the position of the center of gravity of this system, and from the gyroscopic effect that is obtained as a result of the vehicle's roll angle.

Sistemi per il controllo meccanico dell’assetto del veicolo, in particolare del pendolamento delle ruote appaiate sullo stesso asse, sono noti nel settore. Tali sistemi meccanici prevedono l’impiego di un sistema di leveraggi che collega i mozzi delle due ruote appaiate in modo da consentirne il pendolamento in percorrenza di curva. La ruota interna alla curva si alza rispetto al veicolo e quella esterna alla curva si abbassa, consentendo in pratica l’inclinazione del veicolo rispetto al terreno o rollio. Sono noti nel caso di impiego stradali veicoli a tre ruote di cui quelle anteriori, appaiate sullo stesso asse, sono basculanti. Systems for the mechanical control of the vehicle attitude, in particular of the oscillation of the paired wheels on the same axis, are known in the field. These mechanical systems provide for the use of a lever system that connects the hubs of the two paired wheels in order to allow them to swing when cornering. The wheel inside the curve rises with respect to the vehicle and the wheel outside the curve lowers, allowing in practice the inclination of the vehicle with respect to the ground or roll. In the case of road use, three-wheeled vehicles are known, of which the front ones, paired on the same axis, are tilting.

Nel caso di veicoli a quattro ruote, per consentire al veicolo di inclinarsi in percorrenza di curva come un motociclo, anche le ruote posteriori devono prevedere un sistema di pendolamento. In the case of four-wheeled vehicles, in order to allow the vehicle to lean when cornering like a motorcycle, the rear wheels must also include a pendulum system.

Un sistema di pendolamento delle mete -posteriori è noto dallo stato dell’arte, ad esempio dalla domanda di brevetto internazionale W097/27071. A rear-destination swing system is known from the state of the art, for example from international patent application W097 / 27071.

Sistemi di questo tipo prevedono la presenza di due bracci connessi ai mozzi delle ruote del veicolo e incernierati al telaio, il sistema di pendolamento prevedendo ad esempio un sistema meccanico di controllo del movimento dei bracci, ad esempio mediante un sistema di molle, o mediante l'impiego di un bilanciere o simili. Systems of this type provide for the presence of two arms connected to the vehicle wheel hubs and hinged to the frame, the oscillation system providing for example a mechanical system for controlling the movement of the arms, for example by means of a system of springs, or by means of the use of a barbell or the like.

Questi sistemi di pendolamento di tipo noto presentano tuttavia alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente è legato all’ingombro del sistema di controllo del pendolamento che occupa un notevole spazio. However, these known type oscillating systems have some drawbacks. A first drawback is related to the size of the swing control system which occupies a considerable space.

Nel caso dei sistemi che controllano il pendolamento delle ruote posteriori, poi, il problema è ancora più sentito in quanto il sistema occupa proprio una zona del veicolo, normalmente la zona posteriore sottosella, che usualmente viene destinata all’alloggiamento del motore e/o allestita con vani portaoggetti o porta casco. In the case of the systems that control the oscillation of the rear wheels, then, the problem is even more felt as the system occupies an area of the vehicle, normally the rear area under the saddle, which is usually used for housing the engine and / or set up. with storage compartments or helmet holders.

Un secondo inconveniente è legato al grado di complessità di realizzazione dLtalL dispositivi, che ne determina l’economia di produzione e di manutenzione. A second drawback is related to the degree of complexity of the realization of the devices, which determines the economy of production and maintenance.

Compito precipuo della presente invenzione è quindi quello di risolvere gli inconvenienti sopra esposti relativamente all’ingombro ed alla complessità di realizzazione dei sistemi di pendolamento delle ruote di tipo noto. The main task of the present invention is therefore to solve the aforementioned drawbacks in relation to the bulk and complexity of construction of the wheel oscillation systems of the known type.

