ITTO20130474A1 - Autoveicolo provvisto di un sistema di sgancio per staccare una traversa nel vano motore in caso d'urto frontale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“AUTOVEICOLO PROVVISTO DI UN SISTEMA DI SGANCIO PER STACCARE UNA TRAVERSA NEL VANO MOTORE IN CASO D'URTO FRONTALEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una scocca di un autoveicolo provvisto di un sistema di sgancio per staccare una traversa nel vano motore in caso d’urto frontale.

Com’à ̈ noto, la scocca degli autoveicoli à ̈ progettata in modo da ottenere una adeguata sicurezza per i passeggeri in caso di incidenti. In particolare, per sostenere il carico dovuto agli urti frontali, nel vano motore anteriore gli autoveicoli sono provvisti di puntoni longitudinali, aventi zone collassabili per poter assorbire energia.

Generalmente, l’estremità frontale dell’autoveicolo à ̈ supportata da due puntoni principali e da due puntoni inferiori, disposti al di sotto dei puntoni principali. Le estremità posteriori dei due puntoni inferiori sono collegate da una traversa, la quale supporta le sospensioni anteriori ed il motopropulsore (definito dal motore e dal cambio di velocità dell’autoveicolo).

In caso d’urto frontale a velocità elevate, à ̈ necessario che il motopropulsore vada a deformare il meno possibile la struttura che definisce l’abitacolo, per evitare traumi alle gambe del conducente e del passeggero anteriore dell’autoveicolo. È inoltre necessario limitare al massimo la decelerazione per gli occupanti dell’abitacolo. Per soddisfare queste necessità, normalmente à ̈ previsto un sistema di sgancio di tipo pirotecnico che, in caso d’urto, esplode e provoca lo sgancio della traversa, in modo da lasciar cadere il motopropulsore.

È sentita l’esigenza di semplificare le soluzioni del tipo appena descritto, eliminando i dispositivi di tipo pirotecnico per staccare la traversa.

Il brevetto EP1361099, che corrisponde al preambolo della rivendicazione 1, descrive un sotto-telaio che à ̈ disposto al di sotto di due puntoni principali e che comprende due elementi longitudinali, una traversa anteriore ed una traversa posteriore. I due elementi longitudinali hanno un intaglio che favorisce una loro piegatura verso il basso quando l’estremità frontale dell’autoveicolo à ̈ soggetta ad un urto frontale di entità superiore ad una data soglia. Il motopropulsore à ̈ supportato da due organi di collegamento laterali, ciascuno dei quali à ̈ fissato, superiormente, ad un puntone principale e, inferiormente, ad un elemento longitudinale del sotto-telaio. In EP1361099, i due organi di collegamento hanno un intaglio che determina la loro rottura quando il carico raggiunge una determinata soglia durante la piegatura degli elementi longitudinali del sotto-telaio, in modo da staccare il motopropulsore dai puntoni principali.

Il motopropulsore rimane così vincolato solamente al sotto-telaio, il quale, piegandosi, si muove verso il basso e trascina con sé il motopropulsore.

L’inconveniente di questa soluzione risiede nel fatto che il gruppo moto-propulsore à ̈ costretto ad arretrare insieme al sotto-telaio, durante la deformazione plastica di quest’ultimo, per cui c’à ̈ il rischio che possa andare comunque ad urtare e deformare la struttura che definisce l’abitacolo.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un autoveicolo provvisto di un un sistema di sgancio per staccare una traversa nel vano motore in caso d’urto frontale, il quale consenta di risolvere in modo semplice ed economico l’inconveniente sopra esposto.

