BR112013002307B1 - método de montagem de um conjunto de eixo de rodas dianteiro e berço para uma parte de carroceria de um veículo automotivo e ferramenta de referência para execução do método - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO DE EIXO DE RODAS DIANTEIRO E BERÇO PARA UMA PARTE DE CARROCERIA DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO E FERRAMENTA DE REFERÊNCIA PARA EXECUÇÃO DO MÉTODO A presente invenção se refere à um método para montagem de um conjunto de eixo de rodas dianteiro e berço para uma parte de carroceria de um veículo automotivo. O método de invenção é caracterizado por compreender principalmente uma etapa de posicionamento da unidade dianteira (2, 3, 5) relativamente à uma ferramenta de referência que compreende pontos de indexação reproduzindo as posições pra ancoragem das cabeças do amortecedor do eixo dianteiro (8) de acordo com uma predeterminada geometria do eixo, uma etapa de posicionamento das bacias de ancoragem da cabeça do amortecedor (22, 23) relativas à unidade frontal e aos pontos de indexação da ferramenta de referência, ema etapa de fixação das bacias à unidade frontal na posição correspondente às posições para ancoragem das cabeças do amortecedor (13), e após a ferramenta de referência e a unidade frontal terem sido removidas entre si, uma etapa de montagem do eixo de rodas frontal (8)/berço (7) à unidade frontal de modo que as cabeças do amortecedor possam ser ancoradas em suas respectivas bacias (22, 23). A invenção poderá ser aplicada no campo (...).

Description

[0001] A presente invenção se refere a um método de montagem de um conjunto do eixo de rodas dianteiro e do berço de uma parte de carroceria de um veículo, tal como um veículo automotivo.

[0002] Ela se refere mais particularmente à geometria dos eixos rolantes principalmente dianteiros dos veículos e que é definida pelos ângulos característicos compreendendo notadamente à cambagem e à curvatura.

[0003] A cambagem é o ângulo formado pelo eixo de inclinação de cada pivô de roda e a vertical se considerando o veículo visto de lado e a curvatura é o ângulo formado pela fusão da roda e a horizontal.

[0004] Esses ângulos característicos dependem da geometria dos membros do eixo de roda rolante tais como os braços de suspensão e os amortecedores e das ancoragens desses membros com relação à carroceria do veículo.

[0005] Se a carroceria compreender dispersões dimensionais muito importantes, essas ancoragens não serão dispostas corretamente e o eixo de rodas rolante montado na carroceria apresentará uma geometria deformada com relação à uma geometria de referência desejada.

[0006] Por exemplo, uma dispersão da simetria do ângulo da cambagem das rodas direita e esquerda desencadeiam problemas de tendência do rumo dos veículos tendendo a puxar para direita ou esquerda em função do declive da via. Essa deslocação se manifesta por um desequilíbrio do volante de direção do veículo exigindo do condutor exercer um esforço ao volante para manter a trajetória do veículo.

[0007] Diversas soluções foram propostas para reduzir o problema de regulagem da geometria de um eixo de rodas rolantes de um veículo, mas eles são muito complexos de relativamente onerosos.

[0008] A presente invenção tem por objetivo de amenizar os inconvenientes acima se propondo uma solução permitindo garantir uma geometria desejada de um eixo rolante dianteiro de um veículo.

