ITRM990165A1

ITRM990165A1 - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF THE BODYWORK AND FRAME COMPLEX OF A VEHICLE.

Info

Publication number: ITRM990165A1
Application number: IT1999RM000165A
Authority: IT
Inventors: Richard A Marando
Original assignee: Volker Roland
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-17
Also published as: IT1306559B1; DE19912173A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di Brevetto d'Invenzione, avente per titolo: accompanying an application for an Invention Patent, entitled:

"Procedimento per la fabbricazione del complesso di carrozzeria e telaio di un autoveicolo" "Process for manufacturing the body and chassis assembly of a motor vehicle"

La presente invenzione si riferisce in generale ai procedimenti per la fabbricazione dei complessi di carrozzeria o corpo e telaio per veicoli. Più specificamente, la presente invenzione si riferisce ad un perfezionato procedimento per la fabbricazione del complesso di corpo o carrozzeria e telaio di un veicolo comprendente una coppia di longheroni laterali idroformati, una pluralità di traverse estendentisi fra i longheroni laterali ed una piastra di pavimento generalmente piatta che viene fissata ai longheroni laterali ed alle traverse. The present invention relates in general to the processes for manufacturing the bodywork or body and chassis assemblies for vehicles. More specifically, the present invention relates to an improved process for manufacturing the body or bodywork and chassis assembly of a vehicle comprising a pair of hydroformed side members, a plurality of cross members extending between the side members and a generally flat floor plate. which is fixed to the side rails and to the cross members.

Molti veicoli terrestri comunemente usati, come le automobili, i rimorchi abitativi e gli autocarri comprendono un complesso di carrozzeria o corpo e telaio che è supportato su una pluralità di ruote che impegnano il terreno attraverso un sistema di sospensioné resiliente. Le strutture dei noti complessi di carrozzeria e telaio possono essere suddivise in due categorie generali, precisamente separate ed integrali o unite. In un tipico complesso di carrozzeria e telaio a componenti separati, i componenti strutturali della porzione di carrozzeria e della porzione di telaio del veicolo sono separati ed indipendenti uno dall'altro. Una volta assemblati, la porzione di telaio del complesso è supportata resilientemente sulle ruote del veicolo attraverso il sistema di sospensione e serve come una piattaforma sulla quale può essere montata la porzione di corpo del complesso e gli altri componenti del veicolo. I complessi separati di carrozzeria e telaio di questo tipo generale possono essere trovati nei veicoli più vecchi, ma rimangono in uso comune attualmente per molti .veicoli moderni relativamente grandi o di uso specializzato, per esempio i grandi rimorchi per uso abitativo, i veicoli di utilità utilizzati nello sport e gli autocarri. In un tipico complesso di carrozzeria e telaio unificati, i componenti strutturali della porzione di corpo e della porzione di telaio vengono combinati in una unità integrata la quale è resilientemente supportata sulle ruote del veicolo attraverso il sistema di sospensione. I complessi unificati di carrozzeria e telaio di questo tipo generale si trovano in molti veicoli moderni relativamente piccoli, come le automobili ed i minirimorchi per uso abitativo. Many commonly used land vehicles, such as automobiles, residential trailers and trucks, comprise a bodywork or body and chassis assembly that is supported on a plurality of wheels which engage the ground through a resilient suspension system. The structures of the known body and chassis assemblies can be divided into two general categories, precisely separate and integral or united. In a typical separate component body and chassis assembly, the structural components of the vehicle body portion and chassis portion are separate and independent of each other. Once assembled, the frame portion of the assembly is resiliently supported on the vehicle's wheels through the suspension system and serves as a platform on which the body portion of the assembly and other vehicle components can be mounted. Separate body and chassis assemblies of this general type can be found in older vehicles, but remain in common use today for many modern relatively large or specialized use vehicles, e.g. large residential trailers, utility vehicles. used in sports and trucks. In a typical unified body and chassis assembly, the structural components of the body portion and the chassis portion are combined into an integrated unit which is resiliently supported on the vehicle wheels through the suspension system. Unified body and chassis assemblies of this general type are found in many relatively small modern vehicles, such as passenger cars and mini-trailers.

