Chassis per caravan e sistemi di ausilio alla marcia - seconda parte

In questa seconda puntata sulle innovazioni del telaio che hanno cambiato il nostro mondo, esaminiamo i freni a repulsione con retromarcia automatica, gli assali a bracci oscillanti, gli stabilizzatori del giunto a sfera e i dispositivi di stabilizzazione attiva

Freni a repulsione con retromarcia automatica

Molto tempo dopo che il funzionamento del freno a repulsione era stato perfezionato, il suo principale svantaggio restava questo: spesso i freni si azionavano durante la retromarcia, specialmente su terreni accidentati o in salita. Ricordo bene la mia prima caravan nel 1974. Se volevi fare retromarcia dovevi prima assicurarti che il meccanismo di traino non fosse in compressione, a quel punto potevi azionare la leva che impediva che andasse in compressione e così i freni non entravano in funzione quando facevi retromarcia. Mi sembra di ricordare che si disinnestasse automaticamente quando riprendevi la marcia in avanti. Tuttavia, se stavi eseguendo una svolta a più manovre perché avevi preso la strada sbagliata, era un incubo! Era necessaria una soluzione migliore, che è arrivata pochi anni dopo con l’invenzione del freno a inerzia con retromarcia automatica. Un brevetto tedesco, DE3203113A1 del 1981, descrive il sistema ed è stato assegnato alla Olbernhau Fahrzeug, sebbene la Knott GmbH affermi di avere inventato questo sistema-freno che produce ancora oggi. Come molte delle migliori invenzioni, il freno a inerzia con retromarcia automatica è semplice ma ingegnoso. Questa che vado a descrivere è la versione di AL-KO.

Durante la retromarcia, il veicolo trainante spinge sul dispositivo di repulsione dell’albero di traino. Le ganasce del freno (1,2) vengono premute contro il tamburo tramite la tiranteria, il cavo Bowden e la frizione a espansione (3). Il tamburo del freno gira all’indietro, trascinando la ganascia (2). La leva di trasmissione (4) oscilla all’indietro permettenCom’era una volta... ...la leva di inversione do alle ganasce del freno di collassare l’una verso l’altra eliminando così l’effetto frenante. Le ruote possono quindi girare liberamente in retromarcia, nonostante l’albero di traino sia spinto completamente all’indietro.

Quando il veicolo avanza di nuovo in avanti, la ganascia 2 si sposta verso l’esterno per attrito con il tamburo e la molla di riarmo (5) riporta la leva di trasmissione nella sua posizione normale. Il potenziale problema del freno a mano che non funziona in retromarcia si risolve grazie alla ganascia 1 che spinge la ganascia 2 attraverso la leva di trasmissione in modo che prema contro il meccanismo di arresto (6) e fornisca così un’azione frenante.

I freni con retromarcia automatica sono ora di serie praticamente su

Assali a bracci oscillanti

assali a bracci oscillanti nascono da un’idea ingegnosa dei progettisti di assali e sono venuti alla ribalta negli anni ‘70, sebbene siano stati introdotti un po’ prima dalla BMW (una delle prime auto a utilizzare questa tecnologia è stata la BMW 2002, apparsa per la prima volta nel 1968). Su un asse a braccio longitudinale standard, il braccio che tiene i mozzi ruota lungo un asse perpendicolare alla direzione di marcia. Le ruote sono libere di muoversi su e giù con la sospensione ma rimangono sempre perpendicolari all’asse. Nella maggior parte dei casi il sistema funziona bene ma, se un veicolo è in fase di rollio, le gomme si inclinano insieme al veicolo

Rollio normale tutte le caravan europee. In altre parti del mondo, come gli Stati Uniti e l’Australia, i freni del rimorchio sono spesso azionati elettricamente, eliminando la necessità di un meccanismo di retromarcia automatica.

