Dec. 2l, 1954 D. GlAcosA 2,697,513
LEAF SPRING SUSPENSION FOR MoToR VEHICLES Filed July 14, 1953 LEAF SPRING SUSPENSION FOR MOTOR VEHICLES Dante Giacosa, Turin, Italy, assignor to Fiat Societa per Azioni, Turin, Italy Application July 14, 1953, Serial No. 367,881
Claims priority, application Italy July 23, 1952 3 Claims. (Cl. 280-124)
This invention relates to independent wheel suspensions for motor vehicles of the type embodying a transverse articulated parallelogram, in which one of the horizontal sides of the suspension quadrilaterals for two opposed wheels is formed by the end of one transverse leaf spring.
In known suspensions of this type, the spring is rigidly connected at its central portion to the frame. Consequently, as each of the two spring sections behaves like a clamped one-quarter elliptic spring, highly flexible suspensions cannot be obtained on account of the reduced free bending length.
It is the object of this invention to avoid these draw-- backs by providing a suspension embodying a transverse parallelogram, i1 which the leaf spring forming one of the horizontal sides of the two quadrilaterals is connected to the frame by two attachments behaving like hinges instead of as clamps, whereby the full leaf spring length is utilised for suspension.
This is obtained according to this invention by symmetrically arranging on both sides of the longitudinal central plane of the vehicle attachments between the leaf spring and frame such as to admit sliding displacements between the spring leaves and the slight transverse displacements necessary to permit bending of the spring and such as to absorb at the same time both stresses directed transversely and longitudinally of the vehicle. The spring leaves are simply connected together at the middle by bolt or the like.
Further features of this invention will be understood from the following description referirng to the accompanying drawing which shows merely by way of example and embodiment thereof.
Figuie l is a part sectional front view of an improved suspension;
Figure 2 is a front view on an enlarged scale of one I of the attachments for the leaf spring shown in Figure 1; Figure 3 is a sectional view on line III-III of Figure 2; Figure 4 is a sectional view on line IV-IV of Figure 3, gigure 5 is a sectional view on line V-V of Figure 3,
Figure 6 is a perspective detail view.
1 denotes the vehicle frame, to the lower portion of which are secured on both sides of the central plane of symmetry A-A two supports 2 conveniently consisting of U-shaped sheet metal members. Each support 2 is reinforced inside and outside by further members 3, 4, the ends of bolts 6 being screwed into the members 2, 3, 4, said bolts retaining a saddle member 5 and a lower U- shaped stirrup.
The U-shaped stirrup is formed by a member 9 (see Figure 6) of C-shaped horizontal section, provided with upper plates 8 in which holes 7 for the bolts 6 are bored.
10 denotes the leaf unit forming a transverse leaf spring, held together by a bolt 11 positioned on the middle plane A-A.
The upper leaf 12 is shorter than the remaining leaves and is formed at the supports 2 with upper rounded portions 13. 14 and 15 denote two rubber pads interposed between the portion 13 and member 5 and between the lower spring leaf and stirrup 9, respectively.
States Patent C) M 2,697,613 Patented Dec. 21, 1954 ICC The abovementioned members are held in position by the two bolts 6.
The ends of the leaf spring 10 are hinged by means of pivots 16 to thesupports 17 for the wheels 18, forming the vertical sides of the quadrilaterals, having hinged to their upper ends upper arms 20 pivotally attached at their other end at 21 to the frame 1.
Since the abovedescribed attachments between the leaf spring and frame permit vertical movement of the wheels 18, sliding displacements between the leaves and the slight transverse displacements necessary for bending of the spring, the leaf spring 10 is deformed as shown by the dot-and-dash lines 10a, 10b, in Figure 1, which shows that the full leaf spring length between its ends attachments 16 is utilised for suspension.
The rounded portions 13 of the shorter leaf 12 react to stresses directed transversely of the vehicle, said stresses acting on the leaf 13 through the bolt 11 connecting it with the main leaves.