Nell’ambito di questo compito, scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di pendolamento delle ruote di un veicolo che sia di realizzazione estremamente semplice oltre che di ingombro estremamente ridotto. Within the scope of this task, the object of the present invention is to provide a system for oscillating the wheels of a vehicle which is extremely simple to manufacture as well as extremely small overall dimensions.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di pendolamento che incorpori un sistema di blocco del pendolamento, ad esempio nel caso di marcia del veicolo a basse velocità o nel caso di sosta del veicolo in parcheggio. A further object of the present invention is to provide a oscillating system which incorporates a system for blocking the oscillation, for example when the vehicle is running at low speeds or when the vehicle is parked.

Questo compito e questi e altri scopi che risulteranno maggiormente chiari in seguito sono raggiunti da un sistema di pendolamento delle ruote di un veicolo comprendente almeno un braccio per ciascuna ruota ed almeno un rinvio meccanico adatto a collegare tra loro detti bracci e adatto a trasformare il moto di oscillazione di detti bracci nel moto di rotazione attorno al proprio asse di una-barra di connessione. This task and these and other purposes which will become clearer hereinafter are achieved by a system for oscillating the wheels of a vehicle comprising at least one arm for each wheel and at least one mechanical transmission suitable for connecting said arms to each other and suitable for transforming motion. of oscillation of said arms in the motion of rotation about its own axis of a connecting bar.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno maggiormente chiari dalla seguente descrizione dettagliata, data in forma esemplificativa e non limitativa e illustrata nelle allegate figure in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the following detailed description, given in an exemplary and non-limiting form and illustrated in the attached figures in which:

la figura 1 mostra una vista laterale schematizzata del sistema di pendolamento secondo la presente invenzione in una condizione di marcia rettilinea del veicolo; la figura 2 mostra il sistema di pendolamento di figura 1, sempre in vista laterale, in una condizione di veicolo inclinato in percorrenza di curva; Figure 1 shows a schematic side view of the oscillating system according to the present invention in a straight-line running condition of the vehicle; Figure 2 shows the oscillating system of Figure 1, always in side view, in a condition of an inclined vehicle when traveling a curve;

la figura 3 mostra in una vista frontale, dal posteriore verso l’anteriore del veicolo, il sistema di pendolamento secondo la presente-invenzione ancora in una condizione di veicolo in percorrenza di curva; Figure 3 shows in a front view, from the rear towards the front of the vehicle, the oscillating system according to the present invention still in a condition of vehicle in cornering;

la figura 4 mostra una vista dall’alto del sistema di pendolamento secondo la presente invenzione in una condizione di veicolo in condizione di marcia rettilinea. Figure 4 shows a top view of the oscillating system according to the present invention in a condition of vehicle in straight running condition.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione illustrata nelle citate figure da 1 a 4 a titolo esemplificativo e non limitativo, il sistema 1 per il pendolamento secondo la presente invenzione comprende almeno un braccio 2a, 2b per ciascuna ruota, ciascuno di detti bracci 2a, 2b essendo ad una sua prima estremità incernierato al telaio 5 del veicolo, ed all’estremità opposta essendo connesso al mozzo di detta ruota. According to a preferred embodiment of the present invention illustrated in the aforementioned figures 1 to 4 by way of non-limiting example, the system 1 for the oscillation according to the present invention comprises at least one arm 2a, 2b for each wheel, each of said arms 2a , 2b being hinged at one end thereof to the vehicle frame 5, and being connected at the opposite end to the hub of said wheel.

A ciascun braccio 2a, 2b è poi associata una sospensione rispettivamente 4a, 4b. La sospensione 4a, 4b è vantaggiosamente un elemento, nell’esempio di realizzazione qui descritto di forma sostanzialmente cilindrica, che comprende sia una componente di molleggio ottenuta mediante una molla a spirale, sia una componente idraulica di ammortizzazione. Each arm 2a, 2b is then associated with a suspension 4a, 4b respectively. The suspension 4a, 4b is advantageously an element, in the example of embodiment described here with a substantially cylindrical shape, which comprises both a spring component obtained by means of a spiral spring, and a hydraulic damping component.