[0009] Nesse sentido, de acordo com a invenção, o método de montagem do eixo dianteiro e do berço de uma parte da carroceria de um veículo constituído por uma unidade dianteira compreendendo duas longarinas paralelas e uma plataforma fixada nas longarinas, e caracterizado por compreender: - uma etapa de montagem do conjunto do eixo dianteiro e do berço; - uma etapa de montagem da unidade dianteira para as longarinas e a plataforma; - uma etapa de posicionamento da unidade dianteira relativamente à uma ferramenta de referência que compreende pontos de indexação reproduzindo as posições de ancoragem das cabeças dos amortecedores do eixo dianteiro de acordo com uma geometria determinada do eixo dianteiro; - uma etapa de posicionamento de bacias de ancoragem das cabeças dos amortecedores relativamente à unidade dianteira; - uma etapa de posicionamento das bacias de ancoragem das cabeças dos amortecedores relativamente à unidade dianteira e aos pontos de indexação da ferramenta de referência; - uma etapa de fixação das bacias à unidade dianteira à posição correspondente às posições de ancoragem das cabeças dos amortecedores do eixo dianteiro; - uma etapa de retirada mútua da ferramenta de referência e da unidade dianteira; e - uma etapa de montagem do conjunto do eixo dianteiro e do berço para a unidade dianteira de modo que as cabeças dos amortecedores possam ser ancorados em suas respectivas bacias.

[0010] De preferência a ferramenta de referência é fixa.

[0011] O método consiste em posicionar longitudinalmente e verticalmente cada bacia de ancoragem relativamente à unidade dianteira por apoio de uma parede sensivelmente plana da bacia ao longo de uma parede lateral da longarina correspondente e para fixar cada bacia de ancoragem à parede lateral da longarina.

[0012] De preferência, cada bacia de ancoragem é fixada à longarina correspondente por soldagem.

[0013] Na etapa de posicionamento das bacias de ancoragem, sendo centradas nos pontos de indexação da ferramenta de referência de um encaixe tronco-cônico de forma conjugada respectivamente as bacias e os pontos de indexação.

[0014] Vantajosamente, o encaixe tronco-cônico de cada bacia é formado em uma placa amovivelmente fixada em uma parede superior da bacia.

[0015] Cada placa poderá ser posicionada relativamente à bacia seguindo uma direção transversal à longarina correspondente antes de ser fixada à bacia.

[0016] A invenção será melhor compreendida, bem como outros objetivos, e características após detalhada descrição da mesma, com relação aos desenhos em anexo, apresentados em caráter exemplificativo e não limitativo, nos quais: - A Figura 1 representa em perspectiva de um esticador do veículo automotivo ao qual se aplica a invenção e munido de meios de ancoragem das cabeças dos amortecedores de suspensão; - As Figuras 2 à 4 representam em perspectivas diversas etapas de montagem, de acordo com o estado da técnica, do esticador, os meios de ancoragem das cabeças dos amortecedores de suspensão, e uma plataforma para constituir um conjunto ao qual será montado um outro conjunto para o berço e o eixo dianteiro do veículo; - As Figuras 5 e 6 representam em perspectiva e de acordo com a invenção as etapas de montagem do conjunto para o esticador, a plataforma e os meios de ancoragem das cabeças do amortecedor de suspensão ao qual será montado o conjunto para o berço e o eixo dianteiro do veículo no sentido de respeitar a geometria determinada desse eixo; - A Figura 7 é uma vista parcial em corte da ancoragem de uma cabeça do amortecedor de suspensão para uma bacia de uma longarina do esticador; - A Figura 8 é uma vista em perspectiva da bacia de ancoragem de uma cabeça do amortecedor de suspensão; - A Figura 9 é uma vista em perspectiva superior da ferramenta inferior da ferramenta de referência; - A Figura 9a é uma vista ampliada da Figura 9; - A Figura 9b é uma figura ampliada da Figura 9; - A Figura 10 é uma vista em perspectiva da face superior da ferramenta superior da ferramenta de referência; - A Figura 10a representa uma vista ampliada da Figura 10; e - A Figura 10b é uma vista de acordo com a Figura 10a provida da peça usada.

[0017] As Figuras 1 a 8 representam uma parte de uma estrutura de um veículo automotivo compreendendo um esticador 1 compreendendo duas longarinas 2, 3, dispostas nas laterais direita e esquerda desse veículo.