The stirrups 9 absorb through the rubber members arranged therein stresses directed longitudinally of the vehicle.
What I claim is:
l. In an independent wheel suspension of the type referred to including a vehicle frame, a transverse semielliptic leaf spring connecting the opposite wheel supporting members, two transversely spaced depending supports connecting said spring with the frame, and a bolt connecting the leaves of the spring at a central portion thereof, a saddle member on each depending support having a transversely curved abutment surface, a cylindrically bent portion on an upper leaf of the spring in front of said surface, and a resilient pad between said bent portion and the surface.
2. In an independent wheel suspension of the type referred to including a vehicle frame, a transverse semielliptic leaf spring connecting the opposite wheel supporting members, two transversely spaced depending supports connecting said spring with the frame, and a bolt connecting the leaves of the spring at a central portion thereof, a saddle member carried by each depending support, a transversely curved abutment surface on said saddle member, a cylindrically bent portion on an upper leaf of the spring in front of said surface, a rubber pad between said bent portion and said surface, a further U- shaped rubber pad encircling the remaining leaves of the spring in front of said bent portion of the upper leaf, and a U-shaped stirrup clamping the spring and the saddle member to the support.
3. In an independent wheel suspension of the type re ferred to including a vehicle frame, a transverse semlelliptic leaf spring connecting the opposlte wheel supporting members, two transversely spaced depending supports connecting said spring with the frame, and a b olt connecting the leaves of the spring at a central .portlon thereof, a saddle member carried by each depending support, a transversely curved abutment surface on sald saddle member, a cylindrically bent portion on an upper leaf of the spring in front ofsaid surface, a rubber pad between said bent portion and said surface, a further U-shaped rubber pad encircling the remaining leaves of the spring in front of said bent portion of the upper leaf, and a U-shaped stirrup clamping the spring and the saddle member to the supoprt, said stirrup havmg C- shaped cross section.
References Cited in the le of this patent UNITED STATES PATENTS Number Name Date 1,597,988 Lundelius Aug. 31, 1926 1,774,198 Drumm Aug. 26, 1930 2,654,597 Barenyi Oct. 6, 1953
Traduzione in italiano
2l dicembre 1954 D. GlAcosA 2.697.513
SOSPENSIONE DELLA MOLLA DELLA FOGLIA PER I VEICOLI DEL MONDO Presentata il 14 luglio 1953 SOSPENSIONE DELLA MOLLA DELLA FOGLIA PER I VEICOLI A MOTORE Dante Giacosa, Torino, Italia, cedente alla Fiat Societa per Azioni, Torino, Italia Domanda 14 luglio 1953, Numero di serie 367.881
Rivendicazioni prioritarie, domanda Italia 23 luglio 1952 3 Reclami. (Cfr. 280-124)
La presente invenzione si riferisce a sospensioni di ruote indipendenti per autoveicoli del tipo che comprende un parallelogramma articolato trasversale, in cui uno dei lati orizzontali dei quadrilateri di sospensione per due ruote contrapposte è formato da una molla a lamina trasversale.
In sospensioni note di questo tipo, la molla è rigidamente connessa nella sua parte centrale al telaio. Di conseguenza, poiché ciascuna delle due sezioni di molla si comporta come una molla ellittica di un quarto serrata, non è possibile ottenere sospensioni altamente esi- stenti a causa della ridotta lunghezza di flessione libera.
Lo scopo di questa invenzione è di evitare questi inconvenienti fornendo una sospensione che incorpori un parallelogramma trasversale, i1 che la molla a lamina che forma uno dei lati orizzontali dei due quadrilateri sia collegata al telaio mediante due attacchi comportandosi come cerniere invece di come morsetti, per cui la lunghezza della molla a foglia piena viene utilizzata per la sospensione.