Un ben noto esempio di questo tipo separato di complesso di carrozzeria e telaio di veicolo è comunemente riferito come complesso di telaio a scala. Un complesso di telaio a scala comprende una coppia di longheroni laterali estenditisi longitudinalmente, i quali sono connessi insieme per mezzo di una pluralità di traverse estendentisi trasversalmente. Le traverse connettono insieme i due longheroni laterali e forniscono la desiderabile rigidità laterale, verticale e torsionale al complesso del telaio a scala. Gli organi trasversali possono anche essere usati per fornire supporto per vari componenti del veicolo. In dipendenza dalla lunghezza complessiva del veicolo e sulla base di altri fattori, i longheroni laterali di un convenzionale complesso di telaio a scala possono essere formati da un singolo organo strutturale relativamente lungo oppure da una pluralità di singoli organi strutturali relativamente corti che sono fissati insieme. Per esempio, nei veicoli che presentano una lunghezza complessiva relativamente piccola, è noto formare ciascuno dei longheroni laterali da un singolo organo strutturale integrale che si estende per l'intera lunghezza del complesso della carrozzeria e del telaio del veicolo. Nei veicoli che presentano una lunghezza complessiva relativamente grande, è noto formare ciascuno dei longheroni laterali da due o più singoli organi strutturali che vengono fissati insieme, per esempio per saldatura, in modo da fornire un organo strutturale unitario che si estende per l'intera lunghezza del complesso della carrozzeria e del telaio del veicolo. A well known example of this separate type of vehicle body and chassis assembly is commonly referred to as a ladder chassis assembly. A ladder frame assembly includes a pair of longitudinally extending side members which are connected together by a plurality of transversely extending cross members. The cross members connect the two side members together and provide desirable lateral, vertical and torsional stiffness to the ladder frame assembly. The cross members can also be used to provide support for various vehicle components. Depending on the overall length of the vehicle and on the basis of other factors, the side members of a conventional ladder frame assembly may be formed of a single relatively long structural member or a plurality of individual relatively short structural members which are fastened together. For example, in vehicles having a relatively small overall length, it is known to form each of the side members from a single integral structural member extending the entire length of the vehicle body and chassis assembly. In vehicles having a relatively large overall length, it is known to form each of the side longitudinal members from two or more individual structural members which are fastened together, for example by welding, so as to provide a unitary structural member which extends over the entire length. the body and chassis assembly of the vehicle.

Tradizionalmente, i longheroni laterali dei complessi noti di carrozzeria e telaio per veicoli sono stati formati esclusivamente da organi strutturali a profilato aperto, vale a dire organi strutturali che presentano una forma di sezione retta non continua (per esempio organi con profilati a forma di U oppure a forma di C). Perciò, è noto l'impiego di un organo strutturale a profilato aperto integrale singolo per formare un longherone laterale che si estende per l'intera lunghezza del complesso di carrozzeria e telaio del veicolo, come precedentemente descritto. Inoltre, è noto il fissaggio di una pluralità insieme di tali organi strutturali a profilato aperto in modo da formare le singole sezioni di un longherone laterale unitario per un complesso di carrozzeria e telaio di un veicolo, come anche sopra descritto. Tuttavia, l'impiego di organi strutturali realizzati con profilati aperti per formare i longheroni laterali e le traverse per i complessi di carrozzeria e telaio di veicoli ha dimostrato di essere indesiderabile per parecchie ragioni. In primo luogo, l'operazione di incurvare una molteplicità di porzioni dei longheroni laterali per conformarsi ad una desiderata forma finale, come è comunemente necessario, è una operazione costosa e che comporta un relativo dispendio di tempo. In secondo luogo, dopo che tale incurvamento è stato eseguito, un numero relativamente grande di staffe oppure altri dispositivi di montaggio debbono usualmente essere fissati a ciascuno dei longheroni laterali per facilitare la connessione dei vari componenti del veicolo al complesso del corpo o carrozzeria e del telaio. In terzo luogo, nei casi in cui i longheroni laterali sono formati da una pluralità di singole sezioni, è stato constatato che è difficile mantenere la stabilità dimensionale per tutta la lunghezza del longherone laterale quando le singole sezioni dei longheroni laterali vengono fissate insieme. Traditionally, the lateral longitudinal members of the known bodywork and chassis assemblies for vehicles have been formed exclusively of open section structural members, i.e. structural members having a shape of non-continuous cross section (for example members with U-shaped sections or C-shaped). Therefore, it is known to use a single integral open section structural member to form a side member extending the entire length of the vehicle body and chassis assembly, as described above. Furthermore, it is known to fix a plurality together of such open section structural members so as to form the individual sections of a unitary side member for a bodywork and chassis assembly of a vehicle, as also described above. However, the use of structural members made of open sections to form the side members and cross members for vehicle body and chassis assemblies has proven to be undesirable for several reasons. Firstly, the operation of bending a plurality of portions of the side members to conform to a desired final shape, as is commonly required, is an expensive and time-consuming operation. Secondly, after such bending has been performed, a relatively large number of brackets or other mounting devices must usually be attached to each of the side members to facilitate the connection of the various vehicle components to the body or bodywork and chassis assembly. . Thirdly, in cases where the side members are formed from a plurality of individual sections, it has been found that it is difficult to maintain dimensional stability over the entire length of the side member when the individual sections of the side members are fastened together.