Secondo la presente invenzione, viene realizzato un autoveicolo provvisto di un sistema di sgancio per staccare una traversa nel vano motore in caso d’urto frontale, come definito nella rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 à ̈ una vista laterale, semplificata e con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione dell’autoveicolo provvisto di un sistema di sgancio per staccare una traversa nel vano motore in caso d’urto frontale, secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 sono analoghe alla figura 1 e mostrano il vano motore della figura 1 durante una simulazione di un urto frontale;

- la figura 4 Ã ̈ una vista dal basso, semplificata e parziale, del vano motore di figura 1;

- la figura 5 Ã ̈ una vista dal basso del vano motore di figura 3;

- la figura 6 illustra in scala ingrandita un dettaglio della figura 3;

- la figura 7 à ̈ una vista dall’alto relativa alla modalità con cui un motopropulsore dell’autoveicolo à ̈ collegato nel vano motore; e

- la figura 8 à ̈ analoga alla figura 7 e mostra il motopropulsore durante l’urto frontale.

In figura 1, il numero di riferimento 1 indica, nel suo complesso, un autoveicolo (parzialmente illustrato) avente un abitacolo 2 ed un vano motore 3, disposto davanti ad una zona inferiore dell’abitacolo 2 ed ospitante un motopropulsore 4, definito dall’insieme di un motore e di un cambio di velocità.

La zona inferiore dell’abitacolo 2 à ̈ delimitata inferiormente da un pianale 6 ed anteriormente da una parete sostanzialmente verticale 7, denominata “parafiamma†.

Il pianale 6 e la parete 7 costituiscono parte di una scocca 5 che comprende anche due longheroni 8, uno solo dei quali à ̈ visibile nella figura 1. I longheroni 8 comprendono rispettivi puntoni anteriori 9, i quali sono sostanzialmente paralleli alla direzione di avanzamento dell’autoveicolo 1, sporgono in avanti dalla parete 7, a partire da un punto più alto rispetto al pianale 6, e sono affiancati in direzione orizzontale ai passaruota anteriori (non illustrati) dell’autoveicolo 1. I longheroni 8 comprendono, inoltre, rispettive porzioni posteriori 10, disposte in corrispondenza del pianale 6, e rispettive porzioni inclinate 11 che sono disposte lungo la parete 7 e raccordano le porzioni 10 ai puntoni 9.

La scocca 5 comprende anche una coppia di puntoni secondari non illustrati, che sono disposti al di sopra dei passaruota e sporgono in avanti dai montanti anteriori che supportano le portiere dell’autoveicolo 1.

L’autoveicolo 1 comprende, inoltre, due puntoni 12 inferiori, i quali sono disposti sotto ai puntoni 9 e hanno rispettivi assi 13 rettilinei, con una inclinazione dal basso verso l’altro in vista laterale e con una inclinazione dall’esterno verso l’interno nella vista dal basso (fig. 4), se considerati nella direzione che va dall’abitacolo 2 in avanti. In particolare, à ̈ opportuno che l’inclinazione verso l’alto sia maggiore di 7° rispetto all’asse longitudinale dei puntoni 9.Ciascun puntone 12 comprende una porzione anteriore 14 a sezione costante, ad esempio a sezione circolare, ed una porzione intermedia 15, avente una variazione di sezione trasversale tale da definire una diminuzione della resistenza a flessione (momento di inerzia a flessione) attorno ad una direzione orizzontale trasversale agli assi 13 e, quindi, definire una zona preferenziale di piegatura, prevista a progetto, quando un carico longitudinale dovuto ad un urto frontale à ̈ di entità superiore ad una data soglia e provoca il collasso delle estremità anteriori dei puntoni 9. Preferibilmente, la variazione di sezione trasversale à ̈ definita da una acciaccatura in direzione verticale. Come alternativa, ad esempio, la variazione di sezione trasversale può essere definita da un indebolimento, ad esempio da un intaglio.

Preferibilmente, i puntoni 12 sono definiti da tubi, in modo da ottimizzare il peso della scocca 5.