Ciò è ottenuto secondo la presente invenzione mediante una disposizione simmetrica su entrambi i lati del piano centrale longitudinale degli attacchi del veicolo tra la molla a lamina e il telaio tale da ammettere spostamenti di scorrimento tra le foglie a molla e i leggeri spostamenti trasversali necessari per consentire la piegatura della molla e tale da assorbire allo stesso tempo sia sollecitazioni dirette trasversalmente che longitudinalmente del veicolo. Le foglie di primavera sono semplicemente collegate insieme al centro da un bullone o simili.
Ulteriori caratteristiche di questa invenzione saranno comprese dalla seguente descrizione riferendosi al disegno allegato che mostra semplicemente a titolo di esempio e forma di realizzazione della stessa.
Figuie l è una vista frontale in sezione parziale di una sospensione migliorata;
La figura 2 è una vista frontale in scala ingrandita di una I degli attacchi per la molla a lamina di figura 1; La figura 3 è una vista in sezione sulla linea III-III di figura 2; La figura 4 è una vista in sezione sulla linea IV-IV di figura 3, la figura 5 è una vista in sezione sulla linea V-V di figura 3,
La figura 6 è una vista di dettaglio in prospettiva
1 indica il telaio del veicolo, alla cui porzione inferiore sono fissati su entrambi i lati del piano centrale di simmetria A-A due supporti 2 convenientemente costituiti da elementi di lamiera metallica a forma di U. Ciascun supporto 2 è rinforzato all'interno e all'esterno da ulteriori elementi 3, 4, le estremità dei bulloni 6 essendo avvitate negli elementi 2, 3, 4, detti bulloni che trattengono un elemento a sella 5 e una staffa a forma di U inferiore.
La staffa a forma di U è formata da un elemento 9 (vedere la figura 6) di sezione orizzontale a forma di C, provvisto di piastre superiori 8 in cui sono perforati i fori 7 per i bulloni 6.
10 indica l'unità fogliare che forma una molla a lamina trasversale, tenuta insieme da un bullone 11 posizionato sul piano medio A-A.
La foglia superiore 12 è più corta delle foglie rimanenti ed è formata sui supporti 2 con le parti arrotondate superiori 13. 14 e 15 denotano due tamponi di gomma interposti tra la porzione 13 e l'organo 5 e rispettivamente tra la foglia inferiore della molla e la staffa 9, rispettivamente.
Brevetto Stati C) M 2,697,613 Brevetto 21 dicembre 1954 ICC Gli elementi sopra menzionati sono tenuti in posizione dai due bulloni 6.
Le estremità della molla a lamina 10 sono incernierate per mezzo di perni 16 alle sedi 17 per le ruote 18, formando i lati verticali dei quadrilateri, avendo incernierato alle loro estremità superiori i bracci superiori 20 fissati a perno all'altra estremità a 21 al telaio 1.
Poiché gli allegati sopra descritti tra la molla a lamina e il telaio consentono il movimento verticale delle ruote 18, gli spostamenti scorrevoli tra le foglie e i leggeri spostamenti trasversali necessari per piegare la molla, la molla a lamina 10 viene deformata come mostrato dal punto e dal cruscotto linee 10a, 10b, in figura 1, che mostrano che la lunghezza completa della molla a balestra tra le sue estremità è utilizzata per la sospensione 16.
Le parti arrotondate 13 dell'anta più corta 12 reagiscono a sollecitazioni dirette trasversalmente al veicolo, dette sollecitazioni agenti sulla foglia 13 attraverso il bullone 11 che la collega con le foglie principali.
Le staffe 9 assorbono attraverso gli elementi di gomma disposti in esse sollecitazioni dirette longitudinalmente al veicolo.