Più recentemente, è stato proposto di formare i longheroni laterali e le traverse da organi strutturali con profilati chiusi, vale a dire organi strutturali che presentano una forma di sezione retta continua (per esempio organi a profilati tubolari o di forma scatolata). Nei complessi di carrozzerie e telai per veicoli di questo tipo, è noto che gli organi strutturali realizzati con profilati chiusi possono essere deformati nelle forme desiderate per via di idroformazione, prima di essere fissati all'organo strutturale realizzato con profilato aperto. La idroformazione è un procedimento ben noto che utilizza un fluido pressurizzato per deformare un organo tubolare in modo che assuma una forma desiderata. Per ottenere questo risultato, l'organo strutturale realizzato con profilato chiuso viene inizialmente disposto fra due sezioni di stampo di un apparecchio di idroformazione le quali, quando chiuse insieme, definiscono una cavità di stampo avente la desiderata forma finale. Successivamente, l'organo strutturale realizzato con profilato chiuso viene riempito con un fluido pressurizzato, tipicamente un liquido relativamente incomprimibile, come l'acqua. La pressione del fluido viene aumentata fino ad una grandezza alla quale l'organo strutturale realizzato con profilato chiuso viene fatto dilatare verso l'esterno in modo da conformarsi alla cavità dello stampo. Come risultato, l'organo strutturale realizzato con profilato chiuso viene deformato nella desiderata sagoma finale per il longherone laterale o per la traversa. E' stato constatato che la idroformazione rappresenta un procedimento conveniente perchè gli organi strutturali realizzati con profilati chiusi possono essere rapidamente e facilmente deformati in modo da assumere le desiderate forme di sezione retta che si desiderano per i longheroni laterali e per le traverse. Per esempio, i longheroni laterali e le traverse possono essere formati in modo da avere una sezione retta generalmente rettangolare o di forma scatolata. Questa forma della sezione retta è vantaggiosa non soltanto perchè essa fornisce resistenza meccanica e rigidità ad essa, ma anche perchè fornisce delle superfici laterali orientate verticalmente ed orizzontalmente che facilitano il fissaggio delle varie staffe e strutture di montaggio usate per supportare altri componenti del veicolo sulla struttura del telaio del veicolo. More recently, it has been proposed to form the lateral longitudinal members and the cross members from structural members with closed sections, that is to say structural members having a continuous cross-sectional shape (for example members with tubular or box-shaped sections). In bodywork and vehicle chassis assemblies of this type, it is known that the structural members made with closed sections can be deformed into the desired shapes by means of hydroforming, before being fixed to the structural member made with an open section. Hydroforming is a well-known process that uses a pressurized fluid to deform a tubular member into a desired shape. To obtain this result, the structural member made with closed section is initially arranged between two mold sections of a hydroforming apparatus which, when closed together, define a mold cavity having the desired final shape. Subsequently, the structural member made with closed section is filled with a pressurized fluid, typically a relatively incompressible liquid, such as water. The pressure of the fluid is increased up to a magnitude at which the structural member made with closed profile is made to expand towards the outside so as to conform to the cavity of the mold. As a result, the structural member made with closed section is deformed into the desired final shape for the side member or for the cross member. It has been found that hydroforming represents a convenient method because the structural members made with closed sections can be quickly and easily deformed so as to assume the desired cross-sectional shapes desired for the side members and cross members. For example, the side members and cross members can be formed to have a generally rectangular or box-shaped cross section. This cross-sectional shape is advantageous not only because it provides mechanical strength and rigidity to it, but also because it provides vertically and horizontally oriented side surfaces that facilitate the attachment of the various brackets and mounting structures used to support other vehicle components on the structure. of the vehicle chassis.

Sfortunatamente, anche quando alcuni o tutti i longheroni laterali e le traverse sono stati formati da organi strutturali realizzati con profilati chiusi idroformati, è stato constatato che il complesso del telaio a scala può ancora non possedere una rigidità di valore sufficiente per la desiderata applicazione per il complesso di carrozzeria e telaio del veicolo. Sarebbe desiderabile, pertanto, fornire un perfezionato procedimento di fabbricazione di un complesso di carrozzeria e telaio di un veicolo che possegga una maggiore resistenza meccanica e rigidità nei confronti delle strutture convenzionali. Unfortunately, even when some or all of the side rails and cross members have been formed from structural members made from closed hydroformed sections, it has been found that the ladder frame assembly may still not possess sufficient stiffness for the desired application for the vehicle body and chassis assembly. It would therefore be desirable to provide an improved method of manufacturing a vehicle body and chassis assembly which possesses greater mechanical strength and stiffness than conventional structures.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la fabbricazione di un complesso di corpo o carrozzeria per veicolo comprendente una coppia di longheroni laterali idroformati, una pluralità di traverse estendentisi fra i longheroni laterali ed una piastra di pavimento generalmente piatta che viene fissata ai longheroni laterali ed alle traverse. Inizialmente, una coppia di longheroni laterali sono formati con un procedimento di idroformazione in modo da assumere le forme desiderate. Quindi, i due longheroni laterali idroformati vengono connessi ad una pluralità di traverse e ad una piastra di pavimento generalmente piatta per completare il complesso del telaio del veicolo. In una prima forma di realizzazione, le estremità delle traverse sono inizialmente fissate ai longheroni laterali con un qualsiasi mezzo convenzionale, per esempio per mezzo di saldature, rivetti, bulloni, adesivi e simili per formare un complesso di telaio a scala. Quindi, la piastra di pavimento viene fissata al complesso del telaio a scala con uno qualsiasi degli stessi mezzi convenzìonali per formare il complesso della carrozzeria e del telaio del veicolo. Durante questa operazione, la piastra di base che forma il pavimento può essere fissata soltanto ad alcune porzioni dei longheroni laterali, soltanto ad alcune porzioni delle traverse oppure ad alcune porzioni non solo dei longheroni laterali ma anche delle traverse. In una seconda forma di realizzazione, le estremità delle traverse non sono inizialmente fissate ai longheroni laterali. Piuttosto, i longheroni laterali e le traverse sono inizialmente supportati (per esempio in una struttura o incastellatura di montaggio) in modo tale che le estremità delle traverse si attestino contro i lati interni dei longheroni laterali. Quindi, la piastra di pavimento viene fissata ad alcune porzioni sia dei longheroni laterali e sia delle traverse con uno qualsiasi dei summenzionati mezzi convenzionali per formare il complesso di carrozzeria e telaio del veicolo . The present invention relates to a process for manufacturing a body or bodywork assembly for a vehicle comprising a pair of hydroformed side members, a plurality of cross members extending between the side members and a generally flat floor plate which is attached to the side members and to the crosspieces. Initially, a pair of side members are formed with a hydroforming process so as to assume the desired shapes. Then, the two hydroformed side members are connected to a plurality of cross members and to a generally flat floor plate to complete the vehicle frame assembly. In a first embodiment, the ends of the cross members are initially attached to the side members by any conventional means, for example by means of welds, rivets, bolts, adhesives and the like to form a ladder frame assembly. Then, the floor plate is secured to the ladder frame assembly by any of the same conventional means to form the vehicle body and frame assembly. During this operation, the base plate which forms the floor can be fixed only to some portions of the side members, only to some portions of the cross members or to some portions not only of the side members but also of the cross members. In a second embodiment, the ends of the cross members are not initially fixed to the side longitudinal members. Rather, the side members and cross members are initially supported (e.g. in a mounting frame or frame) such that the ends of the cross members abut against the inner sides of the side members. Then, the floor plate is secured to certain portions of both the side members and cross members by any of the aforementioned conventional means for forming the vehicle body and chassis assembly.