[0018] As longarinas 2, 3 compreendem cada uma no lado correspondente do veículo, uma viga mediana esquerda 2a ou direita 3a e uma viga anterior esquerda 2b ou direita 3b se estendendo para a frente do veículo e superelevada com relação à vida mediana 2a, 3a estendo ligada à esta última por uma outra viga inclinada esquerda 2c e direita 3c.

[0019] Uma travessa 4 liga as extremidades posteriores respectivas das vigas anteriores esquerda 2b e direita 3b.

[0020] As longarinas 2, 3 do esticador se estendem respectivamente de uma plataforma 5 na qual elas são fixadas principalmente por soldagem.

[0021] O conjunto constituído pelas longarinas 2, 3 do esticador 1, 1a a travessa 4 a plataforma 5 constituem uma unidade dianteira da carroceria do veículo.

[0022] A estrutura do veículo compreende igualmente um berço 7 destinado a ser fixado às duas longarinas 2, 3 transversalmente à essas sob a plataforma 5 da unidade dianteira e um eixo dianteiro 8 do veículo montado ao berço 7.

[0023] Esse eixo dianteiro compreende essencialmente dois triângulos de suspensão de roda 9, 10 montados respectivamente nas laterais esquerda e direita do berço 7, duas bielas de direção das rodas 11, 12 situadas à esquerda e direita dos triângulos de suspensão 9, 10 e dois amortecedores de suspensão 13, 14 situados à esquerda e direita do berço 7.

[0024] Se bem que não representado nas figuras, a estrutura do veículo compreende um assoalho do compartimento de passageiros se estendendo ao longo do eixo longitudinal do veículo de frente para trás do veículo sob as duas longarinas 2, 3 às quais são fixada por intermédio de duas placas 15, 15 fixadas nas duas longarinas 2, 3 ao nível de suas vigas inclinadas 2c, 4c se tornando saliente ao exterior dessas longarinas. O assoalho do compartimento de passageiros é fortalecido na sua zona mediana por um túnel longitudinal central, não representado, disposto entre as duas longarinas 2, 3 do esticador 1.

[0025] O berço 7 compreende pinos de indexação 17 do berço relativamente às longarinas 2, 3 do esticador para posicionar perfeitamente o berço 7 relativamente ao esticador 1 dianteiro de fixação desse berço às longarinas 2, 3 do esticador 1.

[0026] Como aquela mola das Figuras 1 e 4 dois pinos verticais de indexação 17 situados na traseira do berço 7 seguindo uma mesma direção transversal se engajando respectivamente nos dois furos 18 formados nas duas placas 19 fixando as longarinas 2, 3 entre si e em relação uma à outra.

[0027] As duas vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1 são providas de dois meios 20, 21 situados à esquerda e à direita dessas vigas ao exterior dos mesmos para ancorar e suportar as cabeças 13a, 14a dos amortecedores de suspensão 13, 14 do eixo dianteiro 8.

[0028] Cada meio de ancoragem 20 compreende uma bacia invertida 22, 23 cuja parede superior 24, 25 se estende perpendicularmente à viga anterior correspondente 2b, 3b e um conjunto de paredes 26, 27 ligadas entre si e às bacias 22, 23 para definir uma passagem de roda. Cada conjunto 26, 17 de paredes compreende principalmente uma parede sensivelmente plana 28, 29 permitindo fixar cada meio de ancoragem 20, 21 à uma face plana externa das vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1.

[0029] As cabeças 13a, 14a dos amortecedores de suspensão 13, 14 são ancoradas nas bacias 22, 23.

[0030] A geometria do eixo de rodas dianteiro na carroceria do veículo é definida pelos ângulos característicos de modo que a cambagem ou a curvatura determinada pelo construtor em função dos critérios precisos permitindo satisfazer às exigências de tendência da via, de estabilidade e de precisão da direção do veículo.

[0031] A simetria da cambagem ou da curvatura do veículo é definida pela posição dos meios de ancoragem e de suporte 20, 21 das cabeças dos amortecedores de suspensão 13a, 14a com relação às vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1.