Quello che sostengo è:
l. In una sospensione a ruote indipendente del tipo a cui è compreso un telaio di veicolo, una molla a balestra semiellittica trasversale che collega gli elementi di supporto delle ruote opposte, due supporti trasversalmente distanziati che collegano detta molla al telaio e un bullone che collega le foglie della molla ad un sua porzione centrale, un elemento a sella su ciascun supporto dipendente avente una superficie di riscontro trasversalmente curva, una porzione piegata cilindrica su una foglia superiore della molla di fronte a detta superficie, ed un cuscinetto resiliente
2. In una sospensione a ruota indipendente del tipo riferito ad un telaio del veicolo, una molla a balestra semiellittica trasversale che collega gli organi di supporto delle ruote opposte, due supporti trasversalmente distanziati che collegano detta molla al telaio e un bullone che collega le foglie della molla in una sua porzione centrale, un elemento a sella porta da ciascun supporto dipendente, una superficie di riscontro trasversalmente curva su detto elemento a sella, una porzione piegata cilindrica su un'anta superiore della molla davanti a detta superficie, un tampone di gomma tra detta porzione piegata e detta superficie, un ulteriore tampone di gomma a forma di U che circonda le foglie rimanenti della molla di fronte a detta porzione piegata della foglia superiore e una staffa a forma di U che blocca la molla e l'elemento a sella al supporto.
3. In una sospensione a ruote indipendente del tipo proposto per includere un telaio del veicolo, una molla a lamina semlellittica trasversale che collega gli elementi di supporto delle ruote opposte, due supporti trasversalmente distanziati che collegano detta molla al telaio, e che collegano le foglie del telaio molla a un suo sportello centrale, un elemento a sella portato da ciascun supporto dipendente, una superficie di riscontro trasversalmente curva sull'elemento a sella sald, una porzione piegata cilindrica su una foglia superiore della molla davanti a detta superficie, un tampone di gomma tra detta porzione piegata e detta superficie, un ulteriore tampone di gomma a forma di U che circonda le foglie rimanenti della molla di fronte a detta porzione piegata della foglia superiore, e una staffa a forma di U che blocca la molla e l'elemento a sella alla supoprt, detta staffa havmg C - sezione trasversale sagomata.
La sospensione a balestra in breve funziona così, riferendomi alla figura
1:
- 1 e i supporti 2 sono
il corpo della macchina, e sono fissi tra loro
- La barra 10 è
fondamentalmente la sospensione, in realtà sono tante barre una sopra l’altra,
e sono pinzate nei supporti 2 tra due pezzi di gomma che sono i 5 e 9
- i numeri 16, 19, 21
sono delle cerniere, collegano due pezzi tra loro, permettendogli di ruotare,
esattamente come le cerniere delle porte
- quando la macchina
prende una buca, le ruote vanno verso l’alto, mentre il corpo della macchina
tende a rimanere alla stessa altezza.
- Salendo le ruote, ma
non il corpo, la barra dieci si flette, fino ad arrivare alla posizione 10°,
come quando tieni un righello sul bordo del tavolo e lo pieghi premendo
sull’estremo che sporge in fuori
- Per flettere il
metallo ci vuole tanta forza, che è quella che viene ammortizzata dalla
sospensione.
- Praticamente la barra
di metallo fa da molla
Traduzione
Questa invenzione è
relativa a delle sospensioni indipendenti per ruote per veicoli a motore che
includono un parallelogramma articolato in modo trasverso (disposto
verticalmente rispetto al veicolo), nel quale uno dei lati orizzontali dei
quadrilateri è formato da una balestra (il pezzo di metallo che fa da molla).
Nelle sospensioni di
questo tipo, la molla è connessa alla zona centrale del telaio (supporti 2). Di
conseguenza, siccome ognuna delle due sezioni della molla si comporta come una
molla ellittica incastrata ad un estremo e lunga un quarto di giro, non si
possono ottenere sospensioni molto flessibili a causa della ridotta lunghezza
di deformazione (è come se fosse una molla molto corta, quindi si piega poco).