Vari scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno evidenti a coloro che sono esperti nel ramo dalla seguente descrizione dettagliata delle preferite forme di realizzazione, quando letta alla luce dei disegni allegati. Various objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the preferred embodiments, when read in light of the accompanying drawings.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La Figura 1 rappresenta una vista in prospettiva esplosa di una coppia di longheroni laterali, una pluralità di traverse ed una piastra di pavimento prima dell'assemblaggio in un complesso di carrozzeria o corpo e telaio di un veicolo, in accordo con il procedimento della presente invenzione, Figure 1 represents an exploded perspective view of a pair of side members, a plurality of cross members and a floor plate prior to assembly into a bodywork or body and chassis assembly of a vehicle, in accordance with the process of the present invention ,

la Figura 2 rappresenta una vista in prospettiva del complesso di carrozzeria e telaio di veicolo illustrato nella Figura 1 e mostrato in condizione assemblata, Figure 2 is a perspective view of the vehicle body and chassis assembly illustrated in Figure 1 and shown in assembled condition,

la Figura 3 rappresenta un diagramma di flusso che illustra le operazioni di una prima forma di realizzazione del procedimento di fabbricazione del complesso di corpo e telaio di un veicolo in accordo con la presente invenzione, Figure 3 represents a flowchart illustrating the operations of a first embodiment of the manufacturing process of the body and chassis assembly of a vehicle in accordance with the present invention,

la Figura 4 rappresenta un diagramma di flusso che illustra le operazioni di una seconda forma di realizzazione del procedimento di fabbricazione del complesso di corpo e telaio di un veicolo in accordo con la presente invenzione. Figure 4 represents a flowchart illustrating the operations of a second embodiment of the manufacturing process of the body and chassis assembly of a vehicle in accordance with the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE PREFERITE DETAILED DESCRIPTION OF THE FAVORITES

FORME DI REALIZZAZIONE FORMS OF REALIZATION

Con riferimento ora ai disegni, in essi è schematicamente illustrato nella Figura 1 un complesso di corpo o carrozzeria e telaio di un veicolo, indicato genericamente con il numero di riferimento 10, il quale è idoneo ad essere fabbricato in accordo con il procedimento della,presente invenzione. Il complesso di telaio illustrato 10 è un complesso di telaio a scala. Tuttavia, sarà apprezzato che il procedimento della presente invenzione può essere utilizzato nella fabbricazione di un qualsiasi tipo di complesso di carrozzeria e telaio di veicolo. L'illustrato complesso di telaio a scala 10 comprende una coppia di longheroni laterali 11 e 12 estendentisi longitudinalmente, una pluralità di traverse trasversali 13, 14, 15 e 16 estendentisi fra i longheroni laterali 11 e 12 ed una piastra di base di pavimento 17 che è disposta sui longheroni laterali 11 e 12 e sulle traverse 13, 14, 15 e 16. I longheroni laterali 11 e 12 si estendono longitudinalmente per l'intera lunghezza del complesso 10 e sono generalmente paralleli fra di loro. Tuttavia, l'uno o l'altro o ambedue i longheroni laterali 11 e 12 possono essere formati, se lo si desidera, da due o più singole sezioni di longherone laterale che sono fissate insieme per formare un longherone laterale integrato o a corpo unico. With reference now to the drawings, they schematically illustrate in Figure 1 a body or bodywork and chassis assembly of a vehicle, generically indicated with the reference number 10, which is suitable to be manufactured in accordance with the method of the present invention. invention. The illustrated frame assembly 10 is a ladder frame assembly. However, it will be appreciated that the method of the present invention can be used in the manufacture of any type of vehicle body and chassis assembly. The illustrated ladder frame assembly 10 comprises a pair of longitudinally extending side members 11 and 12, a plurality of cross members 13, 14, 15 and 16 extending between the side members 11 and 12 and a floor base plate 17 which it is arranged on the side members 11 and 12 and on the cross members 13, 14, 15 and 16. The side members 11 and 12 extend longitudinally for the entire length of the assembly 10 and are generally parallel to each other. However, either or both of the side members 11 and 12 may be formed, if desired, of two or more individual side member sections which are fastened together to form an integrated or single body side member.

