ITTO20000504A1 - Telaio per autoveicolo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale ad un telaio per autoveicoli. In particolare l'invenzione si riferisce ad un telaio per autoveicoli avente una struttura realizzata con tubi o elementi tubolari la cui forma gli conferisce caratteristiche di rigidità differenziata. Virtualmente ógni veicolo terrestre di uso comune, sia automobili che autocarri, include un telaio che serve da piattaforma sulla quale il resto del veicolo viene fissato. Sono note alla tecnica numerose strutture di telaio. Tra di esse, molte sono ricavate con lamiere stampate e saldate (monoscocca), alcune sono formate da una certo numero di componenti metallici sostanzialmente tubolari, collegati tra di loro m permanenza, generalmente tramite saldatura. Ad esempio una tipica forma di telaio è quella che copre il perimetro completo dell'autoveicolo con una struttura tubolare. Questo telaio è normalmente composto da un paio di travi laterali che si estendono longitudinalmente, e che sono collegate alle estremità da elementi trasversali anteriori e posteriori, e nella parte centrale da uno o più elementi trasversali centrali.

Gli elementi trasversali, non solo collegano le travi laterali, ma provvedono anche a fornire la rigidità trasversale e torsionale desiderata all'insieme del telaio. Il telaio perimetrale funziona come una vera e propria piattaforma su cui si appoggia tutto il corpo del veicolo.

Ciascuna trave laterale del telaio del veicolo, può essere formata sia da un singolo elemento strutturale, sia da una pluralità di elementi strutturali collegati in modo permanente tramite saldatura o giunto ad incastro. Tali travi possono avere sezione aperta ovvero a C o preferibilmente chiusa, per fornire una maggiore robustezza ed una migliore resistenza alla torsione.

Uno dei procedimenti più usati per la realizzazione di elementi metallici sagomati a sezione chiusa è l'idroformatura, che utilizza un fluido pressurizzato per deformare un elemento tubolare nella forma desiderata.

Il telaio perimetrale rispetto ad una monoscocca, ha il grosso vantaggio di permettere, con relativa facilità, la variazione del passo e della carreggiata per produrre autoveicoli di classe e segmento di mercato differenti. Ciò viene ottenuto variando la lunghezza degli elementi trasversali e/o delle travi laterali.

I telai perimetrali di tipo noto si sviluppano normalmente su due piani; un piano centrale ribassato su cui sì posiziona l'abitacolo ed un piano anteriore e posteriore più elevato, su cui vengono ricavati rispettivamente l'alloggiamento del motore ed il vano bagagli, e sotto il quale sono posizionati gli assali delle ruote oppure i bracci delle sospensioni nel caso in cui le ruote abbiano sospensioni indipendenti. Inoltre, nella parte anteriore il telaio è forzatamente più stretto per concedere lo spazio per la sterzatura delle ruote. Pertanto il tratto di raccordo tra la parte anteriore del telaio e quella centrale più bassa e più stretta, costituisce un punto debole del telaio nel suo complesso. In caso di urto frontale del veicolo contro un ostacolo avviene che tutta la parte anteriore e parzialmente la parte centrale subisce una deformazione. La conseguenza più evidente e pericolosa è costituita dal fatto che tutta la massa del motore arretra in modo compatto, e può produrre dei seri danni agli arti inferiori degli occupanti dei posti anteriori del veicolo. Secondo la tecnica attuale, il modo migliore per ovviare a questa pericolosa conseguenza di un urto frontale, consiste nel fare in modo che l'energia generata dall'impatto venga assorbita solamente dalla parte anteriore, finalizzata a questo scopo, per impedire che la parte centrale dell'abitacolo subisca delle deformazioni importanti e contenere le decelerazioni cui sono soggetti gli occupanti del veicolo entro valori fisiologicamente sopportabili.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un telaio tubolare per autoveicoli che superi l'inconveniente suddetto. Un ulteriore scopo dell'invenzione consiste nel fatto di realizzare un telaio che, pur presentando la rigidità necessaria, consenta di variare, con poche operazioni semplici, la carreggiata ed il passo del veicolo che si deve produrre.

Detto scopo viene raggiunto da un telaio per autoveicolo che presenta le caratteristiche della prima rivendicazione.