Assale standard

Glistesso perdendo aderenza. Con un assale a bracci oscillanti, il braccio che tiene il mozzo ruota ha una posizione ad angolo rispetto alla direzione di marcia. Quindi, se il veicolo è in rollio, le ruote salgono e scendono nell’arco di 90 gradi rispetto alla direzione di marcia. Ciò consente loro di rimanere in pieno contatto con la superficie stradale. Quando è applicato a un veicolo alto, come una caravan, l’altro vantaggio di un assale a bracci oscillanti è che il centro di rollio diventa più alto e più vicino al baricentro (C di G). C’è quindi meno “leva” per il rollio che la caravan potrebbe avere, ad esempio con vento laterale. Il risultato è una marcia più stabile e confortevole. La versione di AL-KO dell’assale a bracci oscillanti, il Delta, apparve già nel 1975. Dagli archivi AL-KO: “Come risultato del lavoro di sviluppo con il Prof. Kirchgäßner, il primo assale AL-KO Delta con il centro di rollio spostato verso l’alto è stato presentato al Caravan Salon del 1975”. Nel frattempo, la rivale BPW rispondeva con il proprio design V-Tech, che utilizzava la stessa geometria del braccio

Rollio ridotto

C of G C of G

Assale dritto

Assale a bracci oscillanti

Centro del rollio

Senso di marcia

Assale a bracci oscillanti

Assale standard in fase di rollio

Ruote inclinate, perdita di contatto

Assale a bracci oscillanti in fase di rollio

Ruote dritte, mantengono il contatto oscillante. Ora la maggior parte delle caravan di peso superiore a 750 kg prodotte in Europa continentale sono dotate di serie di assali a bracci oscillanti. Invece, questa soluzione deve ancora prendere piede tra i produttori del Regno Unito, anche se l’Explorer Group (ora Erwin Hymer Group UK) ha utilizzato per molti anni l’assale a bracci oscillanti BPW V-Tech sui propri veicoli ricreazionali.

Centro del rollio

Stabilizzatori del giunto a sfera

Gli stabilizzatori del giunto a sfera hanno influito così tanto sul traino dei rimorchi che oggi è difficile ricordarsi di com’era prima. Tuttavia, vale la pena dare uno sguardo al passato in modo da poter vedere questi dispositivi nella loro giusta prospettiva. La maggior parte delle persone che hanno trainato una caravan dovrebbe aver provato quella sensazione di disagio nei momenti di instabilità del rimorchio, quando “la coda cerca di scodinzolare il cane”. L’instabilità può essere dovuta a diverse variabili come il carico, la velocità, il peso, i venti laterali e così via. Anche se è vero che un rimorchio ben agganciato, caricato in modo ragionevole e guidato con attenzione, raramente dovrebbe dare problemi; ma un’improvvisa manovra per evitare un ostacolo oppure lo scoppio di uno pneumatico può provocare instabilità. Per questi motivi i dispositivi di stabilizzazione aftermarket sono diventati molto popolari anni fa, ma la maggior parte di essi era accomunata da peso e scomodità. Tra il 1968 e il 1985 AL-KO ha prodotto il dispositivo Exact Drive, noto anche come Bügel Stoßdämpfer (Bugle Shock-absorber). Impiega- va un giogo e un paio di ammortizzatori riempiti d’olio per smorzare i movimenti di imbardata di un rimorchio. Sebbene indubbiamente efficace, era un dispositivo ingom brante e pesante, e questo ne li mitò il successo. Nel 1985 il dispositivo fu sosti tuito dall’APS 4 di AL-KO, che funzio nava in modo simile ad altri stabilizzatori a lama ormai comuni in quel periodo. Qui sotto a destra mostriamo un tipico stabilizzatore a lama dell’azienda britannica Bulldog Security Products. Funziona utilizzando dischi di frizione per controllare il movimento di una lama fissata al telaio tramite uno speciale pattino scorrevole. Ho avuto uno stabilizzatore a lama per molti anni e ha funzionato abbastanza bene, ma era un po’ ingombrante e pesante da trainare: 10 kg. Lo stabilizzatore a lama non era l’unico dispositivo di smorzamento dell’imbardata disponibile all’epoca, sebbene fosse forse il più popolare per la sua combinazione di peso, semplicità e costo. Alla fine degli anni ‘80 ALKO e Winterhoff hanno innescato un cambio di paradigma nella tecnologia degli stabilizzatori progettando lo stabilizzatore ad attrito con la lato del giunto stringeva la sfera di traino e smorzava qualsiasi tendenza del rimorchio a imbardare (oscillare da un lato all’altro) o rollare, sebbene lo smorzamento del beccheggio fosse minimo. Allo stesso tempo Winterhoff stava lavorando al proprio stabilizzatore, il WS 2000/3000. Anche questo utilizza solo due cuscinetti di attrito ma, essendo posizionati davanti e dietro nel giunto a sfera, smorzano anche il beccheggio oltre al rollio e all’imbardata. Una bella caratteristica dello stabilizzatore Winterhoff è che non è possibile dispiegare la maniglia operativa fino a quando la sfera di traino non è al sicuro all’interno del giunto. In questo modo si riducono notevolmente le possibilità di malfunzionamento. La disposizione dei cardini arretrati offre anche più spazio per chi ha ruote di scorta montate sul portellone. Nel frizione integrata nel giunto a sfera. L’idea era di agganciare la sfera molto saldamente e smorzare così le oscillazioni. È stata un’ottima idea, non solo per risparmiare peso, ma anche per la comodità che offriva. In ciascuno dei due modelli (AL-KO e Winterhoff) l’attacco del giunto a sfera contiene cuscinetti di attrito che aderiscono molto saldamente alla sfera di traino quando viene azionata la leva di comando. Inutile dire che il gancio di traino deve essere perfettamente asciutto affinché funzioni: un cambio di rotta rispetto alla situazione precedente in cui il gancio di traino veniva solitamente ingrassato. Il primissimo stabilizzatore di questo tipo, l’AKS 2000 di AL-KO, è stato prodotto già nel