Come rappresentato nella Figura 1, i longheroni laterali 11 e 12 possono essere formati in modo da avere delle porzioni di controscarpa frontali e posteriori per facilitare la connessione di assi (non rappresentati) oppure altre strutture al complesso 10 della carrozzeria e del telaio del veicolo. I longheroni laterali 11 e 12 possono essere configurati in altre forme, per adattarsi anche ad altre porzioni del veicolo. I longheroni laterali 11 e 12 sono formati ciascuno da un singolo organo strutturale realizzato con profilato chiuso a corpo unico, il quale è stato deformato per assumere la sagoma desiderata. Se desiderato, le forme di sezione retta dei longheroni laterali 11 e 12 possono variare attraverso la loro intera lunghezza. La configurazione a profilato chiuso dei longheroni laterali 11 e 12 è vantaggiosa perchè fornisce resistenza meccanica e rigidità al complesso 10, oltre quelle fornite dai convenzionali organi strutturali realizzati con canali aperti. Inoltre, la configurazione a profilato chiuso dei longheroni laterali 11 e 12 può fornire delle superfici laterali orientate verticalmente ed orizzontalmente che facilitano il fissaggio delle varie staffe e basi di montaggio (non rappresentate) per supportare altri componenti del veicolo sul complesso 10. Il procedimento di fabbricazione dei longheroni laterali 11 e 12 verrà discusso in dettaglio nel seguito. As shown in Figure 1, the side members 11 and 12 can be formed so as to have front and rear counter-shoe portions to facilitate the connection of axles (not shown) or other structures to the assembly 10 of the vehicle body and chassis. The side members 11 and 12 can be configured in other shapes, to adapt to other portions of the vehicle as well. The lateral longitudinal members 11 and 12 are each formed by a single structural member made with a single-body closed section, which has been deformed to assume the desired shape. If desired, the cross-sectional shapes of the side members 11 and 12 can vary throughout their entire length. The closed profile configuration of the side members 11 and 12 is advantageous because it provides mechanical strength and rigidity to the assembly 10, in addition to those provided by conventional structural members made with open channels. Furthermore, the closed profile configuration of the side members 11 and 12 can provide vertically and horizontally oriented side surfaces which facilitate the attachment of the various mounting brackets and bases (not shown) to support other vehicle components on the assembly 10. The process of manufacturing of the side members 11 and 12 will be discussed in detail below.

Le traverse 13, 14, 15 e 16 si estendono generalmente in senso perpendicolare fra i longheroni laterali 11 e 12. Le traverse 13, 14, 15 e 16 sono distanziate una dall'altra nel senso della lunghezza del complesso 10 e sono fissate ai longheroni laterali 11 e 12 nella maniera che verrà descritta nel seguito. Anche se nella Figura 1 sono rappresentate quattro traverse 13, 14, 15 e 16, si potrà notare che possono essere fornite un maggiore o minor numero di tali traverse. Nella illustrata forma di realizzazione, le traverse 13, 14, 15 e 16 sono formate in modo da avere una forma di sezione retta generalmente a forma di cappello capovolto, definita da una porzione di base inferiore che si estende generalmente orizzontalmente, una coppia di porzioni laterali che si estendono generalmente verso l'alto dalla porzione di base ed una coppia di elementi a flangia che si estendono verso l'esterno dalle porzioni laterali. Tuttavia, le traverse 13, 14, 15 e 16 possono essere formate in modo da avere una qualsiasi desiderata struttura. Per esempio, alcune oppure tutte le traverse 13, 14, 15 e 16 possono essere formate con organi strutturali a profilato chiuso che sono idroformati nelle sagome desiderate, analogamente ai longheroni laterali 11 e 12. Nella illustrata forma di realizzazione, le porzioni a flangia superiori e le porzioni di base inferiori delle traverse 13, 14, 15 e 16 si estendono generalmente allo stesso livello dei lati superiori ed inferiori dei longheroni laterali 11 e 12, anche se ciò non è strettamente necessario. The cross members 13, 14, 15 and 16 generally extend perpendicularly between the side members 11 and 12. The cross members 13, 14, 15 and 16 are spaced from each other along the length of the assembly 10 and are fixed to the side members sides 11 and 12 in the manner which will be described below. Although four cross members 13, 14, 15 and 16 are shown in Figure 1, it will be noted that a greater or lesser number of such cross members may be provided. In the illustrated embodiment, the cross members 13, 14, 15 and 16 are formed to have a cross-sectional shape generally in the shape of an inverted cap, defined by a lower base portion which extends generally horizontally, a pair of portions lateral extending generally upward from the base portion and a pair of flange elements extending outwardly from the lateral portions. However, the cross members 13, 14, 15 and 16 can be formed to have any desired structure. For example, some or all of the cross members 13, 14, 15 and 16 may be formed with closed section structural members that are hydroformed into the desired shapes, similarly to the side members 11 and 12. In the illustrated embodiment, the upper flange portions and the lower base portions of the cross members 13, 14, 15 and 16 generally extend at the same level as the upper and lower sides of the side members 11 and 12, even if this is not strictly necessary.