[0032] É, portanto, importante que a posição dos meios de ancoragem seja perfeitamente definida durante a montagem do conjunto para o berço 7 e o eixo dianteiro 8 à unidade dianteira ao esticador 1 e à plataforma 5 afim de evitar toda dispersão dimensional prejudicial à simetria da cambagem ou da curvatura na carroceria do veículo.

[0033] Até agora, como representado nas Figuras de 2 a 4, a montagem dos meios de ancoragem 20, 21 se efetua fixando em primeiro lugar às vigas anteriores direita e esquerda 2b e 3b do esticador 1 após esse conjunto ser fixado à plataforma 5. Esse método de montagem tem por inconveniente ocasionar uma dispersão dimensional durante a fixação dos meios de ancoragem 20, 21 às vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1 e ao qual se acrescenta uma dispersão dimensional durante a montagem do esticador 1 à plataforma 5. A montagem do conjunto para o berço 7 e o eixo dianteiro 8 à unidade dianteira constituída do esticador 1 provido desses meios de ancoragem 20, 21 e da plataforma 5 se traduzem agora por uma dispersão dimensional na simetria da cambagem ou da curvatura na carroceria do veículo podendo chegar até 1.8 mm.

[0034] O método da invenção permite reduzir a dispersão dimensional da simetria principalmente da cambagem na carroceria do veículo.

[0035] Como representado nas Figuras 5 e 6, o método da invenção consiste inicialmente de montar e fixar as longarinas 2, 3 do esticador 1 à plataforma 2 para constituir a unidade dianteira. Após essa unidade dianteira ser posicionada na cadeia de montagem relativamente à uma ferramenta de referência ou gabarito fixo na cadeia de montagem e que é representado nas Figuras 9 à 10b.

[0036] Essa ferramenta de referência é constituída de duas ferramentas, uma ferramenta inferior 40 e uma ferramenta superior 41 que vem ser a referência na ferramenta inferior 40. A ferramenta de referência inferior 40 serve como um desenvolvimento em referência à unidade dianteira ou mesmo de base (ou seja, a unidade dianteira e traseira) e a outra referida ferramenta superior servindo de referência às peças suplementares como a placa 34.

[0037] Essa ferramenta de referência em sua parte inferior (ferramenta inferior) 40 reproduz exatamente o conjunto do berço 7 e do eixo dianteiro 8 na geometria desejada desse eixo dianteiro como por exemplo uma geometria de cambagem na carroceria do veículo. A ferramenta de referência 40 compreende ainda pontos de indexação 43, 44 reproduzindo as posições de ancoragem das cabeças 13a, 14a dos amortecedores de suspensão 13, 14 do eixo dianteiro 8 conforme a geometria desejada desse eixo. Assim, a unidade dianteira é tida como referência na ferramenta inferior 40 por um sistema de apoio/piloto 441, 441 e 431, 432 representando a interface do berço do eixo dianteiro na unidade dianteira. Outros pontos de indexação 45 permitem manter igualmente a unidade dianteira ao nível dos esticadores 2, igualmente com o auxílio do sistema apoio/piloto.

[0038] Assim, a forma de cada ponto de indexação 43, 44 da ferramenta de referência inferior 40 é idêntica à forma de cada cabeça 13a, 14a de um amortecedor de suspensão 13, 14 visível na Figura 7 e destinada a ser ancorada na bacia correspondente 11, 23 e sendo suportado por essa última.

[0039] Cada cabeça de amortecedor 13a, 14a, compreende um corpo superior metálico 30 fixado na extremidade superior da haste do amortecedor 31 e cuja face superior compreende um encaixe tronco- cônico 32 podendo cooperar com um encaixe tronco-cônico de forma conjugada 33 formado na parede superior 24, 24 da bacia 22, 23.