L’insieme di molla e ammortizzatore idraulico verranno nel seguito della presente descrizione indicati con il termine sospensione, e l’elemento sospensione o semplicemente sospensione è rappresentato nelle figure con il numero di riferimento 4a, 4b. The set of spring and hydraulic shock absorber will be referred to in the following of this description with the term suspension, and the suspension or simply suspension element is represented in the figures with the reference number 4a, 4b.

Sempre con riferimento alle figure allegate ciascuna delle sospensioni 4a e 4b è associata ad uno di detti bracci 2a, 2b mediante una cerniera. Una prima estremità di detta sospensione 4a, 4b è quindi incernierata a detta braccio -2a,_2b, alla sua estremità opposta essa è invece irrcernierata ad un braccetto 3a, 3b /ispettivamente, connesso stabilmente ad una barra 3. Detta barra 3 è a sua volta associata al telaio 5 del veicolo, cui sarà connessa con appositi cuscinetti in modo che essa sia libera di ruotare attorno al proprio asse. La connessione della barra 3 al telaio non è rappresentata nelle figure. Again with reference to the attached figures, each of the suspensions 4a and 4b is associated with one of said arms 2a, 2b by means of a hinge. A first end of said suspension 4a, 4b is therefore hinged to said arm -2a, _2b, at its opposite end it is instead hinged to an arm 3a, 3b / respectively, stably connected to a bar 3. Said bar 3 is at its time associated with the frame 5 of the vehicle, to which it will be connected with suitable bearings so that it is free to rotate around its own axis. The connection of the bar 3 to the frame is not shown in the figures.

Con riferimento ad esempio alla figura 4, la barra 3 connette quindi tra loro, tramite i braccetti 3a73b, le sospensioni 4a, 4b. With reference for example to Figure 4, the bar 3 therefore connects the suspensions 4a, 4b to each other by means of the arms 3a73b.

La barra 3 è posta in direzione sostanzialmente trasversale, ma posizionata rispetto all’asse longitudinale del veicolo secondo un angolo non retto, - in modo che considerata su di un piano orizzontale come quello della vista di figura 3 essa risulti inclinata di un certo angolo a rispetto all’asse longitudinale del veicolo. Questo posizionamento della barra 3 consente di ottenere il pendolamento alternato dei due bracci 2a, 2b. In altre parole, quando il veicolo si inclina in percorrenza di curva, con riferimento alla figura 2, i bracci 2a, 2b non saranno più allineati sul medesimo piano orizzontale ma il braccio interno alla curva 2b tenderà ad oscillare verso l’alto rispetto alla condizione di figura 1 corrispondente al veicolo in moto rettilineo, mentre il braccio esterno alla curva 2a tenderà ad oscillare verso il basso rispetto sempre alla condizione di figura 1. The bar 3 is placed in a substantially transverse direction, but positioned with respect to the longitudinal axis of the vehicle according to a non-right angle, - so that when considered on a horizontal plane such as that of the view in figure 3 it is inclined by a certain angle a with respect to the longitudinal axis of the vehicle. This positioning of the bar 3 allows to obtain the alternating oscillation of the two arms 2a, 2b. In other words, when the vehicle tilts during a curve, with reference to figure 2, the arms 2a, 2b will no longer be aligned on the same horizontal plane but the arm inside the curve 2b will tend to swing upwards with respect to the condition of figure 1 corresponding to the vehicle in rectilinear motion, while the arm outside the curve 2a will tend to oscillate downwards with respect to the condition of figure 1.