La piastra di base 17 è formata da un pezzo generalmente piatto di materiale rigido che è preferibilmente sagomato in conformità alle sagome dei longheroni laterali 11 e 12. Perciò, come mostrato nella Figura 2, la piastra di base 17 preferibilmente ha una lunghezza che è leggermente inferiore alla lunghezza dei longheroni laterali 11 e 12. In conseguenza di ciò, soltanto porzioni frontali e posteriori relativamente corte dei longheroni laterali 11 e 12 non vengono coperte dalla piastra di base 17, come rappresentato nella Figura 2. Tuttavia, la piastra di base 17 può estendersi per una maggiore o minore lunghezza relativamente ai longheroni laterali 11 e 12, in confronto a come specificamente illustrato, se desiderato. Similmente, la piastra di base 17 preferibilmente presenta una larghezza che è leggermente inferiore alla larghezza combinata dei longheroni lacerali 11 e 12 e delle traverse 13, 14, 15 e 16. Come risultato, i bordi longitudinali della piastra di base 17 si estendono generalmente coincidenti ai lati esterni dei longheroni laterali 11 e 12, come rappresentato nella Figura 2. Tuttavia, la piastra di base 17 può estendersi con maggiore o minore larghezza rispetto ai longheroni laterali 11 e 12, in confronto al modo specificamente illustrato, se desiderato. The base plate 17 is formed from a generally flat piece of rigid material which is preferably shaped in accordance with the shapes of the side members 11 and 12. Therefore, as shown in Figure 2, the base plate 17 preferably has a length that is slightly shorter than the length of the side members 11 and 12. As a result, only relatively short front and rear portions of the side members 11 and 12 are not covered by the base plate 17, as shown in Figure 2. However, the base plate 17 may extend to a greater or lesser length relative to the side members 11 and 12, as compared to as specifically illustrated, if desired. Similarly, the base plate 17 preferably has a width which is slightly less than the combined width of the tear side members 11 and 12 and the cross members 13, 14, 15 and 16. As a result, the longitudinal edges of the base plate 17 extend generally coincident at the outer sides of the side members 11 and 12, as shown in Figure 2. However, the base plate 17 can extend with greater or lesser width than the side members 11 and 12, as compared to the specifically illustrated manner, if desired.

Il procedimento di fabbricazione del complesso 10 del telaio di veicolo precedentemente descritto è illustrato nella Figura 3. Come ivi mostrato, la prima operazione del procedimento consiste nel fornire un segmento di materiale grezzo, preferibilmente un manufatto metallico tubolare, avente una predeterminata lunghezza. Il pezzo tubolare viene quindi tipicamente sottoposto a preliminare incurvamento per mezzo di un convenzionale apparecchio di incurvamento di tubi, in modo da assumere alcune oppure tutte le curvature rappresentate nei longheroni laterali 11 e 12 della Figura 1. Le curvature inizialmente formate nel pezzo in lavorazione durante questa operazione di incurvamento preliminare usualmente non presentano le esatte angolazioni e forme che si traducono nel prodotto finale. Piuttosto, questa iniziale operazione di incurvamento preliminare viene eseguita per facilitare l'inserimento del pezzo in lavorazione nella cavità dello stampo definito dalla cooperazione delle sezioni di uno stampo di idroformazione. The method of manufacturing the assembly 10 of the vehicle frame described above is illustrated in Figure 3. As shown therein, the first step of the method consists in providing a segment of raw material, preferably a tubular metal product, having a predetermined length. The tubular workpiece is then typically subjected to preliminary bending by means of a conventional tube bending apparatus, so as to assume some or all of the bends shown in the side members 11 and 12 of Figure 1. The bends initially formed in the workpiece during this preliminary bending operation usually does not have the exact angles and shapes that result in the final product. Rather, this initial preliminary bending operation is performed to facilitate insertion of the workpiece into the mold cavity defined by the cooperation of the sections of a hydroforming mold.