Come visibile nelle figure 1 e 4, le estremità anteriori dei puntoni 9 e 12 supportano un telaio 16, il quale ha forma anulare in modo da circondare un gruppo scambiatore di calore (non illustrato) e supporta tale gruppo ed un paraurti 17. In particolare, il telaio 16 comprende una traversa superiore, una traversa inferiore, e due montanti laterali 18, i quali sono normalmente denominati “vertical link†e sono fissati direttamente o indirettamente alle estremità anteriori dei puntoni 9 e 12.

Come visibile nella vista dal basso di figura 4, preferibilmente le porzioni 15 sono collegate alla traversa inferiore del telaio 16 tramite rispettive staffe 21. Le staffe 21 hanno lo scopo di irrigidire l’estremità frontale dell’autoveicolo al fine di ridurre la rumorosità.

I puntoni 12 comprendono rispettive porzioni posteriori 19 fissate in modo noto e non descritto in dettaglio ad una traversa 20 (parzialmente illustrata), la quale comprende preferibilmente una porzione posteriore trasversale 22 e due bracci anteriori 23, che supportano le ruote anteriori dell’autoveicolo 1 tramite rispettive sospensioni, in modo noto e non illustrato. Sempre considerando la vista dal basso, i bracci 23 sono sostanzialmente allineati con i puntoni 12 e raccordano questi ultimi con le estremità laterali della porzione 22. Considerando la vista laterale di figura 1, invece, in condizione non deformata la porzione 22 ed i bracci 23 sono sostanzialmente orizzontali.

Continuando a fare riferimento alla figura 1, la traversa 20 comprende, inoltre, due staffe 24 che si estendono verso l’alto a partire dai bracci 23 e sono collegate alle estremità posteriori dei puntoni 9 tramite rispettivi organi di collegamento 25, definenti gli attacchi anteriori della traversa 20.

La traversa 20 Ã ̈ fissata anche alle porzioni 10 dei longheroni 8 tramite attacchi posteriori 26 non descritti in dettaglio.

Gli organi di collegamento 25 si estendono in direzioni sostanzialmente verticali e comprendono rispettive zone indebolite o frangibili 27, progettate in modo da rompersi e quindi staccare la traversa 20 dai puntoni 9 al raggiungimento di un dato carico di soglia.

In particolare, gli organi di collegamento 25 sono denominati generalmente “candelieri†e, come visibile nella figura 6, comprendono rispettivi tiranti 28, le cui estremità superiori sono filettate e sporgono attraverso rispettive pareti 29, facenti parte dei puntoni 9. Gli organi di collegamento 25 comprendono, inoltre, rispettive boccole 30, ciascuna delle quali comprende, a sua volta, una madrevite 31, avvitata all’estremità superiore del tirante 28, ed una flangia 32 che sporge radialmente da un bordo 33 della madrevite 31 e ha una faccia inferiore appoggiata sulla parete 29. In particolare, per ciascun lato dell’autoveicolo 1, la zona indebolita 27 à ̈ definita da una porzione della flangia 32 in prossimità del bordo 33, in modo da consentire la separazione della madrevite 31 dalla flangia 32 quando viene raggiunto il suddetto carico di soglia, come visibile proprio in figura 6: la zona indebolita 27 à ̈ ottenuta realizzando la flangia 32 con uno spessore relativamente piccolo oppure realizzando un intaglio nella flangia 32 in prossimità del bordo 33.

Come visibile nella figura 7, il motopropulsore 4 à ̈ collegato ai puntoni 9 e a alla traversa 20 tramite una pluralità di supporti, non descritti in dettaglio, che sono preferibilmente in numero di tre e sono indicati dai numeri di riferimento 34, 35 e 36.In particolare, i supporti 34 e 35 collegano il motopropulsore 4, rispettivamente, alle superfici superiori dei puntoni 9. Il supporto 36, invece, collega il motopropulsore 4 ad una zona intermedia della porzione 22.