2002 la domanda degli utenti finali era ormai tale che gli OEM avevano iniziato a montare gli stabilizzatori del giunto a sfera come equipaggiamento originale; e nel 2003 AL-KO ha lanciato lo stabilizzatore AKS 2004, che aveva ben quattro cuscinetti di attrito. Questi permettevano di smorzare i movimenti di beccheggio, il rollio e l’imbardata. Secondo AL-KO, all’epoca “sull’AKS 2004 Comfort, quattro guarnizioni di attrito racchiudono la sfera di traino a destra, a sinistra, dietro e davanti con una forza di circa 1,5 tonnellate. Non c’è alcun contatto metallico. Le guarnizioni di attrito possono essere facilmente sostituite se sono troppo usurate”. Nel 2008 AL-KO affermava che il suo AKS 3004 “aumenta la soglia di velocità critica di guida di circa il 20% (vincitore del test ADAC)”. Nel 2014 BPW ha lanciato il proprio stabilizzatore, l’iSC (tipo ZKAS), basato principalmente sul dispositivo della Winterhoff. Purtroppo, entrambi questi dispositivi sono andati recentemente fuori catalogo (il gruppo Winterhoff è stato acquisito dalla DexKo nel 2016 e fuso con la business unit AL-KO). Chi è alla ricerca di un dispositivo simile al Winterhoff può optare per il KS30 dello specialista Knott, noto per la tecnologia dei freni e dei rimorchi. Lanciato intorno al 2020, anch’esso vanta un’attivazione a leva singola e una disposizione dei cardini arretrata. Le principali virtù degli stabilizzatori del giunto a sfera sono la semplicità di funzionamento con l’aggancio istantaneo e l’assenza di componenti aggiuntivi, spesso pesanti. Anche un gancio di traino “asciutto” è un vantaggio, perché non c’è grasso che possa sporcare i vestiti. Correttamente regolati, i pattini di attrito hanno una lunga durata; nel caso dei modelli AL-KO viene dichiarata una vita di 50.000 km. Tale è stato l’impatto dello stabilizzatore del giunto a sfera che oggi praticamente tutte le nuove caravan europee ne sono dotate come primo equipaggiamento.

1989, mentre il più piccolo AKS 1300 è apparso nel 1995. I numeri indicano l’MTPLM (peso massimo consentito) dei rimorchi per cui erano studiati. Un cuscinetto di attrito su ciascun