La successiva operazione nel procedimento implica la idroformazione del pezzo in lavorazione preventivamente incurvato fino ad assumere la sagoma desiderata. Come sopra menzionato, la idroformazione è un procedimento ben noto che utilizza un fluido pressurizzato per deformare un organo tubolare ed impartirgli la sagoma desiderata. Per ottenere ciò, il pezzo in lavorazione preventivamente incurvato viene disposto fra le due sezioni dello stampo dello apparecchio di idroformazione, chiudendo quindi una contro l'altra le sezioni dello stampo per definire la cavità dello stampo in modo da avere una desiderata forma finale. In certe circostanze, la chiusura delle sezioni dello stampo può anche comportare un certo incurvamento meccanico del pezzo in lavorazione preventivamente incurvato. Successivamente, il pezzo in lavorazione preventivamente incurvato viene riempito con un fluido pressurizzato, tipicamente un liquido relativamente incomprimibile, come l'acqua. La pressione del fluido viene quindi aumentata fino a raggiungere una grandezza alla quale il pezzo in lavorazione preventivamente incurvato viene fatto dilatare verso l'esterno conformandosi alla cavità dello stampo. Lo stampo di idroformazione può essere configurato in modo da includere le eventuali forme, incluse le cavità, le protuberanze, le aperture e simili che sono necessarie per realizzare la forma finale desiderata per i longheroni laterali 11 e 12. The subsequent operation in the process involves the hydroforming of the previously bent workpiece until it assumes the desired shape. As mentioned above, hydroforming is a well known process which uses a pressurized fluid to deform a tubular member and impart it the desired shape. To achieve this, the previously bent workpiece is placed between the two mold sections of the hydroforming apparatus, thereby closing the mold sections against each other to define the mold cavity so as to have a desired final shape. In certain circumstances, the closure of the mold sections may also involve some mechanical bending of the previously bent workpiece. Subsequently, the previously bent workpiece is filled with a pressurized fluid, typically a relatively incompressible liquid, such as water. The fluid pressure is then increased until it reaches a magnitude at which the previously bent workpiece is made to expand outwards, conforming to the mold cavity. The hydroforming mold may be configured to include any shapes, including cavities, protrusions, openings and the like that are required to make the desired final shape for the side members 11 and 12.

Il procedimento di idroformazione ha dimostrato di essere molto vantaggioso per formare gli illustrati longheroni laterali 11 e 12. In particolare, il procedimento di idroformazione consente di formare i longheroni laterali 11 e 12 come una singola unità a corpo unico che si estende per l'intera lunghezza del complesso 10 del telaio del veicolo, eliminando la necessità di saldature o altre tecniche di giunzione. Ciò ha dimostrato di avere un effetto di migilioramento della qualità complessiva dei longheroni laterali 11 e 12, oltre a ridurre il loro peso e ad eliminare le distorsioni della saldatura dopo l'assemblaggio. Il procedimento di idroformazione inoltre facilita la fabbricazione di sagome complesse nei longheroni laterali 11 e 12 in maniera rapida. The hydroforming process has proved to be very advantageous for forming the illustrated side members 11 and 12. In particular, the hydroforming process allows the side members 11 and 12 to be formed as a single unit with a single body extending over the entire length of the vehicle frame assembly 10, eliminating the need for welding or other joining techniques. This has been shown to have an effect of improving the overall quality of the side members 11 and 12, as well as reducing their weight and eliminating welding distortions after assembly. The hydroforming process also facilitates the manufacture of complex shapes in the side members 11 and 12 in a rapid manner.

Nell'operazione finale del procedimento, i due longheroni laterali idroformati sono connessi alle traverse 13, 14, 15 e 16 ed alla piastra di base 17 per completare il complesso 10 del telaio del veicolo. Questa operazione finale può essere eseguita in una qualsiasi di molte diverse maniere. In una prima forma di realizzazione del procedimento della presente invenzione illustrata nella Figura 3, le estremità di una o più delle traverse 13, 14, 15 e 16 vengono inizialmente connesse ai longheroni laterali 11 e 12 per formare un complesso di telaio a scala. Questo prodotto può essere ottenuto con un qualsiasi mezzo convenzionale, per esempio mediante saldature, rivetti, bulloni, adesivi e simili. Quindi, la piastra di base 17 viene fissata al complesso del telaio a scala con uno qualsiasi degli stessi mezzi convenzionali, in modo da formare il complesso 10 della carrozzeria e del telaio del veicolo. Durante questa operazione, la piastra di pavimento 17 può essere fissata a porzioni dei longheroni laterali 11 e 12 soltanto, oppure soltanto ad alcune porzioni delle traverse 13, 14, 15 e 16 oppure ad alcune porzioni tanto dei longheroni laterali 11 e 12, quanto delle traverse 13, 14, 15 e 16. In the final operation of the method, the two hydroformed side members are connected to the cross members 13, 14, 15 and 16 and to the base plate 17 to complete the assembly 10 of the vehicle frame. This final operation can be performed in any of many different ways. In a first embodiment of the process of the present invention illustrated in Figure 3, the ends of one or more of the cross members 13, 14, 15 and 16 are initially connected to the side members 11 and 12 to form a ladder frame assembly. This product can be obtained by any conventional means, for example by welding, rivets, bolts, adhesives and the like. Then, the base plate 17 is secured to the ladder frame assembly by any of the same conventional means, so as to form the vehicle body and chassis assembly 10. During this operation, the floor plate 17 can be fixed to portions of the side members 11 and 12 only, or only to some portions of the cross members 13, 14, 15 and 16 or to some portions both of the side members 11 and 12, as well as of the sleepers 13, 14, 15 and 16.

