ITTO20010979A1

ITTO20010979A1 - Scocca per autoveicoli.

Info

Publication number: ITTO20010979A1
Application number: IT2001TO000979A
Authority: IT
Inventors: Carlo Carcioffi
Original assignee: Ferrari Spa
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-16
Also published as: US7264304B2; WO2003033332A2; WO2003033332A3; EP1461238A2; AU2002349836A1; US20050116505A1; JP2005505471A

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una scocca per autoveicoli.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad una scocca per autoveicoli ad alte prestazioni con motore centrale, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità .

Come è noto, negli autoveicoli ad alte prestazioni con motore centrale la scocca è generalmente costituita da una struttura portante in materiale composito, che interessa solamente la parte anteriore e centrale del veicolo dove è ricavato l'abitacolo, e dal blocco-motore che si estende a sbalzo dall'estremità posteriore della struttura portante stessa.

Le sospensioni anteriori e tutti gli altri elementi che compongono la parte anteriore e centrale del veicolo, ivi compresi i pannelli della carrozzeria, sono fissati in vario modo alla struttura portante in materiale composito, mentre le sospensioni posteriori, la trasmissione, il differenziale posteriore e tutti gli altri elementi che compongono la parte posteriore del veicolo, ivi compresi i pannelli della carrozzeria, sono fìssati direttamente al blocco-motore il quale, a sua volta, è fissato rigidamente alla struttura portante in materiale composito tramite bulloni o similari.

La scocca così realizzata, pur garantendo un elevato grado di rigidità e protezione degli occupanti, ha il grosso inconveniente di essere praticamente impossibile da riparare in caso di incidente: le sollecitazioni meccaniche prodotte durante l'urto si scaricano, infatti, direttamente sulla struttura portante in materiale composito che è si estremamente rigida e leggera, ma purtroppo anche praticamente indeformabile a meno di non compromettere irreparabilmente l'integrità strutturale della stessa.

In caso di incidente, infatti, la struttura portante in materiale composito collassa disintegrandosi in modo irreparabilmente, costringendo chi deve riparare la vettura alla sostituzione dell'intera struttura portante in materiale composito, con costi esorbitanti.

Un altro inconveniente di questa soluzione è che il blocco-motore deve essere realizzato in modo tale da poter essere fissato saldamente alla struttura portante in materiale composito, e da avere una rigidezza torsionale e flessionale comparabile con quella della struttura portante stessa, con un notevole incremento dei costi di produzione rispetto ad un blocco-motore tradizionale. Il blocco-motore con funzioni strutturali è, inoltre, mediamente più pesante di un blocco-motore tradizionale .

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una scocca per autoveicoli che possa ovviare agli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una scocca per autoveicoli caratterizzata dal fatto di comprendere una cellula centrale rigida realizzata in materiali compositi, un telaio ausiliario anteriore ancorato all'estremità anteriore della detta cellula centrale, ed un telaio ausiliario posteriore ancorato all'estremità posteriore della cellula centrale stessa; il telaio ausiliario anteriore ed il telaio ausiliario posteriore essendo deformabili in modo tale da poter assorbire, sotto forma di deformazione meccanica, l'energia dissipata dal veicolo in caso di urto, senza coinvolgere direttamente la cellula centrale.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra, in vista prospettica e con parti asportate per chiarezza, una scocca per autoveicoli realizzata secondo i dettami della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica della scocca illustrata in figura 1, da una diversa angolazione; mentre

- la figura 3 è una vista in esploso della scocca per autoveicoli illustrata nelle figure precedenti.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 1 è indicata nel suo complesso una scocca per autoveicoli, particolarmente adatta ad essere utilizzata nella costruzione di autoveicoli ad alte prestazioni con motore centrale o posteriore.

La scocca 1 è composta da una cellula centrale 2 rigida ad alta resistenza, realizzata in materiali compositi, da un telaio ausiliario anteriore 3 deformabile, ancorato all'estremità anteriore della cellula centrale 2, e da un telaio ausiliario posteriore 4 deformabile, ancorato all'estremità posteriore della cellula centrale 2 stessa.

La cellula centrale 2 è conformata in modo tale da costituire l'ossatura rigida ed indeformabile dell'abitacolo dell'autoveicolo, mentre il telaio ausiliario anteriore 3 ed il telaio ausiliario posteriore 4 sono realizzati almeno parzialmente in materiale metallico (per esempio l ' alluminio) , in modo tale da poter assorbire, sotto forma di deformazione meccanica, l'energia dissipata dal veicolo in caso di urto senza coinvolgere direttamente la cellula centrale 2 .