Dispositivi di stabilizzazione attiva

Idispositivi di stabilizzazione attiva utilizzano sensori per rilevare quando il rimorchio sta diventando instabile e quindi azionare i freni del rimorchio stesso per riportarlo in asse. In questo modo ogni tendenza all’oscillazione viene subito attenuata. Gli stabilizzatori attivi non hanno lo scopo di consentire un traino a velocità più elevata, ma di dare un ulteriore margine di sicurezza in caso, per esempio, di manovra improvvisa per evitare un ostacolo. L’alimentazione di questi dispositivi proviene normalmente dal veicolo trainante. I dispositivi di stabilizzazione attiva non devono essere confusi con i sistemi aggiuntivi che azionano i freni del rimorchio ogni volta che vengono azionati i freni del veicolo trainante, come quello introdotto dalla società olandese IVRA negli anni ‘90. I primi azionano i freni solo quando viene rilevata instabilità e non hanno alcun effetto nelle altre situazioni. Il primo dispositivo di questo tipo è rivendicato dall’inventore tedesco Wolfgang Lubs, già nel 1986. Il brevetto europeo DE3600708A1 di quell’anno descrive un dispositivo antirollio “... che, collegato a un rimorchio, ha lo scopo di impedire un pericoloso susseguirsi di oscillazioni (rollio) oltre una certa entità, in cui il rimorchio viene frenato automaticamente e indipendentemente dalla motrice”. Una scatola fissata al telaio “A” del rimorchio contiene una molla e un motore di tensionamento. Quando viene rilevata l’oscillazione, la molla viene rilasciata e aziona delicatamente i freni. Un cicalino avvisa il conducente dell’azionamento. Una volta ripristinata la stabilità, il motore ritensiona la molla che è pronta per un successivo utilizzo. L’invenzione è apparsa come stabilizzatore universale LEAS intorno al 1995. Fino a quel momento gli unici dispositivi di stabilizzazione per rimorchi erano quelli basati sull’attrito: funzionavano come ammortizzatori a frizione continua su ogni movimento. Nessuno di questi interveniva sui freni del rimorchio. Lo stabilizzatore LEAS è stato il primo a farlo, ma solo in caso di rilevazione di un movimento laterale. Seguirono ulteriori brevetti man mano che il dispositivo veniva migliorato. Ad oggi è ancora sul mercato. Nel frattempo, AL-KO e BPW hanno iniziato a produrre i propri stabilizzatori attivi, apparsi come AL-KO ATC e BPW iDC intorno al 2008. Sebbene simili in linea di principio al sistema LEAS, questi nuovi dispositivi di sicurezza funzionano in modo leggermente diverso. Non appena viene rilevata una situazione di instabilità, i dispositivi ATC e iDC utilizzano un motore elettrico per azionare delicatamente i freni del rimorchio prima che le oscillazioni diventino un problema. Non vi è quindi alcun rilascio improvviso di energia da una molla in tensione. Inoltre, a differenza del dispositivo LEAS che utilizza un sensore nella parte posteriore del rimorchio, AL-KO e BPW hanno i loro sensori montati sull’asse. Logico, in quanto queste aziende producono anche assali e telai, quindi è possibile conoscere in anticipo le esatte performance dei sistemi. Nel 2013 Knott ha introdotto il sistema ETS (Elektronische Trailer Stabilisierung) per il controllo della stabilità. La sua unicità risiedeva nell’utilizzo di un blocco valvole idraulico con cilindro di azionamento per attivare i freni del rimorchio con tempi nell’ordine dei “millisecondi”. Nel frattempo un display LED a due colori mostrava lo stato del dispositivo. Per la stagione 2017 l’ETS202, come è noto, è stato sostituito con l’ETS Plus: quest’ultimo agisce sul meccanismo dell’asta del freno in modo simile all’ATC di AL-KO. Infatti può essere montato anche su un telaio AL-KO. L’ETS Plus è stato il primo stabilizzatore elettronico dotato di display remoto e app per smartphone. A seguito dell’acquisizione di BPW Fahrzeugtechnik da parte della società madre di AL-KO, DexKo Global, nel 2017 il dispositivo iDC non viene più prodotto. Nel 2019 AL-KO ha aggiornato il suo dispositivo ATC per renderlo “ancora più veloce e più sensibile”. Il nuovo dispositivo è proposto come il più leggero sul mercato, con un peso di soli 4,5 kg. Il dispositivo ATC-2 si distingue dal precedente per il montaggio orizzontale, anziché verticale. Può anche comunicare con il sistema 2LINK di AL-KO per visualizzare il proprio stato tramite un’app per smartphone. AL-KO afferma: “Il sistema è adattato al peso del rimorchio, riconosce i movimenti critici di oscillazione più velocemente e nel loro punto di origine, ed è quindi più pronto nell’intervento. Il sistema di stabilizzazione dell’auto, con riconoscimento del rimorchio nel veicolo trainante, in genere non è più necessario”. Mentre dobbiamo ringraziare Wolfgang Lubs per l’invenzione originale, ad AL-KO, BPW e Knott dobbiamo riconoscere di avere ingegnerizzato questi stabilizzatori portandoli a un livello elevato di prestazioni complessive. I dispositivi di stabilizzazione attiva sono diventati talmente popolari tra gli utenti finali da essere un equipaggiamento di serie o un optional presente praticamente su tutte le nuove caravan in Europa.