Lo scopo di questa
invenzione è evitare questo sconveniente (che si ottengono sospensioni poco
flessibili) utilizzando una sospensione che include un parallelogramma
trasverso, nella quale la balestra (la barra di metallo) che forma uno dei lati
orizzontali dei due quadrilateri (gli estremi della balestra che fanno da
molla) è collegata al telaio da due supporti che si comportano da cerniere
invece che da pinze (ovvero, usando due supporti invece che uno largo, si
permette al pezzo della barra di metallo tra i due supporti di flettersi anche lui
insieme alle estremità, invece che essere forzato a stare dritto se il supporto
fosse uno solo e molto largo), in modo da utilizzare tutta la lunghezza della
balestra come sospensione (molla).
Secondo questa
invenzione ciò si può ottenere sistemando simmetricamente su entrambi i lati
del piano centrale longitudinale (piano di simmetria che divide la macchina in
una parte sx e una dx) supporti (2) tra la balestra e il telaio, in modo da
permettere alla balestra uno scorrimento tale da permettere la sua flessione e
di assorbire allo stesso tempo degli sforzi diretti sia trasversali che
longitudinali rispetto al veicolo (nel senso sia in
verticale, buche, che orizzontale, in curva). Le barre (che
compongono la barra di metallo complessiva) sono semplicemente unite tra loro
nella metà da una vite o una cosa simile.
Ulteriori
caratteristiche di questa invenzione saranno spiegate nelle prossime descrizioni
riferendosi ai disegni allegati che mostrano per scopo dimostrativo un esempio
di applicazione.
[...]
Quel che dichiaro
(come brevetto) è:
1- In una sospensione a
ruote indipendenti del tipo a cui ci stiamo riferendo (siano presenti):
a. Un telaio del veicolo
b. Una balestra che
connette agli estremi i due supporti delle ruote
c. Due supporti
distanziati trasversalmente (in modo simmetrico) che connettono questa balestra
al telaio
d. Una vite che connette
le singole barre della balestra più meno nella sua metà
e. Un pezzo di metallo a
forma di sella (figura 4 pezzo 5) per ogni supporto, e la barra superiore ha
una piega in corrispondenza del pezzo a sella (vedi figura 4 pezzo 12)
2- ... (tutto come prima
più: )
a. Un pezzo di gomma tra
la piega della barra superiore e il pezzo a forma di sella (figura 4 pezzo 14)
b. Un altro pezzo di
gomma a forma di U che appoggia sulla barra inferiore (figura 4 pezzo 15) e sui
lati delle singole barre (figura 5 pezzo 15, è la vista dall’alto)
3- ...(tutto come prima
più:)
a. Un pezzo di metallo a
forma di U (figura 6) che incastra i pezzi di gomma e le barre al telaio.
L’oggetto
in discussione è la “LEAF SPRING
SUSPENSION FOR MOTOR VEHICLES” , cioè la sospensione a balestra meccanica,
o ellittica, per i veicoli a motore. (BREVETTO-STEP#1)
Il
brevetto assegnatomi, n. 2,697,613 del
21 Dicembre 1954, archiviato il 14 Giugno 1953, appartiene all’Ingegnere Dante Giacosa. Nato a Roma il 3 Gennaio 1905, fu ingegnere e designer italiano,
considerato uno dei maestri della scuola motoristica italiana. Si laureò in ingegneria
meccanica presso il Politecnico di Torino e nel 1929 entrò in FIAT (impresa
assegnataria dell’invenzione)(STEP#9) dove svolgerà la sua lunga e feconda carriera
sino ai massimi livelli dirigenziali. Morì a Torino il 31 Marzo 1996 all’età di
91 anni. (STEP#8) 
Nel corso della storia la si ritrova nel XVIII secolo, in Francia, sotto forma di molla, o meglio una lastra piana, d’acciaio, montata su carri. (STEP#8).
Ma solo nel 1800 nacquero i primi veicoli a motore ed i primi modelli di sospensione, influenzando gli investimenti nella formazione di strade e nei loro manti, portando inconsciamente alla creazione di una vera rete viaria nazionale che fino al XIX secolo era formata ancora da strade accidentate o residui di strade romane. (STEP#8)