Detto ulteriore scopo viene raggiunto da un telaio per autoveicolo che presenta le caratteristiche della seconda rivendicazione.

Altre caratteristiche e vantaggi saranno evidenti dalla descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, forniti a titolo di esempio non limitativi e di cui:

la Fig. 1 è una vista prospettica del telaio dell'invenzione;

la Fig. 2 è una vista laterale del telaio di figura 1;

la Fig. 3 è una vista prospettica del telaio di figura 1 con il gruppo motopropulsore e le ruote con le sospensioni montati;

la Fig. 4 è un esploso delle parti componenti il telaio di figura 1, e

la Fig. 5 illustra una realizzazione alternativa di collegamento tra la parte centrale del telaio e quella anteriore.

Seguendo ora le figure, con i riferimenti 1 e 2 sono indicati due longheroni, sinistro e destro, preferibilmente in tubo metallico a sezione rettangolare, che contornano il perimetro del veicolo nella parte centrale ed in quella posteriore, ad esclusione dei passaruota. La parte posteriore 3, più stretta per fare posto alle ruote, si trova su di un piano più elevato rispetto alla parte centrale 4, ed i due piani sono raccordati da una curvatura dei longheroni nei punti 5 e 6. I longheroni sono uniti da una traversa posteriore 7 alle estremità posteriori, e .da una traversa centrale-posteriore 8 all'inizio della parte centrale ribassata, in prossimità dei punti di curvatura 5 e 6. Tale traversa centrale 8 presenta, nella sua parte mediana, una gobba 9 rivolta verso l'alto e di grandezza tale da raggiungere sostanzialmente il livello del piano della parte posteriore 3 del telaio. I longheroni 1 e 2 si raccordano alle loro estremità anteriori con un primo telaio perimetrale anteriore superiore 10, sostanzialmente a forma di U e con sezione trasversale di forme diverse, ad esempio esagonale o rettangolare, a seconda delle necessità del progettista, con lo scopo di ottimizzare l'assorbimento dei carichi derivanti dagli urti. Detto telaio ha una parte di base e due gambe separate, rivolto verso la parte anteriore del veicolo e che giace sullo stesso piano della traversa posteriore 7, e quindi della parte posteriore 3 del telaio. Il telaio perimetrale anteriore 10 è preferibilmente composto da due parti unite per saldatura oppure tramite incastro in corrispondenza della base, ed è chiuso anteriormente da una traversa saldata oppure avvitata 11. L'unione tra longheroni e telaio perimetrale anteriore 10, viene realizzata tramite due parti scatolate 13 e 14, che sono sagomate in modo da costituire il raccordo tra i due piani, anteriore e centrale, e tra il telaio perimetrale 10 più stretto e la parte centrale 4 del telaio più larga.

Un secondo telaio perimetrale 16, sostanzialmente più stretto del primo, è posizionato al di sotto del telaio perimetrale 10, ed è collegato ad esso, ad esempio mediante staffe metalliche oppure tasselli elastici. Il secondo telaio perimetrale ha anch'esso forma sostanzialmente ad U, con una parte di base e due gambe separate, ma con la parte aperta rivolta verso la parte posteriore del veicolo. Il secondo telaio perimetrale 16 è chiuso posteriormente (rispetto al veicolo) da una traversa 17. In uso, esso è atto a fare da supporto per il propulsore del veicolo e per parte dei suoi organi di trasmissione del moto, e parte della sospensione anteriore. Due longherine 18 e 19 collegano, nella parte centrale del veicolo, il telaio perimetrale 10 al centro della U con la gobba 9 della traversa 8, in modo da formare un collegamento diretto tra il telaio perimetrale anteriore 10 e la parte centrale-posteriore del telaio del veicolo, all'altezza del piano posteriore 3. Una traversa arcuata 20 collega i due longheroni 1 e 2 nei punti di curvatura 5 e 6, con la gobba 9, in modo da scaricare su detti longheroni le eventuali spinte, conseguenza di un urto frontale, trasmesse tramite le longherine 18 e 19. Una seconda traversa arcuata 22 collega i longheroni 1 e 2 con il secondo telaio perimetrale 16, all'altezza dei punti di attacco degli elementi scatolati 13 e 14. Tale seconda traversa arcuata 22 è collegata con la traversa 8 da due longherine 24 e 25 disposte ai lati delle longherine 18 e 19 che collegano la gobba 9 al telaio perimetrale 10. La figura 5 illustra una soluzione alternativa di collegamento tra la porzione centrale del telaio e quella anteriore. Tale collegamento viene garantito tramite due gusci scatolati 26 e 27 sagomati in maniera tale da assumere una forma ad Y idonea a consentire la saldatura degli elementi da connettere. I rami posteriori della Y sono saldati ai longheroni (lo scatolato sinistro al longherone 1 e lo scatolato destro al longherone 2). Il ramo anteriore della Y viene saldato al telaio perimetrale 10. In questa soluzione il telaio perimetrale 16 viene imbullonato o connesso elasticamente ai gusci 26 e 27 in corrispondenza dei punti di attacco con le longherine 24 e 25. In questa configurazione viene eliminata la traversa arcuata 22.