In una seconda forma di realizzazione del procedimento della presente invenzione illustrata nella Figura 4, le estremità delle traverse 13, 14, 15 e 16 non sono inizialmente connesse ai longheroni laterali 11 e 12. Piuttosto, i longheroni laterali 11 e 12 e le traverse 13, 14, 15 e 16 sono inizialmente supportati (per esempio in una incastellatura di montaggio) in modo tale che le estremità delle traverse si attestino contro i lati interni dei longheroni laterali 11 e 12. Quindi, la piastra di pavimento viene fissata alle porzioni dei longheroni laterali 11 e 12 e delle traverse 13, 14, 15 e 16 in modo da formare il complesso 10 di carrozzeria e telaio del veicolo. Come sopra, questo risultato può essere ottenuto con un qualsiasi mezzo convenzionale, per esempio saldature, rivettature, bullonature, adesivi e simili. In a second embodiment of the process of the present invention illustrated in Figure 4, the ends of the cross members 13, 14, 15 and 16 are not initially connected to the side members 11 and 12. Rather, the side members 11 and 12 and the cross members 13 , 14, 15 and 16 are initially supported (for example in a mounting frame) so that the ends of the cross members abut against the inner sides of the side rails 11 and 12. Then, the floor plate is fixed to the portions of the side longitudinal members 11 and 12 and of the cross members 13, 14, 15 and 16 so as to form the body and chassis assembly 10 of the vehicle. As above, this result can be achieved by any conventional means, for example welding, riveting, bolting, adhesives and the like.

Il risultante complesso di telaio 10 del veicolo che viene fabbricato con l'impiego dei procedimenti della presente invenzione offre diverse caratteristiche desiderabili nei confronti delle strutture note. In primo luogo, la integrazione dei longheroni laterali idroformati 11 e 12, torsionalmente rigidi, con la piastra di base 17 fornisce un significativo incremento della rigidità complessiva del complesso di telaio 10 del veicolo. Perciò, in accordo con questo procedimento viene formato un complesso di telaio 10 per veicolo dotato di elevata rigidità. L'impiego della idroformazione per formare i longheroni laterali 11 e 12 è desiderabile perchè i longheroni laterali 11 e 12 possono essere prontamente e facilmente deformati in modo da assumere forme di sezione retta che non soltanto forniscono resistenza meccanica e rigidità, ma forniscono anche delle superfici laterali orientate verticalmente ed orizzontalmente che facilitano il fissaggio delle varie staffe e delle varie basi di montaggio usate per supportare altri componenti del veicolo sul complesso di telaio 10 del veicolo. The resulting vehicle frame assembly 10 which is fabricated using the methods of the present invention offers several desirable features with respect to known structures. First, the integration of the hydroformed torsionally rigid side members 11 and 12 with the base plate 17 provides a significant increase in the overall rigidity of the vehicle frame assembly 10. Therefore, in accordance with this method, a vehicle frame assembly 10 having high rigidity is formed. The use of hydroforming to form the side members 11 and 12 is desirable because the side members 11 and 12 can be readily and easily deformed to assume cross section shapes which not only provide mechanical strength and rigidity, but also provide surfaces. vertically and horizontally oriented side panels which facilitate the attachment of the various brackets and mounting bases used to support other components of the vehicle on the frame assembly 10 of the vehicle.

In accordo con quanto previsto dalle leggi sui brevetti, sono stati spiegati ed illustrati il principio ed il modo di funzionamento della presente invenzione nella sua preferita forma di realizzazione. Tuttavia, deve essere sottinteso che la presente invenzione può essere attuata in pratica in modo diverso da come specificamente spiegato ed illustrato, senza con ciò allontanarsi dal suo spirito o dal suo ambito. In accordance with the provisions of the patent laws, the principle and the mode of operation of the present invention in its preferred embodiment have been explained and illustrated. However, it must be understood that the present invention may be practiced in a manner other than as specifically explained and illustrated, without thereby departing from its spirit or scope.

Claims

CLAIMS 1. A process for manufacturing a body or bodywork and chassis assembly of a vehicle, comprising the following operations: (a) providing a workpiece having a closed section cross-sectional shape; (b) hydroforming the workpiece so as to obtain a first side member having a desired shape; (c) providing a second side spar; (d) providing a plurality of sleepers; (e) provide a floor or base plate; And (f) connecting the side rails, cross members and base plate together to form the vehicle body and frame assembly.

2. Process according to claim 1, wherein said operation (c) is performed by providing a second workpiece having a cross-sectional shape made with a closed section and hydroforming the second workpiece to obtain the second side member.

Method according to claim 1, wherein said operation (d) is performed by providing a second workpiece having a cross-sectional shape made with a closed section and hydroforming the second workpiece so as to obtain one of the plurality of cross members .

The method according to claim 1, wherein said operation (d) is performed by providing a plurality of second workpieces, each having a cross-sectional shape made with a closed section and hydroforming each of said second workpieces so as to obtain a plurality of crosspieces.

The method according to claim 1, wherein said operation (f) is performed by initially connecting one of the cross members to the side longitudinal members to form a ladder frame assembly, then subsequently connecting the base plate to the ladder frame assembly to form the vehicle body and chassis assembly.

The method according to claim 5, wherein the base plate is fixed only to the side members to form the body and chassis assembly of the vehicle.

7. A method according to claim 5, wherein the base plate is attached only to the cross members to form the body and chassis assembly of the vehicle

8. A method according to claim 5, wherein the base plate is secured to both side members and to the cross members to form the vehicle body and chassis assembly.

The method according to claim 1, wherein said operation (f) is performed by initially attaching all the cross members to the side longitudinal members to form a ladder frame assembly and then attaching the base plate to the ladder frame assembly to form the assembly body and chassis of the vehicle.

A method according to claim 9, wherein the base plate is fixed only to the side members to form the body and chassis assembly of the vehicle.