[0040] Como melhor visto na Figura 8, o encaixe tronco-cônico 33 de cada bacia 22, 23 é formado, por exemplo, por embate, em uma placa 34 no orifício central 35 de passagem da extremidade livre da haste do amortecedor 31 e fixado de maneira móvel na parede 24, 15 da bacia 22, 23 por intermédio de três parafusos de fixação, não representados, atravessando respectivamente três orifícios 36, 37 dessa bacia. Os orifícios 36 da placa 34 são circulares enquanto os orifícios 37 da parede 24, 15 da bacia correspondente são constituídos por orifícios oblongos paralelos ocupando uma direção perpendicular à viga anterior correspondente 2b, 3b do esticador 1 quando os meios de ancoragem 20, 21 são fixados à viga anterior correspondente.

[0041] Como variante, o encaixe tronco-cônico 33 poderá ser usinado diretamente na face interna da parede superior 24,25 da bacia 22, 23, concentricamente à um orifício dessa parede permitindo a passagem da extremidade livre da haste do amortecedor 31.

[0042] Uma vez a unidade dianteira posicionada relativamente à ferramenta de referência inferior 40 fixa, as duas bacias 22, 23 são posicionadas relativamente às vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1 da unidade dianteira e aos pontos de indexação da ferramenta de referência inferior 40 reproduzindo a forma externa tronco-cônica 32 das cabeças do amortecedor 13a, 14a do eixo dianteiro de modo que as placas 28, 29 fixadas às bacias 22, 23, vem em apoio às faces externas verticais das vigas anteriores 2b, 3b e que as bacias 22, 23 protegendo os pontos de indexação da ferramenta de referência inferior 40. Assim, se encaixando as placas 28, 29 respectivamente nas duas faces externas opostas à vigas anteriores 2b, 3b, as bacias 22, 23 são posicionadas na direção longitudinal do veículo e na direção vertical e, com o auxílio da ferramenta de referência superior 41 na ferramenta da referência inferior 40, cada placa 34 é centralizada automaticamente em apoio no encaixe tronco- cônico correspondente ao ponto de indexação após o deslocamento, e se for o caso, da placa seguindo uma direção perpendicular à viga anterior correspondente 2b, 3b do esticador 1. Em seguida, cada placa 34 é fixada à bacia correspondente 22, 23 pelos três parafusos de fixação.

[0043] A etapa seguinte consiste simplesmente em fixar as bacias 22, 23 nas vigas anteriores 2b, 3b nas posições de regulagem anteriormente definidas correspondentes às posições das cabeças dos amortecedores 13a, 14a do eixo dianteiro. Essa operação de fixação dos meios de ancoragem 20, 21 às vigas anteriores 2b, 3b podendo ser efetuada por soldagem das placas 28, 19 ao longo das bordas superiores das vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1.

[0044] Após a retirada da unidade dianteira da ferramenta de referência inferior 40, a montagem do berço 7 e do eixo de rodas dianteiro 8 é feita à unidade dianteira de maneira que as cabeças dos amortecedores 13a, 14a se engajem em suas especificas bacias 22, 23 com o encaixe tronco-cônico 32 de cada corpo 30 de uma cabeça do amortecedor 13a, 14a vindo em apoio centralizado no encaixe tronco-cônico conjugado 33 da bacia.

[0045] O posicionamento dos meios de ancoragem 20, 21 relativamente às vigas anteriores 2b, 3b do esticador 1 e sua fixação à essas vigas, poderá ser efetuada por um robô.

[0046] Os meios de ancoragem e de suporte das cabeças da suspensão são assim montados na unidade dianteira no mesmo estado de posicionamento dessa unidade em um referencial comum que á a ferramenta de referência reproduzindo a geometria solicitada do eixo dianteiro.

[0047] Dessa forma, a unidade ou a base é carregada na ferramenta de referência inferior 40 manualmente, ou ainda por robô, por barra de transporte, etc., enquanto as peças suplementares (placas 34) são carregadas na ferramenta de referência superior 41 manualmente ou automática.