Il telaio qui descritto, consente una facile variazione della carreggiata in fase di produzione. Infatti è sufficiente accorciare tutte le traverse 7, 8, 11, 20, 22, della grandezza desiderata, e restringere il primo telaio perimetrale ad U, ad esempio eliminando una parte del tratto di base, nel punto di incastro. L'ultima modifica necessaria consiste nel realizzare delle parti scatolate 13 e 14, di profilo e lunghezza diversi e tali da permettere il collegamento dei longheroni 1 e 2 al telaio perimetrale nel punto desiderato. Qualora si adotti la soluzione di figura 5 occorre modificare gli scatolati 26 e 27.

La variazione del passo del veicolo potrà invece essere ottenuta modificando la lunghezza delle longherine 18, 19, 24, 25, e realizzando gli scatolati 13 e 14, oppure 26 e 27, di profilo e lunghezza adeguati, e, naturalmente, modificando la lunghezza dei longheroni 1 e 2 . Modificando opportunamente la forma degli scatolati 13 e 14, oppure 26 e 27, è inoltre possibile variare l'altezza relativa tra il piano centrale del telaio e quello anteriore. I vari componenti il telaio, potranno, a seconda delle necessità o convenienze, essere realizzati con materiali metallici diversi dall'acciaio, come ad esempio l'alluminio, il magnesio od altri. Se necessari si potranno impiegare anche materiali compositi come le fibre di carbonio.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Telaio per autoveicolo del tipo costituito da elementi tubolari preferibilmente metallici connessi tra di loro e comprendenti almeno due longheroni (1,2) laterali all'autoveicolo, curvati in modo da definire almeno un piano posteriore (3) ed un piano centrale (4), il piano posteriore essendo più elevato di quello centrale, e delle traverse posteriori e centrali (7,8,20), variamente sagomate, colleganti i longheroni in vari punti della loro estensione, caratterizzato dal fatto che detti longheroni (1.2) sono collegati ad un primo telaio perimetrale anteriore (10) sagomato ad U, avente una parte di base e due gambe separate, rivolto verso la parte anteriore del veicolo, e disposto su di un piano sostanzialmente complanare al piano posteriore (3) formato da detti longheroni (1.2); detto collegamento tra primo telaio (10) e longheroni (1,2) essendo ottenuto a mezzo di elementi scatolati di sagoma appropriata.
2. 2. Telaio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che, il primo telaio perimetrale (10) è costituito da due parti formanti le gambe, unite rigidamente in corrispondenza della base.
3. 3. Telaio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la base del primo telaio perimetrale (10) è rigidamente connessa, tramite almeno due longherine (18,19) ad una gobba (9) ricavata sulla traversa centrale-posteriore (8) di collegamento dei detti longheroni, disposta in prossimità del punto di collegamento tra il piano posteriore (3) ed il piano centrale (4) definiti dai longheroni; detta gobba (9) essendo sostanzialmente al livello del piano posteriore (3).
4. 4 . Telaio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che una traversa arcuata (20) è collegata col la parte centrale dell'arco alla detta gobba (9) sulla traversa centraleposteriore (8) e con le estremità nei punti di raccordo curvi (5,6) tra la parte centrale e la parte posteriore dei longheroni (1,2) formanti il telaio.
5. 5. Telaio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che gli elementi scatolati sono in materiale metallico oppure in materiale composito.