Più in dettaglio, il telaio ausiliario anteriore 3 ed il telaio ausiliario posteriore 4 sono realizzati almeno parzialmente in materiale metallico, in modo tale da assorbire integralmente l'energia dissipata dal veicolo in caso di urto medio leggeri, delegando alla cellula centrale 2 la protezione degli occupanti in caso di urti medio grossi, dove la protezione dei passeggeri ha la priorità sulla salvaguardia dell'integrità del veicolo .

Il telaio ausiliario anteriore 3 ed il telaio ausiliario posteriore 4 possono, inoltre, fungere da elementi di supporto delle sospensioni del veicolo; da elementi dì supporto dell'unità motrice del veicolo e dei suoi componenti ausiliari, come per esempio il radiatore del liquido di raffreddamento; da elementi di supporto degli organi di trasmissione del veicolo, come per esempio scatola del cambio e/o il differenziale; ed infine da elementi di supporto per i pannelli della carrozzeria

Nell'esempio illustrato, in particolare, la cellula centrale 2 è realizzata preferibilmente, ma non necessariamente, in fibra di carbonio ed è provvista posteriormente di due longheroni 5 che si estendono a sbalzo ed orizzontalmente dal corpo principale della cellula centrale 2, da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo, paralleli ed affacciati tra loro .

Con riferimento alle figure 2 e 3, il telaio ausiliario posteriore 4 è fissato alle estremità distali dei due longheroni 5 tramite bulloni od analoghi sistemi di fissaggio, e nell'esempio illustrato comprende due travi di supporto 6, fissate all'estremità posteriore della cellula centrale 2 da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo, ciascuna immediatamente al disotto di un corrispondente longherone 5 della cellula centrale 2, ed una pluralità dì traverse 7 orizzontali di irrigidimento in materiale metallico, atte a collegare tra loro le due travi di supporto 6.

Le due travi di supporto 6 sono composte di due segmenti 6a e 6b disposti ad L, e sono fissate con una prima estremità alla cellula centrale 2, in prossimità della base del corrispondente longherone 5, e con una seconda estremità alla testa del corrispondente longherone 5, in modo tale che il segmento 6a di ciascuna delle due travi di supporto 6 sia disposta orizzontalmente, immediatamente al disotto del corrispondente longherone 5.

Più in dettaglio, nell'esempio illustrato, i segmenti 6a delle due travi di supporto 6 sono disposti da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo in modo tale da convergere uno verso l'altro allontanandosi dalla cellula centrale 2, mentre i segmenti 6b delle due travi di supporto 6 sono inclinati verso l'esterno in modo tale da definire con le traverse 7 orizzontali di irrigidimento un struttura di forma trapezoidale che giace su di un piano perpendicolare al piano verticale di mezzeria del veicolo.

È opportuno precisare che le due travi di supporto 6 sono monolitiche, possono essere realizzate indifferentemente in materiale composito od in materiale metallico come, per esempio, l'alluminio, e sono sagomate in modo tale da presentare contemporaneamente sia i punti di attacco 8 per le sospensioni posteriori del veicolo sul segmento 6b, che i punti dì attacco 9 per i giunti di supporto del motore sul segmento 6a.

Nel caso secondo caso, in particolare, le due travi di supporto 6 possono essere realizzate tramite un procedimento dì fusione con l'utilizzo di anime in sabbia o analogo materiale di riempimento.

In aggiunta a quanto sopra scritto, il telaio ausiliario posteriore 4 è inoltre provvisto di due barre sporgenti 10 di supporto che si estendono parallele ed affacciate tra loro, da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo. Ciascuna delle due barre sporgenti 10 è realizzata preferibilmente, ma non necessariamente, in alluminio ed è fissata all'estremità di una corrispondente trave di supporto 6 in modo tale da definire un prolungamento di un corrispondente longarone 5 della cellula centrale 2.

Con riferimento alle figure 1 e 3, il telaio ausiliario anteriore 3 è invece fissato alle estremità anteriore della cellula centrale 2 tramite bulloni od analoghi sistemi di fissaggio, e nell'esempio illustrato comprende due travi di. supporto 11 orizzontali, fissate all'estremità anteriore della cellula centrale 2, da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo, ed una pluralità di traverse orizzontali di irrigidimento 12 colleganti tra loro le due travi di supporto 11 in corrispondenza delle estremità e lungo la parte centrale.

Nell'esempio illustrato, ciascuna delle due travi di supporto 11 è composta da due elementi scatolati 13 in alluminio, fissati rigidamente uno all'altro tramite una coppia di piastre 14 di collegamento saldate alle due estremità di entrambi gli elementi scatolati 13. Tali piastre sono poi atte ad essere fissate alla cellula centrale 2 tramite bulloni od analoghi sistemi di fissaggio.