[0048] A ferramenta superior 41 vem se colocar em referência na ferramenta inferior 40 (manualmente ou incorporada em um robô) com o auxílio de sistemas de apoio-pilotos e aperto 50 trazidos pela ferramenta inferior 40 e as placas 34 sendo montadas na base. Essa ferramenta superior 41 compreende pilotos 411 com referência às placas 34 em XY e apoios com referência da placa 34 em Z. um aperto 413 é previsto evitando que a placa 34 não caia durante a trajetória da abordagem da ferramenta superior 41 na ferramenta inferior 40.

[0049] A ferramenta superior 41 é removida. A base ou a unidade dianteira é evacuada da ferramenta inferior 40 para a operação seguinte.

[0050] No escopo de uma simetria de cambagem, foi constatado que o método da invenção permite reduzir a dispersão dimensional dessa simetria de cambagem na carroceria de aproximadamente 40%, o que permite reduzir os fenômenos de deslocação do veículo, A invenção procura um ganho de tempo em torno de oito semanas ao ponto geométrico na fase de industrialização, o que corresponde na prática à montagem de trinta e duas carrocerias de veículos. Enfim, o medido da invenção não necessita de investimento particular nem de local suplementar na cadeia de fabricação e não implica na utilização de nova tecnologia.

Claims (7)

1.“MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO DE EIXO DE RODAS DIANTEIRO E BERÇO PARA UMA PARTE DE CARROCERIA DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO”, constituído por uma unidade dianteira compreendendo duas longarinas paralelas (2, 3) e uma plataforma (5), fixada nas longarinas (2, 3), compreendendo uma etapa de montagem do conjunto para o eixo de rodas dianteiro (8) e o berço (7), e uma etapa de montagem da unidade dianteira para as longarinas (2, 3) e a plataforma (5), caracterizado por uma etapa de posicionamento da unidade dianteira relativamente à uma ferramenta de referência compreender pontos de indexação das cabeças dos amortecedores (13a, 14a) do eixo de rodas dianteiro (8) conforme com uma geometria determinada do eixo dianteiro (8), uma etapa de posicionamento de bacias (22, 23) de ancoragem das cabeças dos amortecedores (13a, 14a) relativamente à unidade dianteira e aos pontos de indexação da ferramenta de referência, uma etapa de fixação das bacias (22, 23) à unidade dianteira para a posição correspondente às posições de ancoragem das cabeças dos amortecedores (13a, 14a) do eixo de rodas dianteiro (8), uma etapa de remoção mútua da ferramenta de referência e a unidade dianteira, e uma etapa de montagem do eixo de rodas dianteiro (8) e do berço (7) à unidade dianteira de modo que as cabeças dos amortecedores (13a, 14a) possam ser ancoradas em suas respectivas bacias (22, 23).

2.“MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor a ferramenta de referência ser fixa.

3.“MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizadopor consistir em posicionar longitudinalmente e verticalmente cada bacia de ancoragem (22, 23) respectivamente à unidade dianteira pelo apoio de uma parede sensivelmente plana (28, 29) da bacia (22, 23) ao longo de uma parede lateral da longarina correspondente (2, 3) e para fixar cada bacia de ancoragem (22, 23) à parede lateral da longarina (2, 3).

4.“MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por cada bacia de ancoragem (22, 23) ser fixada à longarina correspondente (2, 3) por soldagem.

5.“MÉTODO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por na etapa de posicionamento das bacias de ancoragem (22, 23), elas serem centralizadas nos pontos de indexação da ferramenta de referência por encaixes tronco-cônicos de formas conjugadas respectivamente à bacias e aos pontos de indexação.

6.“MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o encaixe tronco-cônico (33) de cada bacia (22, 23) ser formado em uma placa (34) móvel fixada em uma parede superior (24, 25) da bacia (22, 23).

7.“MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a placa (34) poder ser posicionada relativamente na bacia (22, 23) seguindo uma direção transversal da longarina correspondente (2, 3) antes de ser fixada à bacia (22, 23).

Images