Quindi l’oscillazione dei due bracci deve essere di uguale entità ma opposta. Per ottenere questo risultato i bracci 2a, 2b sono connessi alla barra 3 tramite le sospensioni 4a, 4b che a loro volta sono connesse a braccetti 3a e 3b rispettivamente che si protendono in direzione radiale in due versi opposti, cosicché alla medesima rotazione della barra siano associate rotazioni in versi opposti dei braccetti 3a e 3b. I braccetti 3a e 3b sono solidalmente associati alla barra 3, per cui un movimento verso l’alto del braccio 2b associato al braccetto 3b di figura 2 provoca una rotazione in senso antiorario del braccetto 3b, e quindi della barra 3 cui il braccetto 3b è solidale. Il braccetto opposto 3a ruota anch’esso in senso antiorario, e provoca pertanto l’abbassamento del punto di estremità del braccetto cui è incernierata la sospensione 4a connessa all'altro braccio 2a, provocandone così una oscillazione di eguale entità ma in senso opposto rispetto al primo braccio 2b. Therefore the oscillation of the two arms must be of the same magnitude but opposite. To obtain this result, the arms 2a, 2b are connected to the bar 3 by means of the suspensions 4a, 4b which in turn are connected to arms 3a and 3b respectively which extend in a radial direction in two opposite directions, so that at the same rotation of the bar they are associated rotations in opposite directions of the arms 3a and 3b. The arms 3a and 3b are integrally associated with the bar 3, so that an upward movement of the arm 2b associated with the arm 3b of figure 2 causes a counterclockwise rotation of the arm 3b, and therefore of the bar 3 to which the arm 3b is supportive. The opposite arm 3a also rotates counterclockwise, and therefore causes the lowering of the end point of the arm to which the suspension 4a connected to the other arm 2a is hinged, thus causing an oscillation of equal magnitude but in the opposite direction with respect to the first arm 2b.

Il posizionamento della barra 3 inclinata rispetto all’asse longitudinale del veicolo _di un angolo a consente di ottenere in condizione come fig. 1 chele sospensioni 4a e 4b risultino parallele. In questo modo bracci e sospensioni sono simmetrici rispetto all’asse longitudinale del veicolo, e sia nella struttura che nel posizionamento dei bracci e delle sospensioni il veicolo risulta pertanto perfettamente bilanciato, il che si traduce in un comportamento bilanciato del veicolo nella percorrenza delle curve destre e delle curve sinistre. The positioning of the bar 3 inclined with respect to the longitudinal axis of the vehicle by an angle a allows to obtain in conditions as fig. 1 that the suspensions 4a and 4b are parallel. In this way, arms and suspensions are symmetrical with respect to the longitudinal axis of the vehicle, and both in the structure and in the positioning of the arms and suspensions the vehicle is therefore perfectly balanced, which translates into a balanced behavior of the vehicle when traveling right corners. and left curves.

Solidalmente alla barra 3 possono inoltre essere previsti mezzi di arresto del sistema di pendolamento. Means for stopping the oscillation system can also be provided solidly with the bar 3.

Più in particolare, secondo l'esempio di forma di realizzazione preferita della presente invenzione mostrato nelle figure, detti mezzi di arresto del pendolamento possono comprendere un settore di disco solidalmente associato alla barra 3, e pertanto rotante con detta barra, bloccabile tramite una pinza 7 solidalmente associata al telaio 5 del veicolo. More particularly, according to the example of preferred embodiment of the present invention shown in the figures, said oscillation stop means can comprise a disk sector integrally associated with the bar 3, and therefore rotating with said bar, which can be locked by means of a clamp 7 integrally associated with the frame 5 of the vehicle.

Azionando la pinza freno 7 che blocca il segmento circolare 6 o un disco, si impedisce la rotazione della barra 3 attorno al proprio asse longitudinale, bloccando in questo modo il pendolamento delle ruote. By operating the brake caliper 7 which locks the circular segment 6 or a disc, the rotation of the bar 3 around its longitudinal axis is prevented, thus blocking the oscillation of the wheels.

Ancora, vantaggiosamente i bracci 2a, 2b delle ruote possono essere tra loro identici, risultando il braccio destro e quello sinistro intercambiabili. Ciò contribuisce ulteriormente a rendere il sistema di pendolamento secondo la presente invenzione economicamente vantaggioso in quanto modulare. Again, advantageously, the arms 2a, 2b of the wheels can be identical to each other, resulting in the right and left arms being interchangeable. This further contributes to making the oscillation system according to the present invention economically advantageous as it is modular.