Come visibile nella figura 8, i supporti 34, 35 e 36 sono di tipo frangibile, ossia sono progettati in modo da rompersi automaticamente in caso di incidente con urto frontale di entità relativamente elevata, in modo da lasciare staccare il motopropulsore 4 dai puntoni 9 e dalla traversa 20.

Con riferimento alle figure 2 e 3, in caso di urto frontale di entità relativamente elevata, il carico longitudinale dovuto all’urto provoca una piegatura dei puntoni 12 in corrispondenza delle porzioni 15. Tale piegatura tende ad aumentare la componente di carico trasmessa verso il basso dalle porzioni 14 sui bracci 23 e, di conseguenza, sugli organi di collegamento 25. Questo sovraccarico provoca la rottura degli organi di collegamento 25 in corrispondenza delle zone indebolite 27 e, quindi, lo sgancio delle staffe 24 dai puntoni 9. In particolare, dopo la rottura delle flange 32, le madreviti 31 possono sfilare verso il basso attraverso le pareti 29, insieme alle estremità superiori dei tiranti 28.

Dopo la rottura, il carico trasmesso dalle porzioni 14 continua a spingere in basso la traversa 20, la quale pertanto tende a ruotare verso il basso, sostanzialmente facendo perno attorno agli attacchi posteriori 26 (in senso antiorario in figura 3), e quindi si allontana dai puntoni 9. In questo modo, viene liberato spazio per l'arretramento e la discesa del motopropulsore 4.

Nel contempo, i supporti 34,35,36 si rompono, per cui il motopropulsore 4 non à ̈ trascinato dal vincolo definito dai supporti 34, 35 e 36, ma si sposta in funzione dell’intensità dell’urto ed in funzione degli spazi che si vengono a creare nel vano motore 3 durante la deformazione plastica della scocca 5. In particolare, il motopropulsore 4 ha spazio sufficiente per evitare urti contro la parete 7, poiché la traversa 20 à ̈ ruotata verso il basso e quindi à ̈ arretrata rispetto alla condizione non deformata. In particolare, mediante simulazioni si può riscontrare che il motopropulsore 4 si sposta all’indietro rispetto alla sua posizione originaria e va semplicemente ad appoggiarsi contro la parete 7.

È evidente quindi che la soluzione proposta per lo sgancio della traversa 20 dai puntoni 9 risulta essere relativamente semplice, in quanto priva di elementi di tipo pirotecnico.

Non solo, ma gli organi di collegamento 25 ed i supporti 34, 35 e 36 sono elementi distinti gli uni dagli altri, e si rompono tutti in caso d’urto. In questo modo, la piegatura dei puntoni 12 e la rottura degli organi di collegamento 25 consentono di liberare spazio, facendo abbassare la parte anteriore della traversa 20 rispetto ai puntoni 9, mentre la contemporanea rottura dei supporti 34, 35 e 36 lascia libero il motopropulsore 4 di muoversi senza vincoli durante l’urto per andare ad occupare gli spazi vuoti che si rendono disponibili proprio per effetto dell’abbassamento della traversa 20. Pertanto, come accennato sopra, il motopropulsore 4 va indietro e si va ad appoggiare contro la parete 7 senza provocare particolari deformazioni nell’abitacolo 2 e senza provocare particolari picchi di decelerazione sugli occupanti dell’abitacolo 2.

Nel contempo, i puntoni 12 possono essere progettati unicamente per supportare i carichi dovuti agli urti, e non per sostenere il motopropulsore 4, per cui la loro effettiva deformazione plastica durante un urto può essere prevista a progetto con maggiore precisione, in quanto sostanzialmente non dipende dal peso e dall’inerzia del motopropulsore 4.

Inoltre, le caratteristiche sopra descritte consentono di ottenere vantaggi di semplicità rispetto a scocche similari dell’arte nota.