Preferibilmente, ma non necessariamente, il telaio ausiliario anteriore 3 è infine provvisto di una serie di staffe di supporto 15 che si estendono a sbalzo dalle due travi di supporto 11 e dalle traverse orizzontali di irrigidimento 12 per supportare, unitamente alle due travi di supporto 11 ed alle traverse orizzontali di irrigidimento 12, i pannelli della carrozzeria e tutti gli altri elementi che compongono la parte anteriore del veicolo, ad eccezione delle sospensioni anteriori del veicolo, i cui punti di attacco 16 sono invece ricavati sui fianchi laterali della cellula centrale 2.

Come già anticipato, i punti di attacco 8 delle sospensioni posteriori sono invece ricavati sulle due travi di supporto 6 del telaio ausiliario posteriore 4.

Il funzionamento della scocca 1 è facilmente desumibile da quanto sopra descritto, e non necessita quindi di ulteriori spiegazioni.

I vantaggi della scocca 1 sopra descritta ed illustrata sono evidenti: la presenza del telaio ausiliario anteriore 3 e del telaio ausiliario posteriore 4 permette, in caso di urto medio/leggero, di assorbire le sollecitazioni meccaniche prima che queste raggiungano la cellula centrale 2 in materiale composito, evitandone il danneggiamento così da ridurre drasticamente i costi di riparazione.

Sia il telaio ausiliario anteriore 3 che il telaio ausiliario posteriore 4 possono inoltre essere realizzati in un solo pezzo, tramite un procedimento dì fusione con l'utilizzo di anime in sabbia o analogo materiale di riempimento che permette di ottenere strutture particolarmente rigide e leggere.

Il fatto che il blocco-motore non abbia più funzione strutturale permette inoltre di semplificare notevolmente la struttura del motore, ottenendo una sensibile riduzione dei pesi.

Risulta infine chiaro che alla scocca 1 per autoveicoli qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Scocca (1) per autoveicoli caratterizzata dal fatto di comprendere una cellula centrale (2) rigida realizzata in materiali compositi, un telaio ausiliario anteriore (3) ancorato all'estremità anteriore della detta cellula centrale (2), ed un telaio ausiliario posteriore (4) ancorato all'estremità posteriore della cellula centrale (2) stessa; il telaio ausiliario anteriore (3) ed il telaio ausiliario posteriore (4) essendo deformabili in modo tale da poter assorbire, sotto forma di deformazione meccanica, l'energia dissipata dal veicolo in caso di urto, senza coinvolgere direttamente la cellula centrale (2).
2. Scocca per autoveicoli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto telaio ausiliario posteriore (4 ) è atto a supportare il motore del veicolo ed è provvisto degli attacchi (8) per le sospensioni posteriori del veicolo.
3. Scocca per autoveicoli secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto telaio ausiliario posteriore (4) comprende due travi di supporto (6), disposte da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo, ed una pluralità di traverse (7) orizzontali di irrigidimento atte a collegare tra loro le dette due travi di supporto (6); ciascuna di dette due travi di supporto (6) essendo sagomata in modo tale da presentare contemporaneamente i punti di attacco (8) per le sospensioni posteriori del veicolo ed i punti di attacco (9) per i giunti di supporto del motore.
4. Scocca per autoveicoli secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le dette due travi di supporto (6) sono realizzate in pezzo unico, a scelta in materiale metallico o in materiale composito.
5. Scocca per autoveicoli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta cellula centrale (2) è provvista posteriormente di due longheroni (5) che si estendono a sbalzo dal corpo principale della cellula centrale (2), da bande opposte del piano verticale di mezzeria del veicolo, ed il telaio ausiliario posteriore (4) è fissato alle astremità dei due longheroni (5).
6. Scocca per autoveicoli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto telaio ausiliario anteriore (3) comprende due travi di supporto (11), fissate all'estremità anteriore della cellula centrale (2), da bande opposte del piano verticale di mezzerìa del veicolo, ed una pluralità di traverse orizzontali di irrigidimento (12) colleganti tra loro le due travi di supporto (11).
7 . Scocca per autoveicoli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta cellula centrale (2) è provvista dei punti di attacco (16) delle sospensioni anteriori del veicolo.
8. Scocca per autoveicoli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto telaio ausiliario posteriore (4) è provvisto dei punti di attacco (8) delle sospensioni posteriori del veicolo.
9. Scocca per autoveicoli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto telaio ausiliario anteriore (3) ed il detto telaio ausiliario posteriore (4) sono atti a supportare i pannelli della carrozzeria del veicolo.
10. Autoveicolo caratterizzato dal fatto di essere provvisto di una scocca (1) per autoveicoli realizzata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10.