Ancora, il sistema di pendolamento secondo la presente invenzione consente di ottenere il controllo del pendolamento delle ruote con un numero estremamente ridotto di componenti, e anche questo contribuisce a rendere economicamente vantaggioso sia dal punto di vista realizzativo che dal punto di vista dell’affidabilità e dell’ingombro, il sistema stesso. Furthermore, the oscillation system according to the present invention allows to obtain the control of the oscillation of the wheels with an extremely reduced number of components, and this also contributes to making it economically advantageous both from the manufacturing point of view and from the point of view of reliability and footprint, the system itself.

Si è così mostrato come il sistema rotante di pendolamento delle ruote di un veicolo secondo la presente invenzione raggiunga lo scopo e gli oggetti proposti. It has thus been shown how the rotating system for oscillating the wheels of a vehicle according to the present invention achieves the proposed aim and objects.

In particolare, si è illustrato come il sistema rotante di pendolamento secondo la presente invenzione presenti un ingombro estremamente ridotto e consenta di controllare il pendolamento delle ruote con un numero estremamente ridotto di componenti, costituendo così un sistema avente struttura estremamente semplice che risulta pertanto economico nella realizzazione e nella manutenzione. In particular, it has been illustrated how the rotating oscillation system according to the present invention has an extremely reduced size and allows to control the oscillation of the wheels with an extremely reduced number of components, thus constituting a system having an extremely simple structure which is therefore economical in the construction and maintenance.

Numerose modifiche possono essere effettuate dall'esperto del ramo senza uscire daH'ambito di protezione della presente invenzione. Numerous modifications can be made by the person skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

L’ambito di protezione delle rivendicazioni, quindi, non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione- preferite mostrate nella descrizione in forma di esempio, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di rrovità brevettabile deducibili dalla presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo. The scope of the claims, therefore, is not to be limited by the illustrations or preferred embodiments shown in the description in exemplary form, but rather the claims are to encompass all of the patentable features deductible from the present invention, including all the characteristics that would be treated as equivalent by the person skilled in the art.

Claims

CLAIMS 1. Oscillating system (1) of the wheels of a vehicle with three or four wheels of which at least two wheels are placed side by side on the same axis, of the type comprising at least one oscillating arms (2a, 2b) for each wheel, said oscillating arms (2a , 2b) being hinged to the frame (5) of said vehicle, and characterized in that it comprises at least one transmission (3, 3a, 3b, 4a, 4b) suitable for connecting said arms (2a, 2b) together, said transmission comprising at least one connecting bar (3) and a kinematic mechanism (3a, 3b, 4a, 4b) suitable for transforming the oscillation motion of said arms (2a, 2b) into the rotation motion around its own axis of said connecting bar (3 ).

2. Oscillating system according to the preceding claim, characterized in that said transmission further comprises at least one pair of suspensions (4a, 4b), each of said suspensions (4a, 4b) being hinged at one end thereof to one of said arms (2a, 2b), and also having the second end hinged to the end of an arm (3a, 3b) integrally associated with its other end to said connection bar (3).

3. Oscillating system according to the preceding claim, characterized in that said arms (3a, 3b) extend towards. the outside in a radial direction from said bar (3) in opposite directions to each other.

4. Oscillating system according to one or more of the preceding claims, characterized in that said connection bar (3) is positioned connected to the frame (5) of said vehicle so as to be able to rotate around its own longitudinal axis and so as to lie on a substantially horizontal plane.

5. Oscillating system according to the previous claim, characterized by the fact that said connection bar (3) is oriented on said horizontal plane so as to form an angle (a) with the longitudinal axis of the vehicle.

6. Oscillating system according to one or more of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for stopping the oscillation (6, 7).

7. Oscillating system (1) according to the preceding claim, characterized in that said means for stopping the oscillation comprise at least a circular segment (6) or a disk integrally associated with said connecting bar (3) and at least one brake caliper ( 7) integrally associated with the frame (5) of said vehicle and adapted to brake the rotation of said circular sector (6) so as to block the oscillation of the system (1).

8. Vehicle comprising a pendulum system according to any one of the preceding claims. (LUA / lm)