Da quanto precede appare, infine, evidente che all’autoveicolo 1 descritto con riferimento alle figure allegate possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente collegamento 25 potrebbero essere diversi da quelli indicati a titolo di esempio. Inoltre, le zone indebolite 27 potrebbero essere definite da componenti diversi dalle boccole 30, ma sempre facenti parte degli organi di collegamento 25 e/o delle pareti 29 dei puntoni 9.invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, la sezione trasversale dei puntoni 12 e/o la forma della traversa 20 e/o gli organi di collegamento 25 potrebbero essere diversi da quelli indicati a titolo di esempio. Inoltre, le zone indebolite 27 potrebbero essere definite da componenti diversi dalle boccole 30, ma sempre facenti parte degli organi di collegamento 25 e/o delle pareti 29 dei puntoni 9.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Autoveicolo (1) comprendente: - due puntoni superiori (9), che sporgono in avanti da un abitacolo (2) lungo rispettive direzioni sostanzialmente parallele ad una direzione longitudinale di avanzamento dell’autoveicolo; - due puntoni inferiori (12), che sono disposti sotto a detti puntoni superiori (9) e si estendono lungo rispettivi assi sostanzialmente rettilinei (13); detti assi sostanzialmente rettilinei (13), in condizione non deformata, essendo inclinati dal basso verso l’alto, se considerati a partire da detto abitacolo (2); detti puntoni inferiori (12) comprendendo rispettive porzioni intermedie (15) aventi una variazione di sezione trasversale definente una riduzione di resistenza a flessione attorno ad una direzione orizzontale, trasversale a detti assi sostanzialmente rettilinei (13); - una traversa (20) fissata alle estremità posteriori dei detti puntoni inferiori (12); - due organi di collegamento (25) che sono sostanzialmente verticali e collegano detta traversa (20) a rispettive pareti (29) dei detti puntoni superiori (9); - mezzi di sgancio (27) per staccare detta traversa (20) da detti puntoni superiori (9); detti mezzi di sgancio essendo definiti da zone frangibili (27) facenti parte dei detti organi di collegamento (25) e/o delle dette pareti (29) e progettate in modo da rompersi al superamento di una data soglia di carico; - un motopropulsore (4); - mezzi di supporto (34,35,36) che supportano detto motopropulsore (4); caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto (34,35,36) sono distinti da detti organi di collegamento (25), collegano detto motopropulsore (4) a detta traversa (20) ed a detti puntoni superiori (9) e sono frangibili in caso di un urto frontale dell’autoveicolo (1). 2.- Autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti organi di collegamento (25) comprendono: - rispettivi tiranti (28), le cui estremità superiori sono filettate e sporgono attraverso dette pareti (29); - rispettive boccole (30), comprendenti rispettive madreviti (31) avvitate alle estremità superiori dei detti tiranti (28) e rispettive flange (32), che sporgono radialmente da un bordo (33) delle dette madreviti (31) e hanno rispettive facce inferiori appoggiate sulle dette pareti (29). 3.- Autoveicolo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette zone frangibili (27) sono definite da una zona delle dette flange (32) in prossimità del detto bordo (33). 4.- Autoveicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta traversa (20) comprende una porzione posteriore trasversale (22) e due bracci anteriori (23), i quali supportano le ruote anteriori dell’autoveicolo (1), sporgono in avanti dalle estremità laterali della detta porzione posteriore trasversale (22) e sono fissati alle estremità posteriori dei detti puntoni inferiori (12). 5.- Autoveicolo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta traversa (20) comprende due staffe (24), che si estendono verso l’alto a partire dai detti bracci anteriori (23) e sono collegate alle estremità posteriori dei detti puntoni superiori (9) rispettivamente tramite detti organi di collegamento (25). 6.- Autoveicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le estremità anteriori dei detti puntoni superiori (9) ed inferiori (12) supportano un telaio (16), il quale ha forma anulare e comprende una traversa superiore, una traversa inferiore, e due montanti laterali (18); dette porzioni intermedie (15) essendo collegate alla traversa inferiore del detto telaio (16) tramite rispettive staffe (21).